4.2土壤的結構和質地

第1課時

浙教版七年級下冊新知導入普通水稻只能生長在一般的水田里，而無法在鹽堿地生長。2012年以來，袁隆平院士參與培育的適合在鹽堿地里生長的“海水稻”，從科研試驗階段發展到了產業化、規模化推廣階段。普通水田與鹽堿地，兩種土壤的結構和質地有什么不同？新知講解土壤的結構和質地

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

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

水流動時，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，常用火燒巖石，待巖石溫度升得很高時，再澆上冷水，巖石驟熱后因突然冷卻就爆裂了。炎熱的太陽也會使巖石變得很燙，此時若氣溫驟降，巖石也會爆裂。雨水積聚在巖石的縫隙里，如果氣溫降低到零度以下，水就會結冰，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。化學因素化學物質的溶蝕作用植物的根、地衣植物對巖石作用，使巖石碎裂。生物因素有機物在巖石顆粒的積累過程植物和動物的尸體和排泄物積累在巖石顆粒間，是土壤腐殖質和有機物的重要來源。

風化是巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏松及礦物成分變化的現象。

侵蝕是風、水、冰或重力等作用破壞巖石、搬運巖石碎屑物的過程。風化和侵蝕共同持續作用，地表的巖石碎屑物不斷積累。

有機物在這些碎屑物中逐漸積累，形成營養物質，歷經漫長的過程，這些混合物最終形成土壤。物理風化和化學風化是巖石風化的兩種基本類型。巖石遭受物理風化時，會破裂成越來越小得碎屑，每塊碎屑保持原有的物質性質。影響巖石物理風化的因素有很多，溫度、壓力和生物活動是導致巖石發生物理風化的重要因素，如圖所示。化學風化是巖石在水、氧氣、二氧化碳和酸等多種因素作用下，發生化學反應使巖石的成分改變的過程。化學風化所產生的碎屑物質的組成不同于原來的巖石。例如，巖石和水的化學反應導致新礦物的形成，以及可溶性物質的析出。巖石通過物理風化碎裂成碎屑后表面積增大，碎屑物更易遭受化學風化作用。①原始階段

②幼年階段

③壯年階段

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

最靠近基巖的母質層僅包含部分風化的巖石碎屑，這些碎屑是土壤的物質基礎；靠近地表的表層則積累了更多來自地表植被的有機質，巖石碎屑被進一步分解為黏土和無機物；沉積層位于表層和母質層之間，是在降水作用下，上方土壤中的可溶性礦物質、細小顆粒被溶解、沖刷下來積累形成的。

不同地區由于氣候、地表礦物質成分、植被等因素不同，土壤發育狀況也不同。有的地區地表土在表層之上還有發育出主要由有機質組成的有機層，有的地區在各層之間還會發育出過渡層等。

土壤的形成過程十分緩慢，直到今天，這個過程仍在不斷地繼續著。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？巖石形成土壤的快慢主要與巖石特征、氣候（如風、流水、溫度等）、地形、生物活動等因素有關。土壤的成分土壤中有生物（植物、動物、微生物）和非生物（礦物質顆粒，水分等）

礦物質顆粒是土壤的主要組成部分。礦物質顆粒之間有空隙，由氣體和水分占據。土壤中還有各種動物、植物和微生物。土壤中的氣體絕大部分來自大氣中的氮氣、氧氣等，小部分來自土壤內的生命活動產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。思考與討論蚯蚓是靠能分泌黏液的濕潤體壁進行呼吸的。下雨時蚯蚓常從土壤中鉆到地面，請分析出現這一現象的原因。蚯蚓沒有專門的呼吸器官，主要是依靠濕潤的體表來完成氣體交換。下雨天時土壤里的空氣含量減少，它必須到地面上來滿足呼吸所需的空氣。探索活動1.取經充分干燥的土壤，先用天平稱取50g，然后把它們放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱，觀察到什么現象？2.待土壤冷卻后，再用天平稱得其質量為_______g。從土壤的成分分析，土壤質量發生變化的原因是什么？除了需要空氣和水等無機物外，很多土壤生物的生存還需要有機物來提供營養。有機物能燃燒生成水和二氧化碳等無機物，你能根據這一原理設計實驗來檢驗土壤中是否存在有機物嗎？土壤變黑，有焦味，有機物碳化分解而燃燒。有機物燃燒生成CO2和水，散失到空氣中。注意事項：①選取的土壤樣本應含有較豐富的有機物。②“充分干燥”時可選擇恒溫箱烘烤或者長時間日曬的辦法，不宜采用在火上直接加熱的辦法，否則可能會使部分有機物“提前”分解。③細密鐵絲網的孔徑要小，以免土壤顆粒漏下去。

