植物生产与环境教案三单元教学文案

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授课题目

任务1 土壤的基本组成

目的要求

知识目标

1.熟悉土壤、土壤肥力及土壤质地

2.了解土壤矿物及土壤质地

3.了解土壤有机质的组成与特点

4.了解土壤生物组成及作用

5.了解土壤空气特点，熟悉土壤通气性及调节

能力目标

1.能用手测法判断土壤质地

2.能进行土壤自然含水量的测定

教学重点、难点

1．土壤有机质组成与作用(重点)。

2．土壤生物的作用（重点）。

3.土壤水分形态及水分含量表示方法(重点）。

4.土壤通气性作用（重点）。

5.土壤有机质的转化（难点）。

教学方法

1．采用多媒体教学课件，展示相关资料、图片、例题及习题。 2．实践活动、任务驱动教学法的综合应用。

教学安排8课时

1．课堂互动（4学时）

2．实践活动（4学时）

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教学过程设计（4课时）

引言：同学们，你知道当地土壤有哪些类型吗？

[一]导入新课

土壤是地球陆地表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成的、能够生长植物的疏松表层。

土壤肥力是土壤能经常适时供给并协调植物生长所需的水分、养分、空气、热量和其他条件的能力。

土壤是由固相、液相和气相三相物质组成，其最基本特性是具有肥力。

[二] 新课讲解

一、土壤固相组成

土壤固相物质主要由土壤矿物质、土壤有机质及土壤生物组成。

1.土壤矿物质

⑴土壤颗粒

生产实际中常将粒径在1～0.01mm的土粒称为物理性砂粒，而将粒径＞0.01 mm的土粒称为物理性黏粒，也即通常所称的“沙”和“泥”。砂粒对于改善土壤通气性、透水性有益；而黏粒主要起着保蓄养分、水分的作用。

⑵土粒的矿物组成

主要包括原生矿物和次生矿物。

原生矿物是指岩浆冷凝后留在地壳上没有改变化学组成和结晶结构的一类矿物，如长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。

次生矿物是指原生矿物经过风化作用使其组成和性质发生变化而新形成的矿物，主要有蒙脱石、伊利石、高岭石、铁铝氧化物和水化氧化物等。

砂粒和粉粒中原生矿物质占主要，次生矿物较少；而黏粒中原生矿物较少，主要由次生矿物组成。

⑶土壤质地

土壤质地是指土壤中各粒级土粒含量(质量)百分率的组合，又称土壤机械组成。

土壤质地分类制主要有国际制、卡庆斯基制、美国制和中国制，生产实际中以卡庆斯基制使用较为方便。

卡庆斯基土壤质地分类制是依据物理性黏粒或物理性砂粒的含量，并参考土壤类型，将土壤质地分成砂土类、壤土类和黏土类。

2.土壤有机质

⑴概念土壤有机质是存在于土壤中所有含碳有机化合物的总称。

⑵来源自然土壤来源于土壤中各种植物残体、根系残体和根系分泌物，以及生活在土壤中的动物和微生物；而农业土壤主要来源于施入的各种有机肥料、植物遗留的根茬。一般土壤有机质的含量变动在10～200 g/kg之间。

⑶物质组成土壤有机质主要由腐殖质和非腐殖质组成，其中腐殖物质占85%～90%。

腐殖物质是一类经过土壤微生物作用后，由酚类和醌类物质聚合由芳环状结构和含氮化合物、碳水化合物组成的复杂多聚体，是性质稳定、新形成的深色高分子化合物。

⑷转化过程进入土壤中的生物残体发生两个方面转化：

①矿质化过程将有机质分解为简单的物质，同时释放出大量的能量，它是释放养分和消耗有机质的过程；

②腐殖化过程是微生物作用于有机物质，使之转变为复杂的腐殖质，它是积累有机质、贮存养分的过程。

⑸作用

①提供作物需要的养分；

②增加土壤保水、保肥能力；

③形成良好的土壤结构，改善土壤物理性质；

④促进微生物活动，活跃土壤中养分代谢；

⑤有助于消除土壤中的农药残毒和重金属污染，起到净化土壤作用；

⑥刺激植物生长。

3.土壤生物

⑴种类包括动物、植物、微生物等。

土壤动物的生物量一般为土壤生物量的10%～20%左右。

土壤微生物占生物绝大多数，种类多、数量大，是土壤生物中最活跃的部分。土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、病毒、地衣等类群，其中细菌数量最多，放线菌、真菌次之，藻类和原生动物数量最少。

