土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地第1課時(shí)

4.2土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地

第1課時(shí)

浙教版七年級(jí)下冊(cè)新知導(dǎo)入普通水稻只能生長(zhǎng)在一般的水田里，而無(wú)法在鹽堿地生長(zhǎng)。2012年以來(lái)，袁隆平院士參與培育的適合在鹽堿地里生長(zhǎng)的“海水稻”，從科研試驗(yàn)階段發(fā)展到了產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化推廣階段。普通水田與鹽堿地，兩種土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地有什么不同？新知講解土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地

最初，地球外層的地殼是由巖石組成的，并沒(méi)有土壤。在長(zhǎng)期的自然因素作用下，巖石受風(fēng)化和侵蝕作用破碎為石塊、石礫和砂粒等碎屑。巖石的風(fēng)化石塊巖石石礫砂粒風(fēng)化作用是指巖石不斷碎裂的過(guò)程。風(fēng)化的結(jié)果就是大塊巖石不斷地變成細(xì)小的礦物質(zhì)顆粒。物理因素①風(fēng)力

風(fēng)將砂粒刮起來(lái)，碰撞著巖石。久而久之，巖石層就被慢慢地磨損。于是，巖石上出現(xiàn)了窟窿和裂隙并越來(lái)越大，最后破裂成了小碎塊。巖石的風(fēng)化的因素②流水

水流動(dòng)時(shí)，夾帶的小塊巖石與巖石摩擦，使巖石逐漸成了小石塊。③溫度劇變古人修棧道時(shí)，常用火燒巖石，待巖石溫度升得很高時(shí)，再澆上冷水，巖石驟熱后因突然冷卻就爆裂了。炎熱的太陽(yáng)也會(huì)使巖石變得很燙，此時(shí)若氣溫驟降，巖石也會(huì)爆裂。雨水積聚在巖石的縫隙里，如果氣溫降低到零度以下，水就會(huì)結(jié)冰，使它的體積增大，從而促使巖石的縫隙加寬，最終使巖石裂成小碎塊。化學(xué)因素化學(xué)物質(zhì)的溶蝕作用植物的根、地衣植物對(duì)巖石作用，使巖石碎裂。生物因素有機(jī)物在巖石顆粒的積累過(guò)程植物和動(dòng)物的尸體和排泄物積累在巖石顆粒間，是土壤腐殖質(zhì)和有機(jī)物的重要來(lái)源。

風(fēng)化是巖石在太陽(yáng)輻射、大氣、水和生物作用下出現(xiàn)破碎、疏松及礦物成分變化的現(xiàn)象。

侵蝕是風(fēng)、水、冰或重力等作用破壞巖石、搬運(yùn)巖石碎屑物的過(guò)程。風(fēng)化和侵蝕共同持續(xù)作用，地表的巖石碎屑物不斷積累。

有機(jī)物在這些碎屑物中逐漸積累，形成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，歷經(jīng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，這些混合物最終形成土壤。物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化是巖石風(fēng)化的兩種基本類(lèi)型。巖石遭受物理風(fēng)化時(shí)，會(huì)破裂成越來(lái)越小得碎屑，每塊碎屑保持原有的物質(zhì)性質(zhì)。影響巖石物理風(fēng)化的因素有很多，溫度、壓力和生物活動(dòng)是導(dǎo)致巖石發(fā)生物理風(fēng)化的重要因素，如圖所示。化學(xué)風(fēng)化是巖石在水、氧氣、二氧化碳和酸等多種因素作用下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使巖石的成分改變的過(guò)程。化學(xué)風(fēng)化所產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)的組成不同于原來(lái)的巖石。例如，巖石和水的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致新礦物的形成，以及可溶性物質(zhì)的析出。巖石通過(guò)物理風(fēng)化碎裂成碎屑后表面積增大，碎屑物更易遭受化學(xué)風(fēng)化作用。①原始階段

②幼年階段

③壯年階段

④老年階段風(fēng)化的巖石碎屑慢慢發(fā)育成土壤層。母質(zhì)層基巖原始母巖母質(zhì)層基巖表層沉淀層母質(zhì)層表層沉淀層尚未發(fā)育的原始母巖。母巖開(kāi)始風(fēng)化，形成母質(zhì)層，低等生物作用。出現(xiàn)表層和沉積層成為成熟土壤。土壤發(fā)育速度趨于緩慢，層次明顯且性質(zhì)穩(wěn)定。土壤可被粗略地分為三層，如圖所示。

最靠近基巖的母質(zhì)層僅包含部分風(fēng)化的巖石碎屑，這些碎屑是土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)；靠近地表的表層則積累了更多來(lái)自地表植被的有機(jī)質(zhì)，巖石碎屑被進(jìn)一步分解為黏土和無(wú)機(jī)物；沉積層位于表層和母質(zhì)層之間，是在降水作用下，上方土壤中的可溶性礦物質(zhì)、細(xì)小顆粒被溶解、沖刷下來(lái)積累形成的。

