高中生物植物生產(chǎn)與環(huán)境《土壤的基本性質(zhì)》教案設(shè)計(jì)

1、第二節(jié)土壤的基本性質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)：土壤結(jié)構(gòu)的類型。土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在土壤肥力上的作用及創(chuàng)造土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的農(nóng)業(yè)措施。土壤酸堿性及其在土壤肥力上的作用。土壤耕性的判斷與改良。教學(xué)難點(diǎn)： 土壤結(jié)構(gòu)的類型與特點(diǎn)。 土壤膠體。土壤物理性質(zhì)包括土壤孔隙性、土壤結(jié)構(gòu)性、土壤物理機(jī)械性和土壤耕性等，土壤化學(xué)性質(zhì)包括土壤保肥性、土壤供肥性、土壤酸堿性、土壤緩沖性等。一、土壤孔隙性與結(jié)構(gòu)性（一）土壤孔隙性1概念土壤孔隙性是指土壤孔隙的數(shù)量、大小、比例和性質(zhì)的總稱。2土壤密度土壤密度是指單位體積土粒（不包括粒間孔隙）的烘干土重量，單位是gcm或tm3。般情況下，把土壤的密度視為常數(shù)，即為2.65gcm3。3土壤容重土壤容重

2、是指在田間自然狀態(tài)下，單位體積土壤（包括粒間孔隙）的烘干土重量，單位也是gcm3或tm3。4土壤孔隙度土壤孔隙度是指單位體積土壤中孔隙體積占土壤總體積的百分?jǐn)?shù)。實(shí)際工30%60%之間，適宜的作中，可根據(jù)土壤密度和容重計(jì)算得出。土壤孔隙度的變幅一般在孔隙度為50%60%。土壤孔隙度（%）=容重密度)1005土壤孔隙類型根據(jù)土壤孔隙的通透性和持水能力，將其分為三種類型，如表所示。土壤孔隙類型及性質(zhì)孔隙類型通氣孔隙毛管孔隙無(wú)效孔隙（非活性孔隙）當(dāng)量孔徑>0.02mm0.020.002mmv0.002mm土壤水吸力v15kPa15150kPa>150kPa主要作用此孔隙起通氣透此孔隙內(nèi)的水

3、分受毛管力此孔隙內(nèi)的水分移動(dòng)困水作用，常被空氣影響，能夠移動(dòng)，可被植物難，不能被作物吸收利占據(jù)吸收利用，起到保水蓄水作用，空氣及根系不能進(jìn)入用6土壤孔隙性與植物生長(zhǎng)的關(guān)系適宜于植物生長(zhǎng)發(fā)育的耕作層土壤孔隙狀況為：總孔隙度為50%56%,通氣孔隙度在10%以上，如能達(dá)到15%20%更好，毛管孔隙度與非毛管孔隙度之比為2:1為宜，無(wú)效孔隙度要求盡量低。對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育而言，在同一土體內(nèi)孔隙的垂直分布應(yīng)為“上虛下實(shí)”。（二）土壤結(jié)構(gòu)性1 .概念土壤中的土粒，一般不呈單粒狀態(tài)存在（沙土例外），而是相互膠結(jié)成各種形狀和大小不一的土團(tuán)存在于土壤中，這種土團(tuán)稱為結(jié)構(gòu)體或團(tuán)聚體。土壤結(jié)構(gòu)性是指土壤結(jié)構(gòu)體的種類

4、、數(shù)量及其在土壤中的排列方式等狀況。2 .土壤結(jié)構(gòu)體的類型及特性按照結(jié)構(gòu)體的大小、形狀和發(fā)育程度可分為以下幾類。（1）團(tuán)粒與粒狀結(jié)構(gòu)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是指近似球形且直徑大小在0.2510mm之間的土壤結(jié)構(gòu)體，俗稱“螞蟻蛋”、“米糝子”等，常出現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)含量較高、質(zhì)地適中的土壤中。圖土壤結(jié)構(gòu)的主要類型1塊狀結(jié)構(gòu)2柱狀結(jié)構(gòu)3棱柱狀結(jié)構(gòu)4團(tuán)粒結(jié)構(gòu)5微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)6核狀結(jié)構(gòu)7片狀結(jié)構(gòu)（2）塊狀與核狀結(jié)構(gòu)這兩種結(jié)構(gòu)近似立方體形狀。一般塊狀結(jié)構(gòu)大小不一，邊面不明顯，結(jié)構(gòu)體內(nèi)部較緊實(shí)，俗稱"坷垃”。而核狀結(jié)構(gòu)的直徑一般小于3cm，棱角多，內(nèi)部緊實(shí)堅(jiān)硬，泡水不散，俗稱“蒜瓣土”，多出現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)缺乏的黏土中。（3）

