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原文传递一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法

专利名称：	一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法
摘要：	本发明公开了一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法。该方法首先通过湿筛分级和密度提取的方法提取土壤中的颗粒态有机质，然后显微CT技术对颗粒态有机质进行图像扫描，扫描后的图像经过去除伪影—计算阈值—图像分割—三维重构后，从而对土壤有机制形态特征、有机质数量、体积比及体积分布、孔隙大小分布等进行定量测定。本发明首次采用显微CT技术对土壤颗粒态有机质的空间结构特征进行定量测定，这为土壤学尤其是土壤有机质的深入研究奠定了基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东省农业科学院畜牧兽医研究所
发明人：	刘兴华;骆永明;章海波;谢寅雨;朱荣生;王诚;王怀中;黄保华;唐茜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910192643.3
公开号：	CN109959602A
代理机构：	济南诚智商标专利事务所有限公司
代理人：	韩百翠
分类号：	G01N15/10(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	250100 山东省济南市历城区桑园路8号
主权项：	1.一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，包括以下步骤： 1)通过湿筛分级得到250-2000μm的大团聚体和53-250μm的微团聚体，然后通过密度提取的方法，分别得到大团聚体的游离颗粒态有机质、微团聚体的游离颗粒态有机质、大团聚体内部结合的颗粒态有机质和微团聚体内部结合的颗粒态有机质； 2)任选一组上面的颗粒态有机质，采用显微CT对其从0到180°匀速旋转进行图像扫描，共采集960幅以上扫描投影图像，并记录各角度的扫描投影图像； 3)对扫描投影图像经去除伪影、计算阈值和图像分割处理，将图像分为孔隙、有机质和土壤矿物质三部分，然后进行三维重构，恢复土壤颗粒态有机质原貌； 4)定量计算土壤颗粒态有机质空间结构特征。 2.如权利要求1所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述步骤4)土壤颗粒态有机质空间结构特征包括形态特征、有机质数量、体积比及体积分布、孔隙大小分布中的一种或者一种以上。 3.如权利要求2所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述步骤4)定量计算有机质空间结构特征采用image J软件完成，有机质孔隙大小采用等效直径的方式来表示。 4.如权利要求1所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述步骤1)的湿筛分级为：将土壤加入离心管内缓慢加水浸润；然后将离心管倒置在2mm筛内的水面以下，直至土样完全沉入到筛中；所述2mm筛下层依次放置配套的250μm和53μm筛；上下移动筛子，通过湿筛分离得到粒径为250-2 000μm大团聚体和53-250μm的微团聚体。 5.如权利要求1所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述步骤1)的密度提取为：将密度为1.85g/cm3的NaI溶液和大团聚体或者微团聚体加入离心管中，上下颠倒，静置，过滤分离上层轻组有机质，下层样品重复上述步骤，直至完全分离轻组有机质，得到大团聚体或者微团聚体的游离颗粒态有机质；下层重组有机质用5g/L的六偏磷酸钠分散后湿筛，得到大团聚体或者微团聚体内部结合的颗粒态有机质。 6.如权利要求5所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述分离得到的组分均用超纯水反复洗去盐分离子，50℃烘干。 7.如权利要求1所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述步骤3)的去除伪影、计算阈值和图像分割为：预处理将扫描投影图像去伪影后进行切片分割，输出为二进制图像，将二进制图片转化为八进制图片后进行阈值分割；阈值的选择采用全局阈值方法，采用观察灰度值直方图来选择，孔隙对X射线没有吸收，灰度值最小，土壤矿物质吸收最大，灰度值较大，有机质介于二者之间，根据各组分灰度值不同建立直方图，直方图会有2个波峰，选择2个波峰的中间波谷的灰度值即可作为阈值，将图像分为孔隙、有机质和土壤矿物质三部分。 8.如权利要求1-7中任意一项所述的一种定量测定土壤颗粒态有机质空间结构的方法，其特征是，所述步骤3)对图像进行分割后对有机质组分和土壤矿物质进行染色处理，以增强二者的视觉对比。
所属类别：	发明专利