二、主要成土岩石1.岩石的概念与类型岩石是一种或数种矿物组成的集合体。不同的岩石其组成(和组织)有所不同,其组成在一定的范围内有所变动,因而不能以化学式表示(其组成)。根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。1.2矿物岩石的风化作用与土壤母质教法:回顾上节内容,提出问题,进入本节内容。内容:一、风化作用的概念及类型导入:问题:矿物岩石的风化与土壤母质的形成有什么关系?1.风化作用的概念地壳表层的岩石在大气圈、生物圈作用下,所引起的破碎和分解,通常称为岩石的风化作用。即岩石的风化作用是在大气、水、温度变化和生物活动等外界因素作用下,使坚硬的岩石逐渐崩解破碎成碎块和细粒,同时也会使岩石的矿物成分和化学组成发生变化,形成新的矿物。2.风化类型①物理风化作用是指岩石崩解破碎而不改变其矿物成分和化学组成的过程。物理风化的结果,虽然岩石的矿物组成和化学组成没有改变,但它使岩石产生机械教学进程破碎,成为大小不等的石砾和碎屑,表面积增加成为疏松多孔的堆积物,产生了岩石所(含章节不具有的对水分和空气的通透性,为化学风化创造了条件。教学内容、②化学风化作用学时分配、是指岩石在水、氧、CO2等风化因素的参与下,所发生的一系列化学分解作用的过程,教学方法、一般包括溶解作用、水化作用、水解作用,氧化作用,重点掌握这四种作用的特点。辅助手段)③生物风化是指在生物的作用下,岩石发生机械破碎和化学分解的过程。低等植物如地衣的菌丝和高等植物的根系对岩石的穿插;土壤中各种动物如鼠类、虾蚓、昆虫等对岩石引起的机械破碎作用。藻类、地衣、硝化细菌等可在岩石表面生长,分泌出酸液分解岩石,从中摄取所需的养分,从而使岩石矿物遭到分解和破坏。1.3土壤矿物质土粒的组成与特性教法:讲授与图表相结合内容:一、粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影响主壤矿物质的化学组成极为复杂,几乎包括地壳中所有的元素,但氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等10种元素占土壤矿物质总重的99%以上,其它元素不过1%,以O、Si、Al、Fe为最多,以氧化物来表示,SiO2+Al2O3+Fe2O通常约占土壤矿物质部分总重量的75%以上.又称之为土壤的骨干部分。矿物质土粒的大小分级一一粒级与粒级分类粒级的概念土粒大小不同,性质也随之而异.因此按照土粒直径(粒径)的大小及其性质分成若干个等级或若干组,这些等级就叫做粒级(或粒组).相同粒级的土粒,其成分和性质基本一致.不同粒级之间,则有明显的差异.砂粒、粉砂粒和粘粒是粒级的名称。2.粒级的分级常用的有三种:国际制、卡庆斯基制、中国制。了解这三种分级标准。砂粒、粉粒、粘粒的分类标准。6
6 教学进程 (含章节 教学内容、 学时分配、 教学方法、 辅助手段) 二、主要成土岩石 1.岩石的概念与类型 岩石是一种或数种矿物组成的集合体。不同的岩石其组成(和组织)有所不同,其 组成在一定的范围内有所变动,因而不能以化学式表示(其组成)。根据岩石的成因可 分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。 1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质 教法:回顾上节内容,提出问题,进入本节内容。 内容: 一、风化作用的概念及类型 导入: 问题:矿物岩石的风化与土壤母质的形成有什么关系? 1.风化作用的概念 地壳表层的岩石在大气圈、生物圈作用下,所引起的破碎和分解,通常称为岩石的 风化作用。即岩石的风化作用是在大气、水、温度变化和生物活动等外界因素作用下, 使坚硬的岩石逐渐崩解破碎成碎块和细粒,同时也会使岩石的矿物成分和化学组成发生 变化,形成新的矿物。