5、柱狀與棱柱狀結(jié)構(gòu)是指近似直立、體形較大的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，俗稱“立土”。如果頂端平圓而少棱的稱柱狀結(jié)構(gòu)，多出現(xiàn)在典型堿土的下層；如果邊面棱角明顯的稱棱柱狀結(jié)構(gòu)，多出現(xiàn)在質(zhì)地黏重而水分又經(jīng)常變化的下層土壤中。（4）片狀結(jié)構(gòu)是指形狀扁平、成層排列的結(jié)構(gòu)體，俗稱“臥土”。如果地表在遇雨或灌溉后出現(xiàn)的結(jié)皮、結(jié)殼，稱為“板結(jié)”現(xiàn)象。3 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成：團(tuán)粒結(jié)構(gòu)一般要經(jīng)過(guò)多次（多級(jí)）的復(fù)合、團(tuán)聚而形成，可概括如下幾步：?jiǎn)瘟復(fù)粒（初級(jí)微團(tuán)聚體）7微團(tuán)粒（二級(jí)、三級(jí)微團(tuán)聚體）7團(tuán)粒（大團(tuán)聚體）。作用：團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤的大小孔隙兼?zhèn)洹Ｄ軌騾f(xié)調(diào)水分和空氣的矛盾。能協(xié)調(diào)保肥與供肥性能具有良好的物理性和耕性。培育：通過(guò)深耕，使

6、土體破裂松散，適時(shí)適當(dāng)耕、鋤、耱、鎮(zhèn)壓等耕作措施，結(jié)合施用有機(jī)肥料促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成；通過(guò)種植綠肥或牧草，實(shí)行合理輪作倒茬增加團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；采用溝灌、噴灌、滴灌和地下灌溉等節(jié)水灌溉技術(shù)，并結(jié)合深耕進(jìn)行曬垡、凍垡，可充分利用干濕交替、凍融交替作用，有利于團(tuán)粒形成；施用胡敏酸、樹脂膠、纖維素黏膠等土壤結(jié)構(gòu)改良劑來(lái)促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。二、土壤耕性（一）土壤耕性的含義土壤耕性是指耕作土壤中土壤所表現(xiàn)的各種性質(zhì)以及在耕作后土壤的生產(chǎn)性能。它是土壤各種理化性質(zhì)，特別是物理機(jī)械性在耕作時(shí)的表現(xiàn)；同時(shí)也反映土壤的熟化程度。（二）土壤耕性的表現(xiàn)1耕作的難易程度。群眾常將省工省勁易耕的土壤稱為“土輕”、“口松”、“綿

7、軟”，而將費(fèi)工費(fèi)勁難耕土壤稱為“土重”、“口緊”、“僵硬”。2耕作質(zhì)量的好壞。耕性良好的土壤，耕作時(shí)阻力小，耕后疏松、細(xì)碎、平整，有利于作物的出苗和根系的發(fā)育。3宜耕期的長(zhǎng)短。宜耕期是指保持適宜耕作的土壤含水量的時(shí)間。如沙質(zhì)土宜耕期長(zhǎng)，表現(xiàn)為“干好耕，濕好耕，不干不濕更好耕”；黏質(zhì)土則相反，宜耕期很短，表現(xiàn)為“早上軟，晌午硬，到了下午鋤不動(dòng)”。（三）宜耕期的選擇1看土驗(yàn)墑。雨后或灌溉后，地表呈“喜鵲斑”狀態(tài)，外白（干）、里灰（濕），外黃里黑，半干半濕，水分正相當(dāng)，此時(shí)可耕。2手摸驗(yàn)墑。用手抓起二指深處的土壤緊握手中能成團(tuán)，稍有濕印但不黏手心，不成土餅，呈松軟狀態(tài)。松開土團(tuán)自由落地，能散開即宜耕