不同地區(qū)由于氣候、地表礦物質(zhì)成分、植被等因素不同，土壤發(fā)育狀況也不同。有的地區(qū)地表土在表層之上還有發(fā)育出主要由有機(jī)質(zhì)組成的有機(jī)層，有的地區(qū)在各層之間還會(huì)發(fā)育出過(guò)渡層等。

土壤的形成過(guò)程十分緩慢，直到今天，這個(gè)過(guò)程仍在不斷地繼續(xù)著。形成1cm厚的表土，一般情況下需要100～400年，在極其寒冷的環(huán)境中，大約需要1000年。思考與討論巖石形成土壤的快慢與哪些因素有關(guān)？巖石形成土壤的快慢主要與巖石特征、氣候（如風(fēng)、流水、溫度等）、地形、生物活動(dòng)等因素有關(guān)。土壤的成分土壤中有生物（植物、動(dòng)物、微生物）和非生物（礦物質(zhì)顆粒，水分等）

礦物質(zhì)顆粒是土壤的主要組成部分。礦物質(zhì)顆粒之間有空隙，由氣體和水分占據(jù)。土壤中還有各種動(dòng)物、植物和微生物。土壤中的氣體絕大部分來(lái)自大氣中的氮?dú)?、氧氣等，小部分?lái)自土壤內(nèi)的生命活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣等。土壤中的水分主要由地表滲入，其中含有許多溶解的礦物質(zhì)。思考與討論蚯蚓是靠能分泌黏液的濕潤(rùn)體壁進(jìn)行呼吸的。下雨時(shí)蚯蚓常從土壤中鉆到地面，請(qǐng)分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因。蚯蚓沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的呼吸器官，主要是依靠濕潤(rùn)的體表來(lái)完成氣體交換。下雨天時(shí)土壤里的空氣含量減少，它必須到地面上來(lái)滿(mǎn)足呼吸所需的空氣。探索活動(dòng)1.取經(jīng)充分干燥的土壤，先用天平稱(chēng)取50g，然后把它們放在細(xì)密的鐵絲網(wǎng)上，用酒精燈加熱，觀察到什么現(xiàn)象？2.待土壤冷卻后，再用天平稱(chēng)得其質(zhì)量為_(kāi)______g。從土壤的成分分析，土壤質(zhì)量發(fā)生變化的原因是什么？除了需要空氣和水等無(wú)機(jī)物外，很多土壤生物的生存還需要有機(jī)物來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)。有機(jī)物能燃燒生成水和二氧化碳等無(wú)機(jī)物，你能根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)土壤中是否存在有機(jī)物嗎？土壤變黑，有焦味，有機(jī)物碳化分解而燃燒。有機(jī)物燃燒生成CO2和水，散失到空氣中。注意事項(xiàng)：①選取的土壤樣本應(yīng)含有較豐富的有機(jī)物。②“充分干燥”時(shí)可選擇恒溫箱烘烤或者長(zhǎng)時(shí)間日曬的辦法，不宜采用在火上直接加熱的辦法，否則可能會(huì)使部分有機(jī)物“提前”分解。③細(xì)密鐵絲網(wǎng)的孔徑要小，以免土壤顆粒漏下去。

土壤中的有機(jī)物主要來(lái)源于生物的排泄物和死亡的生物體，以及人工施用的有機(jī)肥。有機(jī)物經(jīng)過(guò)微生物分解后形成腐殖質(zhì)，土壤形成良好的團(tuán)粒，有利于植物生長(zhǎng)。土壤微生物腐殖質(zhì)豐富的土壤腐殖質(zhì)可以為土壤動(dòng)物提供食物，同時(shí)也豐富了植物生長(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀和硫等元素，土壤更為肥沃。