2.风化类型 ①物理风化作用 是指岩石崩解破碎而不改变其矿物成分和化学组成的过程。 物理风化的结果,虽然岩石的矿物组成和化学组成没有改变,但它使岩石产生机械 破碎,成为大小不等的石砾和碎屑,表面积增加成为疏松多孔的堆积物,产生了岩石所 不具有的对水分和空气的通透性,为化学风化创造了条件。 ②化学风化作用 是指岩石在水、氧、CO2 等风化因素的参与下,所发生的一系列化学分解作用的过程, 一般包括溶解作用、水化作用、水解作用,氧化作用,重点掌握这四种作用的特点。 ③生物风化是指在生物的作用下,岩石发生机械破碎和化学分解的过程。 低等植物如地衣的菌丝和高等植物的根系对岩石的穿插;土壤中各种动物如鼠类、 蚯蚓、昆虫等对岩石引起的机械破碎作用。藻类、地衣、硝化细菌等可在岩石表面生长, 分泌出酸液分解岩石,从中摄取所需的养分,从而使岩石矿物遭到分解和破坏。 1.3 土壤矿物质土粒的组成与特性 教法:讲授与图表相结合 内容: 一、粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影响 土壤矿物质的化学组成极为复杂,几乎包括地壳中所有的元素,但氧、硅、铝、铁、 钙、镁、钠、钾、钛、磷等 10 种元素占土壤矿物质总重的 99%以上,其它元素不过 1%, 以 O、Si、Al、Fe 为最多,以氧化物来表示,SiO2+Al2O3+Fe2O3 通常约占土壤矿物质 部分总重量的 75%以上.又称之为土壤的骨干部分。 矿物质土粒的大小分级――粒级与粒级分类 粒级的概念土粒大小不同,性质也随之而异.因此按照土粒直径(粒径)的大小及其性质分 成若干个等级或若干组,这些等级就叫做粒级(或粒组).相同粒级的土粒,其成分和性质基 本一致.不同粒级之间,则有明显的差异.砂粒、粉砂粒和粘粒是粒级的名称。2.粒级的 分级 常用的有三种:国际制、卡庆斯基制、中国制。 了解这三种分级标准。砂粒、粉粒、粘粒的分类标准
三、矿物质土粒的机械组成(颗粒组成)和质地分类1.机械组成的概念主壤中各粒级矿物质土粒所占的百分质量分数叫矿物质土粒的机械组成。土壤质地:任何一中土壤,均是由粒径不同的各级土粒所组成的,根据机械组成划分的土壤类型称质地。2.土壤质地分类制常用的有三种:国际制、卡庆斯基制、中国制。参见书p31教学进程了解这三种土壤质地分类的标准。(含章节四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良教学内容、教法:讲授与举例结合学时分配、内容:教学方法、1.不同质地土壤肥力的特点和利用辅助手段)2.土壤质地剖面类型及特征3.不同质地土壤的改良1.列出本章提纲,以便学生复习。3.布置习题,见本章思考题。1.简述风化作用的概念、类型、特点。2.试述岩石、母质、土壤三者的区别与联系思考题3矿质土粒和土壤质地是如何分类的?4.试述土壤质地与土壤肥力间的关系?5.如何对不同质地的土壤进行改良和利用?1.土壤矿物质土粒1.1形成土壤母质的矿物、岩石1.2矿物岩石的风化作用与土壤母质1.3土壤矿物质土粒的组成与特性1.3.1粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影板书设计响1.3.2矿物质土粒的大小分级一一粒级与粒级分类1.3.3矿物质土粒的机械组成(颗粒组成)和质地分类1.3.4不同质地土壤的肥力特点和利用改良1.朱祖祥。土壤学.北京:农业出版社,19832.王荫槐。土壤肥料学.北京:农业出版社,1992主要朱祖祥.中国农业百科全书(土壤卷)北京:中国农业出版社,19923.参考资料4.黄昌勇.土壤学.北京:农业出版社,20005林成谷十壤学(北方本,第二版)北京:农业出版社,19961.课后总结,布置思考题。课后自我总2.采用彩色图片、幻灯,以便对岩石、矿物、母质加深认识。结分析3.鼓励学生多看参考文献。7
