高中生物植物生产与环境《土壤资源的开发与保护》教案设计文档格式.docx

高中生物植物生产与环境《土壤资源的开发与保护》教案设计文档格式.docx

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3．水田土壤的剖面

通常厚12~18cm，多锈斑。

犁底层：

厚10cm左右，青灰色，也多锈斑，可防止水分渗漏过快。

渗育层：

是受灌溉水侵润或淋洗影响而形成的层次，厚10~20cm，颜色灰白，夹有少量锈纹、锈斑或铁结核。

潴育层：

是受水分侵润，含铁矿物水化而显黄和灰颜色的层次，有大量的锈纹、锈斑或铁锰结核。

潜育层：

是由于水温、土温过低，通透性不良，还原性物质积聚的层次。

母质层。

二、我国主要农业区土壤

（一）我国的土壤资源特点

我国的土壤资源综合起来有以下特点：

1．土壤类型多我国最新土壤分类系统（1995年）将我国土壤分为14个土纲、39个亚纲、141个土类、595个亚类，足以说明这一点。

2．山地面积大我国山地占国土面积66%。

3．人均占有量低，低产土壤面积大人均占有耕地约为0.0934公顷，是世界平均数的26%，耕地中存在各种障碍因素的低产田约占三分之一，这是开发中的一个不利因素。

4．土壤资源的不合理利用如耕地不断减少，土壤肥力减退，土壤沙化、污染、侵蚀、盐渍化等土壤退化问题越来越严重。

（二）我国主要农业区土壤与植物生长

土壤

分布

特点

利用

红黄壤

热带、亚热带地区

质地黏重而耕性差、酸性强（pH≤5.5）而易产生铝毒、氧化物矿物多易产生磷的固定、养分贫瘠而作物生产受到限制。

山地上部宜造水土保持林和用材林，山地中部宜发展油茶、茶叶、板栗等经济林，下部则易发展农作物。

黄土性土

黄土高原和华北地区

土层深厚、疏松、质地细匀，透水性强，耕性良好，微碱性，含较多石灰质，但土壤结构性差，有机质含量低，养分贫瘠易发生水土流失。

一般以种植牧草、植树造林、防治水土流失，并以种植耐旱作物，如谷子为主。

干旱区土壤

干旱和半干旱地区

土壤盐碱化、干旱

一般为种草种树，防治水土流失；

种植绿肥，合理轮作，采取旱耕技术；

农、牧结合，适当种植耐旱作物。

东北森林草原土壤

东北地区

土层深厚，有机质含量高，颜色油黑，疏松而富有团粒结构，极为肥沃。

在低山丘陵区发展林果业，山前平原和坡地易种植农作物，在土质瘠薄山地则发展林牧业。

水稻土

秦岭、淮河以南

独特的剖面特征，耕作层通常厚12～18cm，多锈斑，犁底层青灰色，厚度仅10cm左右，也多锈斑，渗育层可见明显灰色胶膜与铁锰淀积。

应发展粮饲、粮经集约经营，长江中下游实行小麦－玉米－水稻三熟制有发展前途。

三、高产肥沃土壤的培育

（一）高产肥沃土壤的特征

1．良好的土体构造高产肥沃的旱地土壤一般都具有上虚下实的土体构造。

高产肥沃的水稻土一般都具有松软肥厚的耕作层，既滞水又透水发育良好的犁底层。

2．适量协调的土壤养分有机质含量、全氮含量、速效磷、速效钾（K）含量、阳离子交换量高。

3．良好的物理性质肥沃土壤一般都具有良好的物理性质。

（二）高产肥沃土壤培肥措施

1．增施有机肥料，培育土壤肥力应每年向土壤中输入一定数量的有机肥料，不断更新与活化土壤腐殖质。

2．发展旱作农业，建设灌溉农业从农业技术方面考虑，建设灌溉农业应注意：

重视灌水与其他增产措施的配合；

改进灌溉技术，节约用水；

保护地下水资源，防止次生盐渍化；

防止次生潜育化。

3．合理轮作倒茬，用地养地结合根据作物茬口特性，实行粮食作物与绿肥作物轮作、经济作物与绿肥作物轮作、豆科作物与粮棉作物轮作、水旱轮作等。

4．合理耕作改土，加速土壤熟化深耕结合施用有机肥料。