礦物質(zhì)含有磷、鉀、鎂、鈣、鐵等元素，可提供除氮以外的植物生長(zhǎng)所需的各種主要養(yǎng)分。這些元素往往以無(wú)機(jī)鹽的形式存在于土壤中。那么，如何檢驗(yàn)土壤中無(wú)機(jī)鹽的存在呢？探索活動(dòng)1.取適量土壤樣品放入燒杯中，倒入適量的蒸餾水，用玻璃棒攪拌，然后讓它慢慢沉淀下來(lái)。上部的溶液就是土壤浸出液。2.靜置一段時(shí)間，取上部土壤浸出液約10mL,放入蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，使水分蒸發(fā)，如圖所示。觀察蒸發(fā)皿中的殘留物。白色晶體這些殘留物是無(wú)機(jī)鹽，能溶于水而不能燃燒，它們與植物的生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)系密切。注意事項(xiàng)：①實(shí)驗(yàn)中，土壤要足量，這樣可使較多的無(wú)機(jī)鹽溶解于蒸餾水中，有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。②過(guò)濾時(shí)，要將土壤浸出液沿玻璃棒緩緩倒入漏斗，不要使浸出液沿濾紙外流。③蒸發(fā)濾液時(shí)，要不斷用玻璃棒攪拌，使濾液均勻受熱，以防止局部溫度過(guò)高而導(dǎo)致濾液飛濺。土壤非生命物質(zhì)的組成及狀態(tài)土壤非生命物質(zhì)的狀態(tài)固體約占土壤體積的50%，其中礦物質(zhì)顆粒一般占土壤固體部分質(zhì)量的95%。土壤中的礦物質(zhì)顆粒、腐殖質(zhì)、水和空氣是非生命物質(zhì)。固態(tài)液態(tài)氣態(tài)礦物質(zhì)顆粒、腐殖質(zhì)水空氣壤土類(lèi)土壤模型固態(tài)氣態(tài)液態(tài)土壤中還含有大量的生物，它們與環(huán)境相互作用，相互影響。課堂總結(jié)土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地(一）巖石母質(zhì)巖表層碎屑物低等生物作用沉積層淋濾表層物質(zhì)土壤的形成是長(zhǎng)期的緩慢的過(guò)程風(fēng)化侵蝕

土壤中的成分固體液體氣體礦物質(zhì)顆粒腐殖質(zhì)水分空氣水分是植物生長(zhǎng)的必要條件空氣是植物的根呼吸和微生物生命活動(dòng)所需氧氣的來(lái)源土壤有機(jī)物分腐殖質(zhì)和非腐殖質(zhì)兩類(lèi)存在于地殼中的天然單質(zhì)或化合物土壤各成分相互影響、相互聯(lián)系而成為一個(gè)整體。占固體95%左右1.下列關(guān)于土壤成因的敘述,錯(cuò)誤的是()A.巖石的風(fēng)化是土壤形成的必要條件B.生物活動(dòng)在土壤形成過(guò)程中起了很大的作用C.巖石風(fēng)化的產(chǎn)物逐步發(fā)育成土壤D.巖石只需經(jīng)熱脹冷縮等物理變化就能變成土壤課堂練習(xí)2.土壤的形成過(guò)程十分緩慢,直到今天,這個(gè)過(guò)程仍在不斷地繼續(xù)著。土壤的形成過(guò)程中有下列步驟:①巖石的風(fēng)化;②巖石進(jìn)一步風(fēng)化,有最低等的生物出現(xiàn);③出現(xiàn)森林和草原,土壤最終形成;④形成原始土壤,有地衣、苔蘚植物出現(xiàn)。其正確順序?yàn)?()A.①②③④ B.②③①④C.①②④③ D.③②①④DC3.月球表面有月壤。月壤主要由月球巖石碎屑、粉末、角礫、撞擊熔融玻璃物質(zhì)組成,其中絕大部分顆粒在30μm到1mm之間,摸上去和面粉一樣細(xì)膩,但不適合植物生長(zhǎng)。科學(xué)家設(shè)想:人類(lèi)移民月球的時(shí)候,把月壤改造成類(lèi)似地球上的土壤來(lái)栽培植物。改造過(guò)程中,不需要提供的是 (

)A.空氣 B.水 C.腐殖質(zhì) D.礦物質(zhì)D4.雨過(guò)天晴后,有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)民常給農(nóng)作物中耕松土,其主要作用是(

)A.增加土壤中的水分 B.增加土壤中的空氣C.增加土壤中的肥力 D.減少土壤中的生物B5.下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明土壤中含有水的是 (

)BA.B.C.D.如果你把土塊放入盛水的燒杯中，發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象

______________，說(shuō)明土壤中含有

________。有氣泡產(chǎn)生空氣實(shí)驗(yàn)原理:利用水具流動(dòng)性,能滲入土壤間隙,所以土壤中空氣的體積等于加入水后減少的水的體積。測(cè)量土壤空氣的體積分?jǐn)?shù)的步驟：1、選取一規(guī)則幾何體狀（長(zhǎng)方體或正方體）的土壤樣本，用刻度尺測(cè)出其長(zhǎng)、寬、高，計(jì)算出土壤體積記為V；2、在土壤樣本中注水，記為V1；3、再在鐵塊樣本中注水，記為V2；土壤中空氣占土壤體積的體積分?jǐn)?shù)（V1－V2）

V控制的相同實(shí)驗(yàn)條件：（１）土塊和鐵塊的長(zhǎng)、寬、高相等。（２）兩只燒杯應(yīng)完全相同。（３）使用同一只量筒加水。