7 教学进程 (含章节 教学内容、 学时分配、 教学方法、 辅助手段) 三、矿物质土粒的机械组成(颗粒组成)和质地分类 1. 机械组成的概念 土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分质量分数叫矿物质土粒的机械组成。 土壤质地:任何一中土壤,均是由粒径不同的各级土粒所组成的,根据机械组成划分的 土壤类型称质地。2.土壤质地分类制 常用的有三种:国际制、卡庆斯基制、中国制。参见书 p31 了解这三种土壤质地分类的标准。 四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良 教法:讲授与举例结合 内容: 1.不同质地土壤肥力的特点和利用 2. 土壤质地剖面类型及特征 3.不同质地土壤的改良 1. 列出本章提纲,以便学生复习。 3.布置习题,见本章思考题。 思考题 1. 简述风化作用的概念、类型、特点。 2. 试述岩石、母质、土壤三者的区别与联系 3. 矿质土粒和土壤质地是如何分类的? 4. 试述土壤质地与土壤肥力间的关系? 5. 如何对不同质地的土壤进行改良和利用? 板书设计 1. 土壤矿物质土粒 1.1 形成土壤母质的矿物、岩石 1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质 1.3 土壤矿物质土粒的组成与特性 1.3.1 粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影 响 1.3.2 矿物质土粒的大小分级――粒级与粒级分类 1.3.3 矿物质土粒的机械组成(颗粒组成)和质地分类 1.3.4 不同质地土壤的肥力特点和利用改良 主要 参考资料 1. 朱祖祥. 土壤学.北京:农业出版社,1983 2. 王荫槐. 土壤肥料学.北京:农业出版社,1992 3. 朱祖祥.中国农业百科全书(土壤卷)北京:中国农业出版社,1992 4. 黄昌勇. 土壤学. 北京:农业出版社,2000 5. 林成谷.土壤学.(北方本,第二版).北京:农业出版社,1996 课后自我总 结分析 1. 课后总结,布置思考题。 2. 采用彩色图片、幻灯,以便对岩石、矿物、母质加深认识。 3. 鼓励学生多看参考文献
教案(章节备课)章节第二章土壤有机质学生应掌握土壤有机质组成、分解与转化以及影响因素,土壤腐殖质的形成、性质教学目的土壤有机质的作用和管理等内容。重点掌握土壤有机质的转化及影响因素,土壤有机质和要求的作用与管理。让学生认识到土壤有机质在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面的重要作用和意义。2土壤有机质2.1土壤生物的多样性及其功能重点:重点掌握土壤微生物、动物的功能。2.2土壤有机质重点重点:土壤有机质的转化过程及影响其转化的因素。难点难点:腐殖质形成的生物化学过程2.3土壤腐殖质重点:我国主要土壤腐殖质特征。难点:腐殖质的分离2.4土壤有机质的作用及调节重点与难点:有机质的作用及调节原理及途径2土壤有机质2.1土壤生物的多样性极其功能教法:创设问题情景,启发学生思维,结合放映土壤生物的幻灯片,增加学生对土壤生物作用的认识。导入:由土壤生物的组成及重要性,提出问题,切入主题。问题:土壤生物对土壤肥力的形成有哪些贡献?教学进程内容:(含章节教学内容、一、土壤微生物的多样性及功能学时分配、1.原核微生物教学方法、讲解这些原核微生物在土壤中的分布、特点及功能辅助手段)2.真核微生物介绍这些真核微生物的概念、种类、在土壤中的分布及功能。3.分子生物一病毒介绍病毒的概念及功能二、土壤动物的多样性及功能