8、。3試耕，耕后土壤不黏農(nóng)具，可為犁拋散，即可耕。四）土壤耕性的改良改良耕性措施是：增施有機(jī)肥料。因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)可降低黏土的黏結(jié)性和黏著性，減少耕作阻力；通過(guò)摻沙摻黏，改良土壤質(zhì)地；創(chuàng)造良好的土壤結(jié)構(gòu)；掌握宜耕含水量和宜耕時(shí)期。三、土壤保肥性與供肥性（一）土壤膠體1概念土壤膠體是指11000nm之間（長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向上至少有一個(gè)方向在此范圍內(nèi)）的土壤顆粒。2種類根據(jù)微粒核的組成物質(zhì)不同，可以將土壤膠體分為三大類：無(wú)機(jī)膠體、有機(jī)膠體、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膠體。3土壤膠體特性（1）有巨大的比表面和表面能。（2）帶有一定的電荷，根據(jù)電荷產(chǎn)生機(jī)制不同，可將土壤膠體產(chǎn)生電荷，分為永久電荷和可變電荷。（3）具有一定的

9、凝聚性和分散性。4土壤吸收性能根據(jù)土壤對(duì)不同形態(tài)物質(zhì)吸收、保持方式的不同，可分為以下六種類型：（1）機(jī)械吸收作用機(jī)械吸收作用是指土壤對(duì)進(jìn)入土體的固體顆粒的機(jī)械阻留作用。（2）物理吸收作用物理吸收作用是指土壤對(duì)分子態(tài)物質(zhì)的吸附保持作用。（3）化學(xué)吸收作用化學(xué)吸收作用是指易溶性鹽在土壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而保存在土壤中的過(guò)程，也稱化學(xué)固定。（4）離子交換吸收作用離子交換吸收作用是指土壤溶液中的陽(yáng)離子或陰離子與土壤膠粒表面擴(kuò)散層中的陽(yáng)離子或陰離子進(jìn)行交換后而保存在土壤中的作用，又稱物理化學(xué)吸收作用。離子交換吸收作用是土壤保肥供肥最重要的方式。（5）生物吸收作用生物吸收作用是指土壤中的微生物、植物根系以及

10、一些小動(dòng)物可將土壤中的速效養(yǎng)分吸收保留在體內(nèi)的過(guò)程。（二）土壤保肥性土壤保肥性是指土壤吸持各種離子、分子、氣體和粗懸浮物質(zhì)的能力。陽(yáng)離子交換吸收作用是土壤保肥的主要機(jī)理。1陽(yáng)離子交換吸收作用概念：陽(yáng)離子交換吸收作用是指土壤溶液中的陽(yáng)離子與土壤膠粒表面擴(kuò)散層中的陽(yáng)離子進(jìn)行交換后而保存在土壤中的作用。特點(diǎn)：可逆反應(yīng)：等電荷交換；反應(yīng)迅速；受質(zhì)量作用定律支配。2陰離子交換吸收作用概念：陰離子交換作用是指土壤中帶正電荷膠體所吸收的陰離子與土壤溶液中的陰離子相互交換的作用。類型：根據(jù)被土壤吸收的難易程度可分為三類：23（1）易被土壤吸收的陰離子，如磷酸根離子（H2PO4、HP04、PO4-）,硅酸根離子

11、（HSiO3、SQ32）及某些有機(jī)酸的陰離子。（2）很少被吸收甚至不能被吸收的陰離子，如Cl、N03、NO2等。（3）介于上述二者之間的陰離子，如SO42、CO32、HC03以及某些有機(jī)酸的陰離子。3離子交換作用對(duì)土壤肥力影響：影響土壤保肥性與供肥性。影響土壤酸堿性。影響土壤物理性質(zhì)和耕性。影響土壤緩沖性和穩(wěn)肥性。（三）土壤的供肥性1 概念土壤在作物整個(gè)生育期內(nèi)，持續(xù)不斷地供應(yīng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的各種速效養(yǎng)分的能力和特性，稱為土壤供肥性。2 土壤供肥性表現(xiàn)作物長(zhǎng)相。土壤形態(tài)。施肥效應(yīng)。室內(nèi)化驗(yàn)結(jié)果。3 原理土壤供肥性常與土壤中速效養(yǎng)分含量、遲效養(yǎng)分轉(zhuǎn)化成速效養(yǎng)分的速率、交換性離子有效度等有關(guān)。

12、遲效養(yǎng)分的有效化：遲效養(yǎng)分包括礦物態(tài)養(yǎng)分和有機(jī)態(tài)養(yǎng)分，礦物態(tài)養(yǎng)分經(jīng)過(guò)風(fēng)化釋放多種可溶性礦質(zhì)養(yǎng)分，層狀硅酸鹽中養(yǎng)分有效化主要來(lái)自層間離子釋放；有機(jī)態(tài)養(yǎng)分主要依靠微生物分解而釋放使其有效化。交換性離子有效度：交換性離子對(duì)植物的有效性，主要取決于飽和度效應(yīng)、陪補(bǔ)離子效應(yīng)和陽(yáng)離子非交換吸附的有效性。（四）土壤保肥性與供肥性的調(diào)節(jié)1增加肥料投入，調(diào)節(jié)土壤膠體狀況。增施有機(jī)肥料、秸稈還田和種植綠肥，提高有機(jī)質(zhì)含量；翻淤壓砂或摻黏改沙，增加沙土中膠體含量；適當(dāng)增施化肥，以無(wú)機(jī)促有機(jī)，均可改善土壤保肥性與供肥性。2科學(xué)耕作，合理排灌。合理耕作，以耕促肥；合理灌排，以水促肥，也可改善土壤保肥性和供肥性。3調(diào)節(jié)交

