第1节 土壤中有什么

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第3章 植物与土壤
第1节 土壤中有什么
联想情景导入
在夏天，雨过天晴，有许多蚯蚓钻出了地面，而在晴好的天气里，我们却很少发现有蚯蚓钻出地面。种植某种农作物，不知什么原因，看不出地表部分有什么变化，却不知什么原因莫名其妙地出现了死亡现象。作物年复一年地不断生长，但土壤却不见减少，而作物却产出许多粮食。土壤中有什么呢？让我们怀着好奇的心理去探究土壤的成分吧！
重点知识详解
一、土壤中的生命 土壤生物
包括动物、植物和微生物，其中微生物包括细菌、真菌、放线菌等。
动物 植物 微生物
二、土壤中的非生命物质
构成土壤的非生命物质有固体、液体和气体三类。土壤固体部分主要由矿物质颗粒
和腐殖质组成，其中矿物质颗粒占固体部分的95%左右。
（一）土壤中有空气
1．测量土壤中空气的体积分数。
(1)要求：选择干燥的土壤 干燥的土壤含较多的空气，实验效果明显。
而潮
湿的土壤中有许多空间已经被水分占据，空气含量会变少。
(2)实验步骤：
①在烧杯中放入一块土壤（土壤的体积为V）,缓慢注入水，直到水面把土
壤全部浸没为止。记录在烧杯中所加的水的体积。记做V1。
②用与土壤体积相等的铁块替代土壤，重复上述实验。记录所加水的体积。
记做V2。
③土壤中空气的体积分数约为（V1-V2）/V×100%。
(3)测量土壤中空气体积分数的其他方法：
方法一：金属容器测量法
①用金属容器挖取一块土壤，刚好盛满容器；
②向容器内用量筒注水到与金属容器口平，记录水的体积为V1；
③将金属容器中的土壤倒出，洗净，注满水，测出水的体积为V2；
④计算土壤中空气的体积分数：V1/V2×l00%。
方法二：量筒测量法
①用金属容器挖取一块土壤，刚好盛满容器；
②在量简内注入一定体积的水，记下体积为V1；
③将容器中的土壤倒入量筒内，记录总体积为V2；
④洗净金属容器，注满水，记录水的体积为V3；
⑤计算：V土壤中空气=V3-（V2-Vl）=V3+ V1-V2；土壤中空气的体
积分数= ×100%。
（二）土壤中有水
1．检验土壤中含有水分的方法。
取少许土壤，放人烧杯中，在酒精灯上加热，观察烧杯壁上有水。证明土壤中有水。
2．测量土壤中水分体积占土壤体积的体积分数。
先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
相关数据，算出土壤体积数V。然后用天平称出其质量M，再将土壤捣碎，放
在坩埚上用酒精灯加热，让其水分充分汽化充分散失，再称其质量M1。将水
分的质量换算成体积，就可以知道水分占土壤体积的体积分数了。
公式：(M—M1)／P水V×100%。
（三）土壤中有有机物
1．检验土壤中有有机物的方法。
用充分干燥（防止水分散失对质量称量的干扰）的土壤（应舍较丰富的有
机质)50—100克，放在细密的铁丝网（以防土壤颗粒漏掉）上加热。实验结
束后称量土壤的质量减少。说明土壤中含有有机物。
2．土壤中有机物的来源：土壤中的有机物主要来自生物的排泄物和死亡的生物体。有机物在土壤生物的作用下，可以形成腐殖质，贮存在土壤中。腐殖质可以为土壤动物提供食物，还可以为绿色植物提供养分。
（四）土壤中有无机物
1．检验土壤中含有无机物的方法和步骤：
(1)将燃烧过的土壤用手搓一搓，发现：土壤颗粒很细，没有黏性。颗粒大小
基本一致。
(2)溶解，过滤，得到土壤浸出液。
(3)在蒸发皿中加热滤液，使水分蒸发。观察蒸发皿上的残留物。可见：蒸发皿上有很细的结晶物。说明土壤中有无机物（能溶于水，但不能燃烧的物质，这些无机盐是植物生长所需的物质）。
三、从岩石到土壤
岩石在长期的风吹雨打、冷热交替和生物的作用下，逐渐变成了石砾和砂粒，最后
形成了含有砂粒、有机物、水和空气等物质的土壤。
精典例题解析
[例1] 观察土壤纵剖面，填写下表。
土壤结构 土壤生命 位置
枯枝落叶层 土壤的最表层
上土层 植物根系大量分布，也有土壤生物分布
少量根系及微生物 土壤的最低层下面是岩石
