(共30张PPT)
4.2 土壤的结构和质地
第1课时
浙教版七年级下册
新知导入
普通水稻只能生长在一般的水田里，而无法在盐碱地生长。2012年以来，袁隆平院士参与培育的适合在盐碱地里生长的“海水稻”，从科研试验阶段发展到了产业化、规模化推广阶段。
普通水田与盐碱地，两种土壤的结构和质地有什么不同？
新知讲解
土壤的结构和质地
最初，地球外层的地壳是由岩石组成的，并没有土壤。在长期的自然因素作用下，岩石受风化和侵蚀作用破碎为石块、石砾和砂粒等碎屑。
岩石的风化
石块
岩石
石砾
砂粒
风化作用是指岩石不断碎裂的过程。
风化的结果就是大块岩石不断地变成细小的矿物质颗粒。
物理因素
① 风力
风将砂粒刮起来，碰撞着岩石。久而久之，岩石层就被慢慢地磨损。于是，岩石上出现了窟窿和裂隙并越来越大，最后破裂成了小碎块。
岩石的风化的因素
② 流水
水流动时，夹带的小块岩石与岩石摩擦，使岩石逐渐成了小石块。
③ 温度剧变
古人修栈道时，常用火烧岩石，待岩石温度升得很高时，再浇上冷水，岩石骤热后因突然冷却就爆裂了。
炎热的太阳也会使岩石变得很烫，此时若气温骤降，岩石也会爆裂。
雨水积聚在岩石的缝隙里，如果气温降低到零度以下，水就会结冰，使它的体积增大，从而促使岩石的缝隙加宽，最终使岩石裂成小碎块。
化学因素
化学物质的溶蚀作用
植物的根、地衣植物对岩石作用，使岩石碎裂。
生物因素
有机物在岩石颗粒的积累过程
植物和动物的尸体和排泄物积累在岩石颗粒间，是土壤腐殖质和有机物的重要来源。
风化是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分变化的现象。
侵蚀是风、水、冰或重力等作用破坏岩石、搬运岩石碎屑物的过程。风化和侵蚀共同持续作用，地表的岩石碎屑物不断积累。
有机物在这些碎屑物中逐渐积累，形成营养物质，历经漫长的过程，这些混合物最终形成土壤。
物理风化和化学风化是岩石风化的两种基本类型。
岩石遭受物理风化时，会破裂成越来越小得碎屑，每块碎屑保持原有的物质性质。影响岩石物理风化的因素有很多，温度、压力和生物活动是导致岩石发生物理风化的重要因素，如图所示。
化学风化是岩石在水、氧气、二氧化碳和酸等多种因素作用下，发生化学反应使岩石的成分改变的过程。
化学风化所产生的碎屑物质的组成不同于原来的岩石。
例如，岩石和水的化学反应导致新矿物的形成，以及可溶性物质的析出。
岩石通过物理风化碎裂成碎屑后表面积增大，碎屑物更易遭受化学风化作用。
①原始阶段 ②幼年阶段 ③壮年阶段 ④老年阶段
风化的岩石碎屑慢慢发育成土壤层。
母质层
基岩
原始
母岩
母质层
基岩
表层
沉淀层
母质层
表层
沉淀层
尚未发育的原始母岩。
母岩开始风化，形成母质层，低等生物作用。
出现表层和沉积层成为成熟土壤。
土壤发育速度趋于缓慢，层次明显且性质稳定。
土壤可被粗略地分为三层，如图所示。
最靠近基岩的母质层仅包含部分风化的岩石碎屑，这些碎屑是土壤的物质基础；靠近地表的表层则积累了更多来自地表植被的有机质，岩石碎屑被进一步分解为黏土和无机物；沉积层位于表层和母质层之间，是在降水作用下，上方土壤中的可溶性矿物质、细小颗粒被溶解、冲刷下来积累形成的。
不同地区由于气候、地表矿物质成分、植被等因素不同，土壤发育状况也不同。有的地区地表土在表层之上还有发育出主要由有机质组成的有机层，有的地区在各层之间还会发育出过渡层等。
土壤的形成过程十分缓慢，直到今天，这个过程仍在不断地继续着。形成1cm厚的表土，一般情况下需要100～400年，在极其寒冷的环境中，大约需要1000年。
思考与讨论
岩石形成土壤的快慢与哪些因素有关？
岩石形成土壤的快慢主要与岩石特征、气候（如风、流水、温度等）、地形、生物活动等因素有关。
土壤的成分
土壤中有生物（植物、动物、微生物）和非生物（矿物质颗粒，水分等）
矿物质颗粒是土壤的主要组成部分。矿物质颗粒之间有空隙，由气体和水分占据。土壤中还有各种动物、植物和微生物。土壤中的气体绝大部分来自大气中的氮气、氧气等，小部分来自土壤内的生命活动产生的二氧化碳和水蒸气等。土壤中的水分主要由地表渗入，其中含有许多溶解的矿物质。
思考与讨论
蚯蚓是靠能分泌黏液的湿润体壁进行呼吸的。下雨时蚯蚓常从土壤中钻到地面，请分析出现这一现象的原因。
蚯蚓没有专门的呼吸器官，主要是依靠湿润的体表来完成气体交换。下雨天时土壤里的空气含量减少，它必须到地面上来满足呼吸所需的空气。
探索活动
1.取经充分干燥的土壤，先用天平称取50g，然后把它们放在细密的铁丝网上，用酒精灯加热，观察到什么现象？
2.待土壤冷却后，再用天平称得其质量为_______g。从土壤的成分分析，土壤质量发生变化的原因是什么？
除了需要空气和水等无机物外，很多土壤生物的生存还需要有机物来提供营养。
有机物能燃烧生成水和二氧化碳等无机物，你能根据这一原理设计实验来检验土壤中是否存在有机物吗？
土壤变黑，有焦味，有机物碳化分解而燃烧。
有机物燃烧生成CO2和水，散失到空气中。
注意事项：
①选取的土壤样本应含有较丰富的有机物。