13、換性陽(yáng)離子組成，改善養(yǎng)分供應(yīng)狀況。酸性土壤施用適量石灰、草木灰；堿性土壤，施用石膏，可調(diào)節(jié)其陽(yáng)離子組成，改善土壤保肥性與供肥性。四、土壤酸堿性及緩沖性土壤酸性或堿性通常用土壤溶液的pH值來(lái)表示。我國(guó)一般土壤的pH值變動(dòng)范圍在49之間，多數(shù)土壤的pH值在4.58.5范圍內(nèi)，極少有低于4或高于10的。（一）土壤酸堿性1. 概念土壤酸堿性是指土壤溶液中的H+和0H濃度比例不同所表現(xiàn)的酸堿性，常用pH值表示，pH是土壤溶液中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，即pH=-logH+。2. 分級(jí)土壤PH值和酸堿性反應(yīng)的分級(jí)土壤pHV4.54.55.55.56.56.57.57.58.5>8.5級(jí)另U極強(qiáng)酸強(qiáng)酸性微酸

14、性中性微堿性強(qiáng)堿性3 與土壤肥力關(guān)系見(jiàn)下表。4 調(diào)節(jié)因土選種適宜的作物。化學(xué)改良。酸性土壤通常通過(guò)施用石灰質(zhì)肥料、堿性土壤一般通過(guò)施用石膏、磷石膏、明磯等進(jìn)行改良。（二）土壤緩沖性1概念土壤具有抵抗外來(lái)物質(zhì)引起酸堿反應(yīng)劇烈變化的性能，稱為土壤緩沖性。2，機(jī)理土壤膠體的緩沖作用。弱酸及其鹽類的緩沖作用。土壤中的兩性物質(zhì)作用。如胡敏酸、氨基酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，既能中和酸，又能中和堿，從而起到緩沖作用。3 影響因素土壤緩沖性大小取決于黏粒含量、無(wú)機(jī)膠體類型、有機(jī)質(zhì)含量等。4 調(diào)節(jié)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可通過(guò)沙土摻淤，增施有機(jī)肥料和種植綠肥，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增強(qiáng)土壤的緩沖性能。壤酸堿度與土壤肥力的關(guān)系土壤酸

15、堿度極強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性酸性中性堿性強(qiáng)堿性極強(qiáng)堿性pH3.04.04.55.05.59.09.56.06.57.07.58.08.5主要分布區(qū)華南華南黃壤、紅壤長(zhǎng)江中西北和含碳酸鈣的堿土域或土壤沿海下游水北方石的泛稻土灰性土酸田壤土壤物越酸因鈣、鎂離子減少，氫離子增多，土鹽堿土中由于鈉離子的作用，土肥理性質(zhì)壤結(jié)構(gòu)易破壞，妨礙土壤中水分和空氣的粒分散，濕時(shí)泥濘不透水，干時(shí)力調(diào)節(jié)堅(jiān)硬狀微生物越酸有益細(xì)菌活動(dòng)越弱，而真適宜于有益細(xì)菌的越堿有益細(xì)菌活動(dòng)越?jīng)r菌的活動(dòng)越強(qiáng)生長(zhǎng)弱氮素硝態(tài)氮的有效性降低氨化作用、硝化作越堿氮的有效性越低用、固氮作用最為適宜，氮的有效性咼磷素越酸磷易被固定，磷的有效性磷的有磷的有效性降低磷的有降低效性最效性增高加鉀鈣鎂越酸有效性含量越低有效性含量隨pH增鈣鎂的有效性降低加而增加鐵越酸鐵越多，作物易受害越堿有效性越低硼錳銅越酸有效性越咼越堿有效性越低（但pH8.5以上，硼的有效性鋅最高）鉬越酸有效性越低越堿有效性越咼有毒物越酸鋁離子、有機(jī)酸等有毒物鹽土中過(guò)多的可溶性鹽類以及堿土中的碳