[解析] 土壤结构分为枯枝落叶层、上土层、下土层。枯枝落叶层位于土壤的最表层，是小
动物的主要活动场所。上土层是土壤的中层，有植物根系大量分布，也有土壤生物
分布。下土层位于土壤的最低层，下层是岩石。有少量根系分布和少量微生物生存。
土壤结构 土壤生命 位置
枯枝落叶层 小动物活动的主要场所 土壤的最表层
上土层 植物根系大量分布，也有土壤生物分布 土壤的中层
下土层 少量根系及微生物 土壤的最低层，下面是岩石
[答案]
[例2] 某科学兴趣小组的成员在谈到有关土壤这一话题时，提到这样一个问题：土壤中是
否存在空气，若有，土壤中空气的体积分数又为多少呢？他们于是设计并进行了如下实验：在校园中选择干燥的土地，取了长、宽、高分别为lOcm×lOcm×5cm的一块土壤，把它放人大烧杯中，沿烧杯壁慢慢向烧杯中注水，直到将士壤全部浸没为止。此时他们仔细观察，发现土壤块表面有一些气泡冒出。等充分浸润后，发现水位不能将土壤全部浸没了，于是他们又加入了一些水，使土壤又刚好浸没在水中。此时他们记下了用水量为710ml。接下来，他们用一块10cm×lOcm×5cm的铁块替代土壤，重复了上述实验，得到了用水量为700ml。他们对上述数据进行了比较分析计算，得出了一个初步的结论，并因此验证了一种假设。
根据上述资料，他们得出的结论是：土壤中________ 空气（填“存在”或“不存在”），且校园土壤中空气的体积分数为___________。
[解析] 往土壤中注入水有气泡冒出说明土壤中有空气。测量土壤中空气的体积分数的步骤如下：
①在烧杯中放人一块土壤（土壤的体积为V），缓慢注入水，直到水面把土壤全部浸没为止。记录在烧杯中所加的水的体积。记做V1；
②用与土壤体积相等的铁块替代土壤，重复上述实验。记录所加水的体积。记做V2；
③土壤中空气的体积分数约为(V1-V2)/V×lOO%。
[答案] 存在 2%
[例3] 某中学科学兴趣小组的成员，在探究土壤的成分时，利用所学知识提出了探究的问
题，并建立了好几种猜想，并且利用实验中简单的工具证明了各种猜想。请你完成
下列实验探究的过程。
(1)提出问题：______________________
(2)科学猜想：例如①土壤中有空气。请你完成以下三个猜想。
②__________________；③___________________；
④__________________。
(3)实验探究：使用足够大的量筒、直尺、水、土壤和其他的辅助工具，但不准使用烧杯等容器，证明猜想①是科学的。可用图示或用文字将实验过程表达在空格内，并用计算式加以说明。
(4)若给你一只金属容器、适量的水和一只足够大的量筒，如何去测量土壤中空气约占土壤体积的体积分数？
[解析] 土壤中除含有动物、植物、微生物等土壤生物外，还含有非生命物质，如空气、水、有机物和无机盐等。
(1)土壤中有哪些物质？
(2)②土壤中有水分③土壤中有无机物④土壤中有有机物
(3)实验原理：利用水具有流动性，能渗人土壤间隙，所以会使总体积减少。
实验过程：①取一块长方体土块，用直尺量出它的长、宽、高。求出它的体积，记为V1；②在量筒内倒人适量的水，记下体积为V2；③再将土块放入量筒中，等不再冒出气泡后，读出此时读数V3；④比较V1+ V2与V3的大小。
(4)测定方法：金属容器测量法。
①用金属容器挖取一块土壤，刚好盛满容器；
②向容器内用量筒注水到与金属容器口平，记录水的体积为V1；
③将金属容器中的土壤倒出，洗净，注满水，测出水的体积为V2；
④计算土壤中空气的体积分数：V1/V2×100%。
[答案] 见解析
考点应试必备
1．绿肥植物是一种专门用作肥料的栽培植物，作物成熟后，可以就地翻压，也可以异地施用，在农业上利用绿肥植物目的是 ( )
A．提高土壤的无机盐成分
B．增加土壤中有机物质的含量
C．给植物提供食物
D．作为土壤中微生物的分解材料
2．下列各种生物不能在土壤中生存的是 ( )
A．蚯蚓 B．蚂蚁 C．蝗虫 D．蜈蚣
3．下列哪个选项不是土壤的组成成分 ( )
A．各种各样的小动物 B．小小的砂粒
C．多种无机盐 D．蚯蚓的粪便
4．植物的生长、发育不能离开水，请问植物生长需要的水是从哪里来的 ( )