8 教案(章节备课) 章 节 第二章 土壤有机质 教学目的 和要求 学生应掌握土壤有机质组成、分解与转化以及影响因素,土壤腐殖质的形成、性质, 土壤有机质的作用和管理等内容。重点掌握土壤有机质的转化及影响因素,土壤有机质 的作用与管理。让学生认识到土壤有机质在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方 面的重要作用和意义。 重 点 难 点 2 土壤有机质 2.1 土壤生物的多样性及其功能 重点: 重点掌握土壤微生物、动物的功能。 2.2 土壤有机质 重点:土壤有机质的转化过程及影响其转化的因素。 难点:腐殖质形成的生物化学过程 2.3 土壤腐殖质 重点:我国主要土壤腐殖质特征。 难点:腐殖质的分离 2.4 土壤有机质的作用及调节 重点与难点:有机质的作用及调节原理及途径 教学进程 (含章节 教学内容、 学时分配、 教学方法、 辅助手段) 2 土壤有机质 2.1 土壤生物的多样性极其功能 教法:创设问题情景,启发学生思维,结合放映土壤生物的幻灯片,增加学生对土壤生 物作用的认识。 导入:由土壤生物的组成及重要性,提出问题,切入主题。 问题:土壤生物对土壤肥力的形成有哪些贡献? 内容: 一、土壤微生物的多样性及功能 1.原核微生物 讲解这些原核微生物在土壤中的分布、特点及功能 2.真核微生物 介绍这些真核微生物的概念、种类、在土壤中的分布及功能。 3.分子生物—病毒 介绍病毒的概念及功能 二、土壤动物的多样性及功能
2.2土壤有机质学时分配:教法:启发学生的思维,结合放映土壤有机质的幻灯片,增加学生对土壤有机作用的认识能力。导入:由有机质在农业生态系统中的重要性,切入讲授内容。内容:教学进程土壤有机质的来源及组成(含章节1.土壤有机质的来源及类型土壤有机质的概念,然后讲解来源及类型。教学内容、①土壤有机质的概念学时分配、土壤有机质泛指以各种形态存在于土壤中的各种含磷有机化合物。土壤有机质是土壤教学方法、的重要组成部分,并被认为是土壤肥力的物质基础。来源及类型辅助手段)土壤有机质的来源动植物、微生物的残体和有机肥料是土壤有机质的基本来源。类型:新鲜的有机质,主要是指土壤中未分解的生物残体。半分解的有机质,主要是指新鲜有机质经微生物的分解作用,其最初结构已经被破坏,外观呈黑色。腐殖质是有机质经过微生物分解和再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质,它与矿质土粒结合紧密,不能用机械方法分离。2.主壤有机质的组成与性质土壤有机质的转化过程土壤有机质在微生物作用下,可进行两个对立的过程:有机质的矿化和殖化过程。这两个过程相互联系不可分割,随外界条件的改变而相互转化。1.土壤有机质的矿质化过程即有机质被分解为简单的无机化合物,如CO2、H2O、NH3等,包括以下几个过程:不含氮有机质的转化微生物在分解有机质的过程中,首先向外界环境中分泌出水解盐,使复杂的有机物转化为简单的可溶性物质。②含氮有机物质的转化植物利用的氮素主要是无机态化合物NO3、NH。+,而土壤中的氮素主要以有机化合物的形式存在,这些含氮化合物不断分解转化,才能变为无机氨化物,以供植物需求而微生物在这个转化过程中起重要作用。教学进程含氮有机物质的转化有水解过程、氨化过程、硝化过程及反硝化过程,掌握这几个过程(含章节的转化特点。教学内容、③含磷有机物质的转化学时分配、2.土壤有机质的腐殖化过程教学方法、有机质的分解主要靠水解酶,腐殖质的合成主要是氧化酶的作用。腐殖质的形成经辅助手段)历了两个阶段:第一阶段:微生物将动植物残体转化为腐殖质的组分,如芳香族化合物(多元酚)和含氮的化合物(氨基酸和多肽);第二阶段:在微生物的作用下,各组分通过缩合作用合成腐殖质的过程。在第二阶段中,微生物分泌的酚氧化化酶,将多元酚氧化为醒,醒与其它含氮化合物合成腐殖质。腐殖质的形成和分解两个对立的过程与土壤肥力均有密切的关系,协调和控制这两种作用,是农业生产中的重要问题,如何协调二者间的关系呢?9
