黑龙江生物科技职业学院教案（第页）课题土壤的物理性质

黑龙江生物科技职业学院教案（第页）课题土壤的物理性质教学要点与目标教学要点：土壤孔隙性、土壤结构、土壤耕性。教学目标：理解土壤孔隙、结构与耕性的概念和性质，及其与作物生长发育的关系；掌握改善土壤结物理性质的措施。教具与材料参考书《植物生长环境》宋志伟王志伟主编农业出版社20页。教学内容与设计：教学组织：清点出席人数，填写教室日志。复习旧课：土壤的三相组成；土壤质地、分级及与土壤肥力的关系。导入新课：土壤的物理性质指土粒的空间分布所产生的性质。有土壤孔隙性、土壤结构与土壤耕性，这些性质对植物生产有很大影响。新课内容：第二节土壤的理化性质与作物生产土壤的物理性质指粒空间分布所产生的性质，包括：土壤孔隙性、土壤结构、土壤耕性。一、土壤物理性质（一）土壤孔隙性土壤孔隙性指土壤孔隙多少、大小与大小孔隙比例及性质。孔隙数量决定着液、气两相的总量，孔隙类型决定着液、气两相的比例。1001100孔隙容积土壤容重土壤总孔隙度（％）＝％＝（－）％土壤容积土壤密度1.土壤孔隙度孔隙度是指单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。它表示土壤孔隙数量，即各种大小孔隙度的总和。在土壤三相组成中固、液、气体占容积百分数是多少？土壤孔隙复杂多样、测量困难，故用土壤密度和土壤容重计算。1）土壤密度和容重（1）土壤密度（土粒密度）的单位容积固体土粒的烘干质量（无粒间孔隙），多数土壤矿物质的密度在2.6~2.7g/cm3，有机质的密度1.25~1.40g/cm3，由于有机质含量较少，一般平均值2.65g/cm3。（2）土壤容重单位容积原状土壤固体土粒的烘干质量（有粒间孔隙）。单位为g/cm3或t/m3。一般旱作土壤容重大体在1.00~1.80g/cm3之间，平均1.34g/cm3水田1.00g/cm3其数值的大小受土壤内部质地、土粒排列、结构、松紧状况的影响。其作用是：教学提示2分钟3分钟２分钟15分钟举例、讲解举例计算讲解复习提问黑龙江生物科技职业学院教案（第页）教学内容与设计：A土壤容重反映土壤松紧状况和孔隙大小容重大的土壤紧实，孔隙比例小；容重小的土壤疏松，孔隙比例大。对于大多数植物而言，旱田：土壤容重1.30g/cm3紧实；1.14~1.26g/cm3适宜。1.00g/cm3最松。水田：土壤容重0.60g/cm3淀浆板结；0.5~0.6g/cm3适宜。0.5g/cm3起浆混浊。B计算土壤质量及土壤中物质的量例：1hm2土地耕层0.2m，容重1.15g/cm3，土壤质量多少吨？如有机质含量2%，土壤耕层中有机质为多少吨：土壤质量=104×0.2×1.15=2300吨耕层中有机质=2300×0.02=46吨2.土壤孔隙类型和性质土壤学中所谓的土壤孔径是指与一定的土壤水吸力相当的孔径，叫做当量孔径（d=3/T）。当量孔径与土壤水吸力成反比。分为非活性孔隙、毛管孔隙、通气孔隙三类。1）通气孔隙（空气孔隙）当量孔径＞0.02mm，土壤水吸力＜150hPa，不具有毛管引力不保水。主要作用是通气和透水，不致造成地表径流和上层滞水。植物根系和真菌可以进入这类孔隙。通气孔隙度（%）＝总孔隙度－（毛管孔隙度＋非活性孔隙度）2）毛管孔隙当量孔径为0.002~0.02mm，土壤水吸力1500~150hPa，具有毛管引力，有毛管水。可被植物吸收利用。植物细根、原生动物和真菌等难以进入毛管孔隙中，根毛和细菌可进入其中。毛管孔隙度（%）＝（田间持水量－萎蔫系数）×土壤容重3）非活性孔隙（无效孔隙）当量孔径＜0.002mm，土壤水吸力＞1500hPa。在这种孔隙中的水分不能移动或移动缓慢，不能被植物吸收利用。根毛和微生物也不能进入这类孔隙。土壤质黏非活性孔隙多。非活性孔隙度（%）＝萎蔫系数×土壤容重（二）土壤孔隙状况与植物生产的关系土壤孔隙度在30%~60%之间，适宜植物生长发育的土壤耕层总孔隙度为50%~56%，通气孔隙度在8%~10%以上，以15%~20%更好。大小孔隙比在1：2~4为宜。黏土总孔隙度大，但毛管孔隙和通气孔隙少；砂土通气孔隙多缺少毛管孔隙，漏水、漏肥。土体内孔隙垂直分布为“上虚下实”，耕层上部（0~15cm）的总孔隙度为55%左右，通气孔隙度为10%~15%左右；下部（15~30cm）的总孔隙度50%左右，通气孔隙度为10%左右。（三）土壤结构性土壤结构体：在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成大小、形状和性质不同的团聚体。