A．叶片从空气吸收 B．根从土壤吸收
C．植物体自己制造 D．动物提供
5．将一块湿润的土壤放人一个大烧杯中，并沿烧杯壁向烧杯中注水，直到水面将土壤全部浸没为止，我们发现有大量的气泡出现，这个现象说明了土壤中含有大量的 ( )
A．空气 B．产生空气的物质
C．氧气 D．动物
6．一般情况下土壤越肥沃，表层有一种常见生物的数量就特别多，这种生物是 ( )
A．蜗牛 B．蚂蚁 C．蝉的幼虫 D．蚯蚓
7．在观察土壤时我们不容易发现的是 ( )
A．水分 B．小石子 C．空气 D．小动物
8．将土壤装入试管，然后利用下图所示的装置进行加热，在实验中我们观察到试管内壁出现水珠，由此我们可以判断土壤中含有 ( )
A.水分 B．空气 C．微生物 D．矿物质
9．八(2)班同学在研究土壤时得出下列结论，其中不可能的是 ( )
A．一组同学发现土壤中有蚯蚓
B．二组同学发现土壤中有草根
C．三组同学发现土壤中有小石子
D．四组同学发现土壤中有小麻雀
10．阅读下表，回答10—12题。
育才中学八(8)班科学兴趣小组在探究土壤生物的活动中，调查结果如下：
观察时间 2008.4.20 天气状况 晴
观察地点 浙江省诸暨市五泄风景区
环境特点 土壤温度为25.3℃，比较疏松和湿润，光照强度一般，植物生长良好的土壤
土壤生物 小老鼠1只，蚯蚓42条，蜗牛50只，蜘蛛16只、蜈蚣3条
从表中调查生物组成可知，取的土壤样品主要是土壤结构中的 ( )
A．枯枝落叶层 B．上土层
C.下土层 D．枯枝落叶层和上土层
11．调查土壤中的优势物种是 ( )
A．蚯蚓
B．蜈蚣
C．植物
D．蜗牛
12．调查分析，适宜蚯蚓生长的环境特点是什么？
13．(1)在校园中选择干燥的土地，取长、宽、深分别是10厘米×10
厘米×5厘米的一块土壤，把它放人大烧杯中，沿烧杯壁缓慢
向烧杯内注水，直到水面把土壤全部漫没为止（如右图所示）。
(2)开始时，可用量筒向烧杯内注水，并记录每次的注水量。当液面快要浸没土壤时，要换用滴管向烧杯内注水。
(3)记下一共向烧杯中加入了多少水。
(4)用10厘米×10厘米×5厘米铁块替代土壤，重复上述实验。
当液面刚好浸没土壤时，所用水的体积比液面刚好浸没铁块时所用水的体积________（填“多”或“少”）,原因是_______________________。
14．如下图所示是人们在研究土壤时在土壤中发现的一些生物，请你根据我们看到的下图所
示的情况，说一说我们在研究土壤时应该怎样做。
15．科学课上，老师为了探索岩石变化的原因做了以下实验：
(1)将烧热的岩石立即放入冷水中，反复几次（如下图所示）。
(2)将几块岩石放人玻璃瓶内不断摇动（如下图所示）。
(3)向杯子里倒入石膏糊，撒上几粒豌豆，再倒人一些石膏糊，将结成块的石膏糊放入盛水的盘子（如下图所示）。观察豌豆发芽后的石膏。
请根据实验回答下列问题：
①实验1探究的是__________作用引起岩石的变化。
②实验2探究的是__________作用引起岩石的变化。
③实验3探究的是__________作用引起岩石的变化。
④三个实验都可观察到的共同现象是______________________________。
⑤以上实验说明________________________________________________。
参考答案：
第1节 土壤中有什么
1.B 2.C 3.A 4.B 5.A 6.D 7.C 8.A 9.D 10.A 11.A
12．喜欢生活在光照较弱的、湿润、有机质含量丰富的土壤中。
13．多 土壤中含有空气
14．不要直接用手去拿土。也不要直接用手去抓土壤生物，可以用工具，也可以带上一个塑料袋去接触土壤及生物。实验完毕后耍及时洗手。
15．(1)冷和热
(2)风或地表变动
(3)植物根
(4)实验岩石或石膏都会裂开变成体积更小的石块或石膏块
(5)岩石在大气、水、生物等长期联合作用下会发生变化
V3+V1-V2
V2
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