②“充分干燥”时可选择恒温箱烘烤或者长时间日晒的办法，不宜采用在火上直接加热的办法，否则可能会使部分有机物“提前”分解。
③细密铁丝网的孔径要小，以免土壤颗粒漏下去。
土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体，以及人工施用的有机肥。
有机物经过微生物分解后形成腐殖质，土壤形成良好的团粒，有利于植物生长。
土壤微生物
腐殖质丰富的土壤
腐殖质可以为土壤动物提供食物，同时也丰富了植物生长所必需的氮、磷、钾和硫等元素，土壤更为肥沃。
矿物质含有磷、钾、镁、钙、铁等元素，可提供除氮以外的植物生长所需的各种主要养分。
这些元素往往以无机盐的形式存在于土壤中。
那么，如何检验土壤中无机盐的存在呢？
探索活动
1.取适量土壤样品放入烧杯中，倒入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌，然后让它慢慢沉淀下来。上部的溶液就是土壤浸出液。
2.静置一段时间，取上部土壤浸出液约10mL,放入蒸发皿中，用酒精灯加热，使水分蒸发，如图所示。观察蒸发皿中的残留物。
白色晶体
这些残留物是无机盐，能溶于水而不能燃烧，它们与植物的生长发育关系密切。
注意事项：
①实验中，土壤要足量，这样可使较多的无机盐溶解于蒸馏水中，有利于对实验现象的观察。
②过滤时，要将土壤浸出液沿玻璃棒缓缓倒入漏斗，不要使浸出液沿滤纸外流。
③蒸发滤液时，要不断用玻璃棒搅拌，使滤液均匀受热，以防止局部温度过高而导致滤液飞溅。
土壤非生命物质的组成及状态
土壤非生命物质的状态
固体约占土壤体积的50%，其中矿物质颗粒一般占土壤固体部分质量的95%。
土壤中的矿物质颗粒、腐殖质、水和空气是非生命物质。
固态
液态
气态
矿物质颗粒、腐殖质
水
空气
壤土类土壤模型
固态
气态
液态
土壤中还含有大量的生物，它们与环境相互作用，相互影响。
课堂总结
土壤的结构和质地(一）
岩石
母质岩
表层
碎屑物
低等生物作用
沉积层
淋滤表层物质
土壤的形成是长期的缓慢的过程
风化
侵蚀
土壤中的成分
固体
液体
气体
矿物质颗 粒
腐殖质
水分
空气
水分是植物生长的必要条件
空气是植物的根呼吸和微生物生命活动所需氧气的来源
土壤有机物分腐殖质和非腐殖质两类
存在于地壳中的天然单质或化合物
土壤各成分相互影响、相互联系而成为一个整体。
占固体95% 左右
1.下列关于土壤成因的叙述,错误的是( )
A. 岩石的风化是土壤形成的必要条件
B.生物活动在土壤形成过程中起了很大的作用
C.岩石风化的产物逐步发育成土壤
D.岩石只需经热胀冷缩等物理变化就能变成土壤
课堂练习
2.土壤的形成过程十分缓慢,直到今天,这个过程仍在不断地继续着。土壤的形成过程中有下列步骤:①岩石的风化;②岩石进一步风化,有最低等的生物出现;③出现森林和草原,土壤最终形成;④形成原始土壤,有地衣、苔藓植物出现。其正确顺序为 ( )
A.①②③④ B.②③①④ C.①②④③ D.③②①④
D
C
3.月球表面有月壤。月壤主要由月球岩石碎屑、粉末、角砾、撞击熔融玻璃物质组成,其中绝大部分颗粒在30 μm到1 mm之间,摸上去和面粉一样细腻,但不适合植物生长。科学家设想:人类移民月球的时候,把月壤改造成类似地球上的土壤来栽培植物。改造过程中,不需要提供的是 ( )
A.空气 B.水 C.腐殖质 D.矿物质
D
4.雨过天晴后,有经验的农民常给农作物中耕松土,其主要作用是( )
A.增加土壤中的水分 B.增加土壤中的空气
C.增加土壤中的肥力 D.减少土壤中的生物
B
5.下列实验能说明土壤中含有水的是 ( )
B
A. B. C. D.
如果你把土块放入盛水的烧杯中，发现的现象 ______________，说明土壤中含有 ________。
有气泡产生
空气
实验原理: 利用水具流动性,能渗入土壤间隙,所以土壤中空气的体积等 于加入水后减少的水的体积。
测量土壤空气的体积分数的步骤：
1、选取一规则几何体状（长方体或正方体）的土壤样本，用刻度尺测出其长、宽、高，计算出土壤体积记为V；
2、在土壤样本中注水，记为V1；
3、再在铁块样本中注水，记为 V2；土壤中空气占土壤体积的体积分数
（V1－V2）
V
控制的相同实验条件：
（１）土块和铁块的长、宽、高相等。
（２）两只烧杯应完全相同。
（３）使用同一只量筒加水。
取少许土壤，放入试管中，用试管夹夹住试管，在酒精灯上加热，观察试管壁上有没有水珠？
实验现象：
试管内出现 ，
试管口冒出 。
小水珠
白 雾
实验结论：
土壤中含有水。
验证土壤中水分存在：
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊
原理：微生物呼吸作用产生二氧化碳
加热目的：杀死土壤中的微生物，使A、B两组形成对照
实验现象：一段时间后A中无明显现象，B中澄清石灰水变浑浊。
验证土壤中微生物存在：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