土壤中的有機物主要來源于生物的排泄物和死亡的生物體，以及人工施用的有機肥。有機物經過微生物分解后形成腐殖質，土壤形成良好的團粒，有利于植物生長。土壤微生物腐殖質豐富的土壤腐殖質可以為土壤動物提供食物，同時也豐富了植物生長所必需的氮、磷、鉀和硫等元素，土壤更為肥沃。

礦物質含有磷、鉀、鎂、鈣、鐵等元素，可提供除氮以外的植物生長所需的各種主要養分。這些元素往往以無機鹽的形式存在于土壤中。那么，如何檢驗土壤中無機鹽的存在呢？探索活動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。上部的溶液就是土壤浸出液。2.靜置一段時間，取上部土壤浸出液約10mL,放入蒸發皿中，用酒精燈加熱，使水分蒸發，如圖所示。觀察蒸發皿中的殘留物。白色晶體這些殘留物是無機鹽，能溶于水而不能燃燒，它們與植物的生長發育關系密切。注意事項：①實驗中，土壤要足量，這樣可使較多的無機鹽溶解于蒸餾水中，有利于對實驗現象的觀察。②過濾時，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蒸發濾液時，要不斷用玻璃棒攪拌，使濾液均勻受熱，以防止局部溫度過高而導致濾液飛濺。土壤非生命物質的組成及狀態土壤非生命物質的狀態固體約占土壤體積的50%，其中礦物質顆粒一般占土壤固體部分質量的95%。土壤中的礦物質顆粒、腐殖質、水和空氣是非生命物質。固態液態氣態礦物質顆粒、腐殖質水空氣壤土類土壤模型固態氣態液態土壤中還含有大量的生物，它們與環境相互作用，相互影響。課堂總結土壤的結構和質地(一）巖石母質巖表層碎屑物低等生物作用沉積層淋濾表層物質土壤的形成是長期的緩慢的過程風化侵蝕

土壤中的成分固體液體氣體礦物質顆粒腐殖質水分空氣水分是植物生長的必要條件空氣是植物的根呼吸和微生物生命活動所需氧氣的來源土壤有機物分腐殖質和非腐殖質兩類存在于地殼中的天然單質或化合物土壤各成分相互影響、相互聯系而成為一個整體。占固體95%左右1.下列關于土壤成因的敘述,錯誤的是()A.巖石的風化是土壤形成的必要條件B.生物活動在土壤形成過程中起了很大的作用C.巖石風化的產物逐步發育成土壤D.巖石只需經熱脹冷縮等物理變化就能變成土壤課堂練習2.土壤的形成過程十分緩慢,直到今天,這個過程仍在不斷地繼續著。土壤的形成過程中有下列步驟:①巖石的風化;②巖石進一步風化,有最低等的生物出現;③出現森林和草原,土壤最終形成;④形成原始土壤,有地衣、苔蘚植物出現。其正確順序為 ()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膩,但不適合植物生長。科學家設想:人類移民月球的時候,把月壤改造成類似地球上的土壤來栽培植物。改造過程中,不需要提供的是 (

)A.空氣 B.水 C.腐殖質 D.礦物質D4.雨過天晴后,有經驗的農民常給農作物中耕松土,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.下列實驗能說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，發現的現象

______________，說明土壤中含有

________。有氣泡產生空氣實驗原理:利用水具流動性,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。測量土壤空氣的體積分數的步驟：1、選取一規則幾何體狀（長方體或正方體）的土壤樣本，用刻度尺測出其長、寬、高，計算出土壤體積記為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數（V1－V2）

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