5．防止土壤侵蚀，保护土壤资源应运用合理的农、林、牧、水利等综合措施，防止土壤侵蚀、土壤沙化、土壤退化、土壤污染，保护土壤资源。

四、低产土壤的改良和农业开发

（一）盐碱土的改良和利用

改良盐碱地，要采取综合治理措施，以水利为基础，改土培肥为中心，改良与利用相结合，实行农、林、水、牧综合治理。

1．水利措施主要有：

①排水降盐。

②灌水压盐。

③引洪放淤。

④种稻改良。

⑤蓄淡养鱼。

2．农业措施主要有：

①平整土地，深耕深翻。

②培肥改土。

③选种耐盐作物、躲盐巧种。

④植树造林，营造农用防护林。

3．化学改良在水利、农业改良的基础上，施用石膏、硫酸亚铁、硫磺等化学改良剂也能起到改碱效果。

（二）障碍层土壤的改良和开发

1．紫色土改良和开发途径是：

①水土保持。

②合理施肥，培育土壤。

③因地制宜，合理利用。

2．白浆土主要改良措施为：

①深耕打破白浆层；

②秸秆还田，种植绿肥，补充有机质；

③有机－无机－生物复合施肥和多元素配方施肥；

④因土种植，对草甸白浆土和潜育白浆土，种植水稻可有效发挥土壤潜力。

3．风沙土改良利用的基本途径为：

①封沙育草，造林固沙。

②林果结合，大力发展果树生产。

③调整作物布局，发挥沙区优势。

④增施有机肥料，种植绿肥，秸秆直接还田，提高土壤肥力。

⑤引洪灌淤，客土压沙，改良土质，提高风沙土蓄水、保肥、抗风能力。

（三）低产水稻田改良和开发

水稻田中有许多低产田，如冷浸田、沤田、沙土田等。

1．冷浸田根治的途径是：

排除水害。

犁冬晒白、熏田、掺沙入泥、施用热性肥和磷肥等进行改良培肥。

2．沤田改良措施有：

①掺沙改善质地。

②增施有机肥料，翻压绿肥。

③适时晒垡和冻垡。

④适时耕作。

3．沙土田主要改良措施有：

①沙土掺黏。

②加深耕层厚度，增施有机肥料特。

③搞好农田基本建设，改善农业生产基本条件，如修塘蓄水、开辟水源、改善灌排等措施。

五、土壤退化污染与防治

（一）土壤沙化与防治

1．概念土壤沙化是指在沙漠周边地区，由于植被破坏，或草地过渡放牧，或开垦为农田，土壤中水分状况变得干燥，土粒分散缺乏凝聚，被风吹蚀，而在风力过后或减弱的地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。

2．危害①使大面积土壤失去农、牧生产能力。

②使大气环境恶化。

③土壤沙化的发展，造成土地贫瘠，环境恶劣，威胁人类生存。

3．防治途径①营造防沙林带。

②实施生态工程。

③建立生态复合经营模式。

④合理开发水资源。

⑤完善法制，严格控制农垦和破坏草地。

（二）土壤流失与防治

1．危害①土壤薄层化。

②土壤质量下降。

③生态环境进一步恶化。

2．防治①树立保护土壤，保护生态环境的全民意识。

②植物措施，选择耐旱、耐瘠薄、适应性强而且生长快的树种，营造乔木林、灌木林、乔灌混交林等。

；

③土壤保持耕作法。

④先保护后利用。

（三）土壤潜育化与防治

1．概念土壤潜育化是土壤处于地下水分饱和、过饱和，长期浸润状态下，在1m内土体中某些层次因还原而生成灰色斑纹层，或腐泥层，或青泥层，或泥炭层的土壤形成过程。

2．危害土壤中还原性有害物质较多，土性冷，养分转化慢，不利于水稻生长。

3．防治①开沟排水，消除渍害。

②多种经营，综合利用。

③合理施肥。

④开发种植耐渍水稻品种。

（四）土壤污染与防治

1．危害土壤污染不但直接表现在土壤生产力的下降，而且还通过土壤－植物－动物－人体之间的生物链，使有害物质富集起来，从而对人类产生严重危害；

土壤污染由于得不到及时防治，已成为水和大气污染的来源。

2．来源土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业“三废”，即废气、废水、废渣，以及化肥农药、城市污泥、垃圾等。