9 教学进程 (含章节 教学内容、 学时分配、 教学方法、 辅助手段) 2.2 土壤有机质学时分配: 教法:启发学生的思维,结合放映土壤有机质的幻灯片,增加学生对土壤有机作用的认 识能力。 导入:由有机质在农业生态系统中的重要性,切入讲授内容。 内容: 土壤有机质的来源及组成 1.土壤有机质的来源及类型土壤有机质的概念,然后讲解来源及类型。 ①土壤有机质的概念 土壤有机质泛指以各种形态存在于土壤中的各种含磷有机化合物。土壤有机质是土壤 的重要组成部分,并被认为是土壤肥力的物质基础。来源及类型 土壤有机质的来源: 动植物、微生物的残体和有机肥料是土壤有机质的基本来源。类型: 新鲜的有机质,主 要是指土壤中未分解的生物残体。 半分解的有机质,主要是指新鲜有机质经微生物的分 解作用,其最初结构已经被破坏,外观呈黑色。 腐殖质是有机质经过微生物分解和再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质,它与 矿质土粒结合紧密,不能用机械方法分离。 2.土壤有机质的组成与性质 教学进程 (含章节 教学内容、 学时分配、 教学方法、 辅助手段) 土壤有机质的转化过程土壤有机质在微生物作用下,可进行两个对立的过程:有机质的 矿化和殖化过程。这两个过程相互联系不可分割,随外界条件的改变而相互转化。 1.土壤有机质的矿质化过程即有机质被分解为简单的无机化合物,如 CO2、H2O、NH3 等,包括以下几个过程: 不含氮有机质的转化 微生物在分解有机质的过程中,首先向外界环境中分泌出水解盐,使复杂的有机 物转化为简单的可溶性物质。②含氮有机物质的转化 植物利用的氮素主要是无机态化合物 NO3 -、NH4 +,而土壤中的氮素主要以有机化 合物的形式存在,这些含氮化合物不断分解转化,才能变为无机氨化物,以供植物需求, 而微生物在这个转化过程中起重要作用。 含氮有机物质的转化有水解过程、氨化过程、硝化过程及反硝化过程,掌握这几个过程 的转化特点。 ③含磷有机物质的转化 2.土壤有机质的腐殖化过程 有机质的分解主要靠水解酶,腐殖质的合成主要是氧化酶的作用。腐殖质的形成经 历了两个阶段: 第一阶段:微生物将动植物残体转化为腐殖质的组分,如芳香族化合物(多元酚) 和含氮的化合物(氨基酸和多肽); 第二阶段:在微生物的作用下,各组分通过缩合作用合成腐殖质的过程。在第二阶段中, 微生物分泌的酚氧化化酶,将多元酚氧化为醌,醌与其它含氮化合物合成腐殖质。 腐殖质的形成和分解两个对立的过程与土壤肥力均有密切的关系,协调和控制这两种作 用,是农业生产中的重要问题, 如何协调二者间的关系呢?
影响土壤有机质转化的因素掌握影响土壤有机质转化的因素,对于有机质的调控和土壤肥力有重要作用,该点为本节的重中之重。有机残体的碳氮比(C/N)禾本科秸秆C/N比=50-80:1,故分解慢。豆科植物C/N=20-30:1,故分解快,对硝化作用的阻碍小。②土壤通气状况土壤良好的通气状况,有利于好气微生物的活动,使有机质进行好气分解。③土壤水分和温度状况有机质的分解强度与土壤含水量有关,土壤处于风干状态(只含吸湿水),微生物因缺水而活动能力降低,分解缓慢;当土壤湿润时,微生物活动旺盛,分解作用加强,但若水分含量过多,影响土壤通气,降低其分解速率。有机质分解的速率与温度有关。在一定的范围内,有机质分解随温度的升高而加快。土壤反应(pH)不同的土壤反应,有不同种类微生物来分解有机质,影响有机质转化的方向和强度。如真菌适于酸性环境(pH3-6),细菌适应于中性环境,放线菌适应于微碱性环境。2.3土壤腐殖质学时分配:教法:课堂教学与多媒体结合教学进程导入:由腐殖质的概念引入其分离与组成。