4.2土壤的结构和质地（第1课时）（导学案）
【学习目标】
1.理解土壤形成的自然过程；
2.掌握土壤的主要成分及其功能。
【学习重点】土壤形成；土壤成分
【学习难点】风化机制区分；土壤层次发育
【自主学习】
阅读教材，完成以下问题：
1.什么是物理风化，影响岩石物理风化的因素有哪些？
2.什么是化学风化，
3.风化的岩石碎屑慢慢发育成土壤层。土壤可被粗略地分为三层，分别是、、。
4.土壤主要成分及功能
成分来源/组成功能
矿物质
有机质
水
空气
生物
【课堂探究】
一、土壤的形成
人类很早就开始种植农作物，这些农作物需要在土壤中生长。那么这些土壤又是怎样形成的？
最初，地球外层的地壳是由岩石组成的，并没有土壤。
土壤的形成过程
岩石风化：风化是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分变化的现象。
岩石侵蚀：侵蚀是风、水、冰或重力等作用破坏岩石、搬运岩石碎屑物的过程。
土壤的风化——物理风化
岩石遭受物理风化时，会破裂成越来越小的碎屑，每块碎屑保持原有的物质性质。影响岩石物理
风化的因素有很多，温度、压力和生物活动是导致岩石发生物理风化的重要因素。
温度的变化——冰能裂石
当岩石缝隙中的水由于温度降低而结成冰时体积增大，会将缝隙胀大。
古人修栈道时，常用火烧岩石，待岩石温度升到很高时，再浇上冷水，岩石会因骤热后突然遇冷
而爆裂。
温度的变化——冷热骤变裂石
温度的剧烈变化是一种常见的岩石风化因素。炎热的太阳曝晒会使岩石变得很烫，若气温骤降，可能
导致岩石爆裂。
压力
当压在岩石上的覆盖层被去除，岩石承受的压力会大幅降低，会像洋葱那样层层剥落。
生物活动
植物的根会深入岩石的缝隙生长。根的生长会使岩石缝隙进一步加大。
土壤的风化——化学风化
化学风化是岩石在水、氧气、二氧化碳和酸等多种因素作用下，发生化学反应使岩石的成分改变
的过程。例如，岩石和水的化学反应导致新矿物的形成，以及可溶性物质的析出。
岩石通过物理风化碎裂成碎屑后表面积增大，碎屑物更易遭受化学风化作用。
从矿物质颗粒到土壤的形成
风化的岩石碎屑慢慢发育成土壤层。
土壤可被粗略地分为三层，分别是表层、淀积层、母质层。
母质层
最靠近基岩的母质层仅包含部分风化的岩石碎屑，这些碎屑是土壤的物质基础。
特点：矿物质丰富，有机质极少。
表层
靠近地表的表层积累了更多来自地表植被的有机质，岩石碎屑被进一步分解为黏土和无机物。
特点：富含有机质（腐殖质），颗粒细小（黏土、无机物）。
淀积层
淀积层位于表层和母质层之间，是在降水作用下，上方土壤中的可溶性矿物质、细小颗粒被溶
解、冲刷下来积累形成的。
特点：矿物质和黏土含量高，颜色较深。
土壤的形成过程十分缓慢，直到今天，这个过程仍在不断地继续着形成1cm厚的表土，一般情况
下需要100~400年，在极其寒冷的环境中大约需要1000年。
思考与讨论
岩石形成土壤的快慢与哪些因素有关？
二、土壤的成分
土壤在我们周围随处可见。你是否仔细观察过土壤里究竟有些什么呢?
思考与讨论
蚯蚓是靠能分泌黏液的湿润体壁进行呼吸的。下雨时蚯蚓常从土壤中钻到地面，请分析出现这一现象
的原因。
有机物能燃烧生成水和二氧化碳等无机物，你能根据这一原理设计实验来检验土壤中是否存在有
机物吗?
探索活动
1.取经充分干燥的土壤，先用天平称取50g，然后把它们放在细密的铁丝网上，用酒精灯加热，观察到
什么现象？
2.待土壤冷却后，再用天平称得其质量为45g。从土壤的成分分析，土壤质量发生变化的原因是什么？
土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体，以及人工施用的有机肥。这些有机物
经过微生物分解后形成腐殖质，使土壤形成良好的团粒，有利于植物生长。
腐殖质的作用
腐殖质可以为土壤动物提供食物，同时也丰富了植物生长所必需的氮、磷、钾和硫等元素，使土壤更
为肥沃。
矿物质含有磷、钾、镁、钙、铁等元素，可提供除氮以外的植物生长所需的各种主要养分。这些
元素往往以无机盐的形式存在于土壤中。那么，如何检验土壤中无机盐的存在呢？
探索活动