四川紫色土颜色特征及其与物质组成的关系研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaohai_wl
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土壤颜色作为土壤最醒目的物理特征,是判断成土环境、土壤发育程度及土壤肥力的重要依据。四川紫色土分布广,面积大,生产力高,其特殊的土色是其区别于其他土壤的显著特征,已有研究表明土壤颜色与土壤理化参数有极为重要的关系。本研究利用现代色度学理论和测色仪器,开展紫色土及紫色岩色度特征的客观、定量研究(色度指标包括色调H、明度V、彩度C、亮度L*、红度a*和黄度b*),弄清紫色土及紫色岩的颜色特征,确定紫色土系统分类地位;在此基础上,进一步研究化学组成、颗粒组成对色度参数的影响,弄清紫色土及其母岩颜色变化的控制因素,推进紫色土(母岩)色度特征及系统分类研究。结果表明:(1)基于测色仪的信息,《中国标准土壤色卡》出现明显差异的色片数量为9.34%,而日本《新版标准土色贴》出现明显差异的色片仅占2.07%,后者有相对准确的颜色参考。与《中国标准土壤色卡》相比,《新版标准土色贴》V值和C值的均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE)分别低了71.43%、47.17%和63.49%、39.24%,有更好的准确度。但《中国标准土壤色卡》是根据中国土壤颜色情况而研制的标准色卡,色调页和色片数量都超过了国外同类土壤色卡;相对于《新版标准土色贴》,《中国标准土壤色卡》增加了专供描述紫色土的2.5RP、5RP、7.5RP、10RP、5P等色调,也增加了2.5R和5R色调的色片,可为有“紫色砂、页岩岩性特征”和“红色砂、页岩、砂砾岩和北方红土”分布的地区提供颜色参考,仍可满足我国土壤颜色描述的需要。(2)根据四川省45个典型紫色土母岩的颜色信息统计结果,《中国标准土壤色卡》和日本《新版标准土色贴》对母岩岩块的比色结果中分别有20.0%和33.3%的样品符合《中国土壤系统分类检索》(第三版)中“紫色砂、页岩岩性特征”“紫色”(色调为2.5RP~10RP)的定义,而对母岩粉末的比色结果仅《中国标准土壤色卡》有2.2%符合条件;用能客观准确测色的分光测色计对母岩岩块和粉末测色没有一个呈RP色调。结合对紫色和红色的已有定义,建议在开展紫色土系统分类时,将“紫色”修改为:“色调为2.5RP~10RP;或色调为2.5R~5YR,干态明度为3~6,干态彩度为2~4”。按修改后的标准,有62.2%~75.6%的样品符合紫色定义,这一结果更符合对紫色土颜色的传统认识。(3)紫色土有机质含量仅与C、a*和b*呈显著负相关,与H、V和L*没有相关关系。紫色土铁锰含量(全量铁锰Fet/Mnt、游离态铁锰Fed/Mnd、活性态铁锰Feo/Mno和络合态铁锰Fep/Mnp)与颜色有着密不可分的联系,Fet、Feo和Fep与两颜色系统的色度参数有显著相关关系,Fed仅与V和L*呈显著负相关;Mnt、Mnd、Mno与两颜色系统色度参数有显著相关关系。除络合态外,紫色土各形态锰含量与色度参数的相关关系均高于各形态铁。逐步回归分析表明,Mnt是影响紫色土V、L*、a*和b*的主要因素,与铁锰其他形态相比,Mnt对紫色土颜色的影响最大。铁锰与有机质共同作用与土壤颜色的逐步回归方程决定系数R~2介于0.46~0.54之间,相对于铁和锰单独作用,铁锰及有机质共同作用与紫色土颜色的逐步回归拟合度更高。(4)黏粒含量与V、C、L*、b*呈极显著正相关,与a*呈显著正相关;粉粒含量仅与亮度(V和L*)呈极显著正相关;砂粒含量与亮度(V和L*)呈极显著负相关,与C、a*、b*呈显著负相关。分离提取出的砂粒、粉粒和黏粒与原土的ΔL*a*b*均值从大到小排序为黏粒>粉粒>砂粒,即黏粒样品的颜色与原土相差最大,砂粒样品的颜色与原土相差最小。不同粒级组分土样各形态铁含量也存在差异,表现为黏粒各形态铁含量均高于砂粒或粉粒。微量元素Cr、Ti、Ni、V、Cu和Co与色度参数均有很好的相关关系。
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