(含章节一、腐殖质组分的分离教学内容、腐殖酸是腐殖质的主要成分,腐殖质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合学时分配、物,主体是腐殖酸与金属离子相结合的盐类,要想研究腐殖酸,就必须将之从土壤中提教学方法、取出来,但较为困难,目前常用的方法是:辅助手段)先将土壤中未分解或部分分解的动植物残体分离,然后用不同的溶剂来浸提土壤,根据性质的不同,将腐殖质划分为三个组分:黄腐酸(富里酸)、褐腐酸(胡敏酸)、黑腐酸(胡敏素),具体步骤略。二、腐殖质在土壤中存在的形态土壤中腐殖质大致以四种形态存在:1.游离态腐殖质,在土壤中占极少部分,常见于红壤中2.与矿物质成分中的强盐基化合成稳定盐类,主要是腐殖酸钙、镁,常见于黑土中3.与含水三氧化物(Al,O,.XH2o、Fe2O3.YH,O)化合成复杂的凝胶体4.与粘粒结合成有机-无机复合体。以上四种形态中,以第四种最重要,它常占腐殖质的大部分。总之,腐殖质在土壤中主要是与矿物质胶体结合,形成有机-无机复合胶体。2.4土壤有机质的作用及调节本节为本章的重点。教法:创设问题情景,调动学生积极性。导入:提出问题,切入主题。主壤有机质在主壤肥力与植物营养中具有重要的作用①种植绿肥作物②发展畜牧业,增施有机肥料③秸秆还田10
10 教学进程 (含章节 教学内容、 学时分配、 教学方法、 辅助手段) 影响土壤有机质转化的因素 掌握影响土壤有机质转化的因素,对于有机质的调控和土壤肥力有重要作用,该点 为本节的重中之重。 有机残体的碳氮比(C/N) 禾本科秸秆 C/N 比=50-80:1,故分解慢。 豆科植物 C/N=20-30:1,故分解快,对硝化作用的阻碍小。②土壤通气状况 土壤良好的通气状况,有利于好气微生物的活动,使有机质进行好气分解。 ③土壤水分和温度状况有机质的分解强度与土壤含水量有关,土壤处于风干状态(只含 吸湿水),微生物因缺水而活动能力降低,分解缓慢; 当土壤湿润时,微生物活动旺盛,分解作用加强,但若水分含量过多,影响土壤通 气,降低其分解速率。 有机质分解的速率与温度有关。在一定的范围内,有机质分解随温度的升高而加快。 土壤反应(pH) 不同的土壤反应,有不同种类微生物来分解有机质,影响有机质转化的方向和强度。 如真菌适于酸性环境(pH3-6),细菌适应于中性环境,放线菌适应于微碱性环境。 2.3 土壤腐殖质学时分配: 教法:课堂教学与多媒体结合 导入:由腐殖质的概念引入其分离与组成。 一、腐殖质组分的分离 腐殖酸是腐殖质的主要成分,腐殖质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合 物,主体是腐殖酸与金属离子相结合的盐类,要想研究腐殖酸,就必须将之从土壤中提 取出来,但较为困难,目前常用的方法是: 先将土壤中未分解或部分分解的动植物残体分离,然后用不同的溶剂来浸提土壤, 根据性质的不同,将腐殖质划分为三个组分:黄腐酸(富里酸)、褐腐酸(胡敏酸)、黑 腐酸(胡敏素),具体步骤略。 二、腐殖质在土壤中存在的形态 土壤中腐殖质大致以四种形态存在:1.游离态腐殖质,在土壤中占极少部分,常见于红 壤中 2.与矿物质成分中的强盐基化合成稳定盐类,主要是腐殖酸钙、镁,常见于黑土中 3.与含水三氧化物(Al2O3 .XH2O、Fe2O3 .YH2O)化合成复杂的凝胶体 4.与粘粒结合成有机-无机复合体。 以上四种形态中,以第四种最重要,它常占腐殖质的大部分。总之,腐殖质在土壤 中主要是与矿物质胶体结合,形成有机-无机复合胶体。 2.4 土壤有机质的作用及调节本节为本章的重点。 教法:创设问题情景,调动学生积极性。 导入:提出问题,切入主题。 土壤有机质在土壤肥力与植物营养中具有重要的作用, ①种植绿肥作物 ②发展畜牧业,增施有机肥料 ③秸秆还田