土壤植物是土壤的重要组成部分，主要是指高等植物地下部分，包括植物根系、地下块茎（如甘薯、马铃薯等）。

⑵作用

①影响土壤结构的形成与土壤养分的循环；

②影响土壤无机物质的转化；

③固持土壤有机质，提高土壤有机质含量；

④通过生物固氮，改善植物氮素营养；

⑤可以分解转化农药、激素等在土壤中的残留物质，降解毒性，净化土壤。

二、土壤液相组成

1.土壤水分形态

土壤水分并非纯水，而是溶解有一定浓度无机与有机离子和分子的稀薄溶液。

（1）吸湿水由于固体土粒表面的分子引力和静电引力对空气中水汽分子的吸附力而被紧密保持的水分称为吸湿水。吸湿水对植物常常是无效的。

（2）膜状水是指土粒靠吸湿水外层剩余的分子引力从液态水中吸附一层极薄的水膜。膜状水的一部分对植物是有效的。

（3）毛管水是指土壤依靠毛管引力的作用将水分保持在毛管孔隙中的水。毛管水是对植物最有效的水分，也是土壤的主要保水形式。

毛管水分为毛管悬着水和毛管上升水。

毛管悬着水是指在地下水位较低的土壤，当降水或灌溉后，水分下移，但不能与地下水联系而“悬挂”在土壤上层毛管中的水分。

毛管上升水是指地下水随毛管引力作用而保持在土壤孔隙中的水分。

（4）重力水当土壤中的水分超过田间持水量时，不能被毛管力所保持，而受重力作用的影响，沿着非毛管孔隙（空气孔隙）自上而下渗漏的水分称为重力水。重力水对旱作植物是多余的水分，但对水生植物是有效水分。

2.土壤水分的有效性

土壤水分的有效性是指土壤水分能够被植物吸收利用的难易程度。

无效水是指不能被植物吸收利用的水。有效水是指能被植物吸收利用的水。

萎蔫系数是指当植物因吸不到水分而发生永久萎蔫时的土壤含水量。田间持水量是指毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量。

通常把田间持水量看作旱地土壤有效水分的上限，把萎蔫系数看作旱地土壤有效水分的下限，所以土壤最大有效水范围是田间持水量至萎蔫系数之间的含水量。有效水范围受土壤质地、有机质、可溶盐、容重等因素的影响，如沙土有效水范围小，壤土有效水范围大，黏土居中。

3.土壤含水量的表示方法

（1）质量含水量是指土壤水分质量占烘干土壤质量的比值，通常用百分数来表示，标准单位是g/kg。即：

质量含水量（%）=)

()(g g 烘干土质量水分质量×100%

（2）相对含水量 是指土壤实际含水量占该土壤田间持水量的百分数。一般认为，土壤含水量以田间持水量的60%～80%时，最适宜旱地植物的生长发育。 土壤相对含水量＝%)

(%)(质量田间持水量质量土壤实际含水量×100% （3）土壤墒情 我国北方地区，群众习惯把农田土壤的湿度称为墒，把土壤湿度变化的状况称为墒情。

在田间验墒时，要既看表层又要看下层。先看干土层厚度，再分别取土验墒。若干土层在3cm 左右，而以下墒情为黄墒，则可播种，并适宜植物生长；若干土层厚度达6cm 以上，且在其下墒情也差，则要及早采取措施，缓解旱情。

4.土壤水分调节

（1）农田基本建设 主要是农田和排灌渠系的建设。田面平整利于降水和灌溉水的入渗，减少地面径流；排灌渠系的配套有利于灌溉和排水。

（2）灌溉和排水 灌溉是增加农田水分含量的重要措施。灌溉的方式有漫灌、畦灌、喷灌、滴灌等。农田排水可分为排除地面积水、降低地下水位及排除表层土壤内滞水。

（3）耕作保墒 耕翻、中耕、耙耱、镇压等耕作措施，在不同情况下可以起到不同的水分调节效果。

（4）覆盖 覆盖是旱作农业保水保温的良好生产措施。所有覆盖措施都有利于少了土壤水分的蒸发损失，提高了表层土壤水分含量。

三、土壤气相组成

1.土壤空气特点

土壤空气中的二氧化碳的含量高于大气；土壤空气中的氧气含量低于大气； 土壤空气的相对湿度比大气高；土壤空气中还原性气体的含量远高于大气；土壤空气各成分的浓度在不同季节和不同土壤深度内变化很大。

2.土壤通气性

土壤通气性是指土壤空气与大气的交换能力或速率。其交换方式有整体交换和气体扩散。如交换速度快，则土壤的通气性好；反之，土壤的通气性差。

影响植物生长发育

⑴影响种子萌发。对于一般作物种子，土壤空气中的氧气含量大于10%则可满足种子萌发需要。

⑵影响根系生长和吸收功能。氧气含量低于12%才会明显抑制根系的生长。 ⑶影响土壤微生物活动。在水分含量较高的土壤中，微生物以嫌气活动为主，反之，微生物以好气呼吸为主。