第32卷，第2期 2012年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
东北黑土不同组分有机碳的近红外光谱测定
范如芹12，杨学明3，张晓平1，申艳1*，梁爱珍1，时秀焕1.2，魏守才12，陈学文1,2
1.中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春130012 2.中国科学院研究生院，北京100049
Vol.32,No.2,pp349-353 February,2012
3.加拿大农业与农业食品部温室与加工作物研究中心，HarrowOntarioNoR1GOCanada
摘要不同颗粒组分的土壤有机碳（soilorganiccarbon，SOC)具有不同的化学组成且对不同农艺措施响应不同，因此了解其信息有助于深人理解SOC对士填肥力的责献。本研究旨在评价近红外光谱（nearInfrared spectroscopy，NIRS)预测黑土不同颗粒组分SOC(水稳性团聚体结合碳、颗粒态有机碳及不同大小粒级有机碳)的潜力。土壤样品(n=136)采集于东北典型黑土带上，利用偏最小二乘法建立定量模型（n=100），并用独立样本对模型进行检验（n=36）。结果表明：NIRS可以在一定程度上预测水稳性团案体结合碳含量（R= 0.690.82，RPD=1.2-1.8)；对矿质结合态SOC(<53μm)(R=0.97，RPD=5.4)及细粒级SOC(<20 μm)(R=0.93，RPD=3.8)预测结果较好，对颗粒态有机碳(>53μm)和粗粒级SOC(>20μm)预测结果不理想。NIRS在简化黑土不同题粒组分SOC的测定，特别是矿质结合态（<53um)SOC，具有很好的应用前景。
关键词近红外光谱；团体结合态碳；颗粒态有机碳；偏最小二乘法；黑土
中图分类号：TH83，S153.6
引言
文献标识码：A
土壤有机碳(SOC)是影响土壤肥力和农业可持续发展的重要因子，其含量与动态变化对大气CO固定及温室效应也有重要影响。SOC与土壤团聚体结合并受其物理保护是 SOC固定的一个重要机制[3)，土壤颗粒态有机碳（particulate organiccarbon，POC)是相对新加人土壤且活性很高的那部分SOC，POC对改善土壤结构及其他土壤性状具有重要作用3。POC影响着土壤水稳性团聚体的形成和发育，而团聚体形成和存在又有助于保护POC，二者相互作用，促进SOC 的积累与保持[)，土壤粘粒（<2μm)和粉粒（2～20μm)对 SOC的吸附作用是SOC的主要稳定机制之一[5]。与土壤粘粒和粉粒结合的SOC不易分解，且占总SOC的比重很大，因此对SOC的积累和保持起着重要作用。SOC在不同颗粒组分中的分布是其稳定性的重要指标，能够为SOC固定潜力提供非常有用的信息，但进行这些组分的分离测定费时费力，且对环境造成一定的污染，不适合大量样品的定量分
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)02-0349-05
析。利用近红外光谱（nearinfraredspectroscopy，NIRS)可以根据被测样品的近红外光谱特征求得样品成分含量，测量过程简单、快速且无破坏性。NIRS已被用来分析总SOC、全氮[78]、土壤微生物量碳["]、热水提取有机碳[10]等土壤组分，但用其预测不同颗粒组分SOC的研究还不多见)。 Cozzonlino和Moron(n)指出NIRS在测定不同颗粒组分SOC 含量方面表现出了巨大潜力，强调应进一步研究不同土壤类型及不同农艺措施下的土壤样品来完善其对不同粒级SOC 的预测。本研究以我国黑土为研究对象，建立了不同颗粒组分SOC和近红外光谱吸收度之间的关系模型，进而评价 NIRS预测黑土不同颗粒组分SOC含量的潜力，为实时、快速获取黑土SOC含量与固定潜力等信息提供技术支撑。
实验部分
1 1.1
样品采集
样品的采集主要集中在黑龙江和吉林两省的弓形黑土分布带上，在同一区域分别采集一个未耕作和一个耕作土壤
收稿日期：2011-04-14，修订日期：2011-08-12
基金项目：国家自然科学基金青年基金项目(40801071)，青年博士基金项目(O8H2041)和中国科学院知识创新工程重大项目(S01A404)资助
作者简介：范如芹，1984年生，中国科学院东北地理与农业生态研究所博士研究生
*通讯联系人万方数据
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