3．预防采取“先防后治，防重于治”，首先要严格按照国家有关污染物排放标准；

建立土壤污染监测、预测与评价系统；

发展清洁生产工艺，加强“三废”治理，有效地消除、削减控制重金属污染源。

4．治理对于已污染的土壤要根据实际情况进行治理：

（1）重金属污染土壤的治理措施通过农田的水分调控，调节土壤Eh值控制土壤重金属的毒性；

施用石灰、有机物质等改良剂；

客土、换土法；

生物修复。

（2）有机物（农药）污染土壤的防治措施主要治理措施有：

增施有机肥料，提高土壤对农药的吸附量，减轻污染；

调控土壤pH和Eh，加速农药降解。

复习思考：

1.改良盐碱地的农业措施有哪些？

2.低产水稻田中沤田的改良措施有哪些？

3.土壤沙化的危害有哪些？

如何防治？

4.土壤流失对农业生产及生态环境有什么不良影响？

5.重金属污染的土壤如何治理？

【实验实训11】土壤含水量测定与田间验墒技术

一、目的学会烘干法测定土壤含水量和土壤田间验墒技术。

二、方法原理在105±

2℃温度下，水分从土壤中蒸发。

将土壤样品烘至恒重，通过烘干前后质量之差，可计算出土壤水分含量的百分数。

三、实验仪器天平（感量0.01克）、恒温干燥烘箱、有盖铝盒、土钻或土铲等。

四、操作步骤

1．取有盖铝盒，冼净，烘干，然后在天平上称重（W1）。

注意底、盖编号配套，以防混淆。

2．按工作要求，用土钻或土铲取不同深度的土样，放入铝盒中，取样量以约占铝盒体积的2/3为宜。

立即将铝盒盖上，带回实验室称重（W2）。

3．将铝盒盖子打开，放入烘箱中，在105±

2℃温度下烘6小时左右。

4．关闭烘箱，盖上铝盒盖子，待冷却至室温后称重。

5．打开铝盒盖子，放入烘箱中再烘2小时，冷却，称至恒重（W3）（即前后两次质量差＜0.03克）。

五、结果计算

六、田间验墒技术华北旱作土壤墒性一般可分为五种类型，即汪水、黑墒、黄墒、潮干土、干土面（表6－10）。

土壤墒情的类型和性状

类型

土色

湿润程度（手捏）

含水量（重量%）

黑墒以上（汪水）

暗黑

湿润，手捏有水滴出

23以上

黑墒

黑—黑黄

湿润，手捏成团，落地不散，手有湿印

20～23

黄墒

黄

湿润，捏成团，落地散碎，手微有湿印和凉爽之感

10～20

潮干土

（灰墒、燥墒）

灰黄

潮干，半湿润，捏不成团，手无湿印，而有微温暖的感觉

8～10

干土面

灰－灰白

干，无湿润感觉捏散成面，风吹飞动

8以下

【实验实训12】土壤样品的采集与制备

一、目的通过实验，使学生初步掌握耕层土壤混合样品的采集与制备方法。

二、仪器用具小铁铲或土钻、塑料袋、标签、铅笔、钢卷尺、木棒、镊子、土壤筛（18目、60目）、广口瓶和盛土盘等。

三、方法步骤

（一）耕层土壤混合样品的采集

1．选点与布点布点形式以蛇形较好。

采样数目一般可根据采样区域大小和土壤肥力差异情况，采集5～20个点。

2．采土深度一般为20cm左右。

采土可用土钻或小土铲进行。

每个混合样品的重量，一般1kg左右即够分析用。

采好的土样可装入塑料袋中，并立即书写标签一式两份，一份放在口袋内，一份放在口袋外。

标签上用铅笔写明采样地点、深度、样品编号、日期、采样人、土壤名称等。

（二）土壤样品的制备

1．风干田间采回的土样，应立即捏成碎块，剔除侵入体和新生体后，铺在晾土架、木板或盛土盘中，摊成2～3cm厚的薄层，进行风干。

风干应在阴凉、通风、干燥的室内进行。

风干过程要随时翻动。

2．磨细与过筛将风干后的土样平铺在木板或塑料板上，用木棍碾碎，边磨边筛，直到全部通过18目筛为止；

但石块、结核等不要碾碎，如果检出的石子、结核物较多，应称重，并折算出含量百分率。

过筛后的土样经充分混匀后，分成两份；

一份供pH、速效养分等测定用；

另一份继续磨细全部过60目筛，供测定有机质、全氮测定用。

3．装瓶贮存过筛后的土样经充分混匀后，装入具磨口塞的广口瓶中，内外各具标签一张。

标签上写明土样编号、采样地点、深度、筛号、采样人、日期等。

制备好的土样应避免阳光直射、高温、潮湿或酸、碱气体的影响与污染。

【实验实训13】土壤酸碱度的测定

一、目的掌握用混合指示剂比色法测定土壤酸碱度的正确方法，了解土壤酸碱反应。

二、仪器用具白瓷比色盘、滴管、玻璃棒、玻璃瓶、标准比色卡、塑料薄膜、白纸条等。

三、方法原理利用指示剂在不同pH的溶液中可显示不同颜色的特性，根据指示剂显示的颜色确定土壤pH值。

四、试剂配制

（一）pH4－8混合指示剂

（二）pH4－11混合指示剂

五、操作步骤

（一）用白瓷比色盘测定

取黄豆大小的土壤样品，置于白瓷比色盘穴中，加指示剂3～5滴，用玻璃棒轻轻搅匀，稍澄清，倾斜瓷盘，观察溶液颜色，确定pH值。

（二）用塑料薄膜测定

可事先选好一小块塑料薄膜，将白纸条衬在塑料薄膜下，使其两者重叠。

然后沿纵向对折，再把其尾端折转向上，用左手提住（图6－15）。

取少许土样，放在塑料薄膜靠尾端处，滴加指示剂3～5滴，使指示剂和土样充分作用。

稀澄清，即可观察指示剂颜色，确定pH值。