称为土壤结构或土壤结构体。土壤结构性：指土壤中单粒和结构体的数量、大小、形状，性质及其相互排列、相应的孔隙状况等综合特性。教学提示15分钟复习对比举例讲授15分钟黑龙江生物科技职业学院教案（第页）教学内容与设计：1土壤结构类型与土壤肥力的关系分为块状结构、核状结构、柱状结构、片状结构和团粒结构等。1）块状结构：直径为5~10cm，为“坷垃”。在5cm以下时为碎块状、碎屑状结构。土壤有机质少，漏风跑墒，团聚体内部孔隙太小，通透性差，微生物活动微弱，有效养分不易释放；压苗。2）核状结构：大的直径为10~20mm，或稍大，小的直径为5~10mm，称“蒜瓣土”。在结构面上往往有胶膜出现，在黏重而缺乏有机质的底土层中较多。保水保肥性能差。3）柱状结构：柱状横断面直径一般在3~5cm，称为“立土”。多在黏重的底土层、心土层和柱状碱土的碱化层。结构坚硬紧实，无效孔隙多，外表常有铁铝胶膜包被，根系难插入，通气不良，微生物活动微弱。团聚体之间常出现大裂缝，造成漏水漏肥。4）片状结构：厚度为1~5cm，称为“卧土”。犁底层中常见。旱地的犁底层的片状结构影响植物扎根和上下层水、气、热的交换以及对下层养分的利用。降雨或灌溉后地表形成的土壤结皮和板结现象，会阻碍气体交换，影响植物出苗和幼苗生长。5）团粒结构团聚体近于圆球状，粒径为0.25~10mm的疏松土团。最理想的团粒结构粒径为2~3mm，一般称为“蚂蚁蛋”、“米糁子”。1）形成过程单粒复粒微团粒团粒结构2）形成机制胶体的凝聚作用：负电黏粒，电荷中和Ca2＋Mg2＋凝聚。土粒黏聚水膜的联结作用：黏粒负电荷可以吸附极性水分子。胶结剂的联结作用：无机胶体、有机胶体。生物的作用：土壤生物的活动及植物根系伸展挤压。干湿交替作用：使土壤产生体积膨胀和收缩。成形动力冻融交替作用：起到酥土作用。“冻垡”土壤耕作：外力分割，土和疏松土壤，成团粒结构。2土壤团粒结构肥力特征团粒结构是一种良好的土壤结构，大小孔隙比例适当的孔隙性。1）结构能协调水分与空气的矛盾团粒内部的毛管孔隙保持水分的能力强，大孔隙通气透水好。2）结构能协调有机质的积累与消耗的矛盾团粒之间有充足的氧气，有机质矿质化强，供肥力强，团粒内部缺氧腐殖化强，利于养分贮藏积累。3）能稳定土壤温度调节土壤热状况团粒内部小孔隙保水，温度变幅小，团粒间空气多温度变幅大，可调节土壤温度。4）改良土壤耕性、有利于植物根系生长团粒结构使土壤疏松，使植物根系穿插容易，能改良耕性，土壤黏性小，宜耕期长，疏松易耕作。3创造土壤团粒结构的措施教学提示前四种略讲举例说明举例说明举例说明图示略讲举例说明１８分钟板图分析重讲黑龙江生物科技职业学院教案（第页）教学内容与设计：1）精耕细作：机械外力作用，使土块破裂松散成小土团。2）施用有机肥：促进微生物活动，增加土壤中有机胶结物质。3）合理轮作：3-4年轮作一次作物。4）施土壤结构改良剂：主要是某些高分子化合物。人造：胡敏酸、树脂胶、聚乙烯醇、聚丙烯醇。天然：腐殖酸类肥料、泥炭、沥青。（四）土壤耕性土壤耕性是指土壤在耕作过程中所表现出来的特性，它是土壤各种理化性状在耕作时的综合反映。1．土壤耕性的含义（1）耕作难易即耕作阻力大小，直接影响劳动效率。一般质地粘重，缺乏有机质，结构不良的土壤难耕。（黏结性和黏着性）（2）宜耕期长短即适于耕作时间的长短，也就是耕作时对土壤水分要求的严格程度。砂质土壤比黏质土壤宜耕期长。（3）耕作质量好坏即耕作后土壤所表现的状况及对植物生产的影响。耕性良好的土壤，耕作阻力小，耕后疏松、细碎、平整，便于出苗、扎根、有利于植物生长。（黏结性和可塑性）土壤耕性好坏主要是土壤黏结性、黏着性和可塑性等物理机械性质的不同所引起的。（土壤物理机械性）2．合理耕作改良土壤耕性1）防止压板土壤：防过湿耕作、防止不必要的作业、少耕或免耕。2）注意土壤宜耕期的选择：土壤的黏结性、黏着性及可塑性都相对最小的时候，就是土壤的宜耕状态。即“看”、“摸”、“试”三种方式。3）采用改良耕性措施：多放有机肥、合理灌溉、适时耕作。归纳小结：土壤物理性质及其与植物生长发育改善措施。巩固课程：复习主要内容。布置作业：预习内容：土壤的化学性质。教学提示10分钟举例精讲（3分钟）（3分钟）（2分钟）（2分钟）课后作业与练习：1什么是团粒结构？团粒结构的肥力征及创造措施？2简述土壤孔隙类型及性质。3土壤耕性标准如何？4如何合理耕作改良土壤耕性？课后记：