土壤肥料学教案.doc

教案（章节备课）4.5 学时章 节 绪 论 教学目的和要求 本章 通过讲授土壤、土壤肥力和肥料的基本概念，土壤肥料在农业生产及生态系统中的作用、发展概况，加深学生对土壤和肥料的内涵及农业生态系统中重要作用的深刻理解，了解本学科的发展状况，掌握本学科的研究方法。通过对土壤的有效管理和肥料的合理施用，达到作物高产、优质、高效、产量、土壤肥力持续提高之目的， 同时了解 21 世纪本学科的任务、发展的方向和国内外研究的热点。 重 点 难 点  重点掌握： 土壤肥料在农业生产和生态系统中的地位和作用及土壤与肥料的基本概念。 难 点： 土壤肥料在农业生产和生态系统中的地位和作用。  教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 一、 土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用 学时： 75 分钟 教法： 讲授 + 举例说明 + 彩色图片。 内容： 1 土壤在农业生产和生态系统中的重要性 农业生产的基地和农业生产中物质与能量循环的枢纽 农业生产由植物生产（种植业）、动物生产（养殖业）、土壤管理三个环节所组成。 绿色植物的生活要素：日光（光能）、热量（热能）、空气（ CO 2 和 O 2 ）、水分、养料，其中水分和养料主要通过植物根系从土壤中吸 收，土壤是植物生长的水分、养分的提供者，同时，土壤为植物生长的机械支撑者。 动物生产以植物生产为基础。 土壤管理使得农业生产中物质与能量循环利用。 土壤是生态系统的重要组成部分 生态系统：植物、动物、微生物加上它们生存的环境的集合体称之为生态系统。 地球表层系统有大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈等五个圈层组成。其中土壤圈处于其它圈层相互紧密交接的的地带，构成了结合无机界和有机界的中心环节。 土壤是农业生态系统中重要组成，是生物与非生物环境的分界面，是生物与非生物体进行物质与能量移动，转化的重要介质和枢纽。 土壤是自然界中最珍贵的自然资源 土壤具有再生作用，是可以再利用的资源；土壤资源数量有限；土壤资源质量可变性；土壤资源空间分布上固定。 因此“十分珍惜，合理利用土地和切实保护耕地”作为我国的一项基本国策来抓。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 2. 肥料是农业高产优质的保证 肥料在农业生产中的重要性：肥料是植物的粮食，在农业生产中起重要的作用。 为植物提供养分，满足作物对养分的需求。 改良土壤理化生物特性，提高土壤肥力。 增加作物单位面积的产量，改善作物品质。 FAO （世界粮食和农业组织）的统计资料表明，在各项增产措施中，肥料对粮食的增产作用为 40%60% ，可见肥料对农业生产的重要性。 增加作物的抗性，促进作物早熟。 二、 土壤、土壤肥力和肥料的基本概念 学时： 60 分钟 教法： 课堂教学与多媒体结合。 内容： 1. 土壤的概念 土壤是指覆盖于地球表面，具有肥力特征，能够生长绿色植物的疏松表层。 （ 1 ）内涵： “ 陆地表层 ” 是指土壤的位置， “ 疏松 ” 是指其物理状态，以区别于坚硬整块的岩石。 “生长绿色植物”是土壤的功能。 不同学科理解角度不同，所下定义各异。 如环境学家；生态学家；工程学家；土壤学家与农学家。 土壤之所以 “ 能够产生植物收获 ” ，主要是由于有肥力。任何一种土壤均具有一定的肥力，只是高低不同，因此土壤与土壤肥力的概念密切相关，肥力是土壤的本质。 2. 土壤肥力的概念 西方土壤学家，传统地将土壤供应养料的能力称为土壤肥力。 土壤肥力即包括水分、养分、空气和温度（水、肥、气、热）四个肥力因素。土壤中只有这四大肥力因素同时存在，而且处于相互协调状态时，才能保证植物 “ 吃饱、喝足、住舒服 ” ，从而达到高 产。所以我国的土壤科学工作者认为： 土壤肥力是土壤供给和调节植物生长发育的水肥气热等生活因素的能力。 土壤肥力按其发生过程可分为自然肥力和人工（为）肥力。 自然肥力 ：是指土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力。纯粹的自然肥力只有在原始林地和未开垦的荒地（自然土壤）上才能见到。 人为肥力 ：自然土壤经过开垦耕种以后，在人类生产活动影响下创造出来的肥力称为人为肥力。 土壤肥力按其发挥程度可分为有效肥力和潜在肥力。 有效肥力 是指在农业生产（当季生产）中能表现出来，产生经济效果的那部分肥力。 潜在肥力 是指暂时不能被植物吸收利用，在当季生产中没有直接反映出来的那部分肥力。 3. 土壤肥力与土壤生产力 土壤肥力是土壤生产力的基础而不是全部。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 4. 肥料的概念、分类及基本特性 直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性状，以提高植物产量和品质的功能物质，称 为肥料。可以在土壤施用还可以喷施于植物叶等。 包括有机肥料和无机肥料，掌握各类肥料的特点 三、 土壤肥料科学发展概况 学时： 50 分钟 教法： 课堂教学与多媒体结合。 内容： 从国内的发展来看：几千年来，我国劳动人民在生产实践中，在认土、用土、改土及肥料的积制和使用等方面积累了丰实的经验。 最远可追溯到战国时代，我国劳动人民根据土壤的性质、肥力水平，对各类土壤进行分类分级。如 禹贡 一书就记载了按土壤肥瘦、性状、生产力，把九州的土壤分为三等九级。 元、明、清以来，对农业生产的技术措施，进一步有了明确的分类和更详细的总结。 建国以来，全国已经进行了二次土壤普查。第一次在 1958 年 编 绘了 “ 四图一志 ” 为我国有计划地开垦荒地，扩大耕地面积，合理利用土地，提供了科学的依据。 1979 年进行的第二次土壤普查工作，利用航片或卫片绘制土壤图。查清土壤资源、普及土壤科学，培养基层土肥人员，极大地促进了农业生产的发展。 从肥料科学的发展来看：在建国初期（ 1953 年），政府提出了 “ 以农家肥为主，商品肥料（化肥）为辅 ” 的肥料工作方针。 1957 年中国农科院土肥所通过全国肥料试验网 150 多个试验点获得的结果表明：我国土壤 80% 的农田土壤缺氮， 50% 左右缺乏磷素， 30% 缺乏钾素，这为肥料的生产和使用提供了科学依据， 20 世纪 70 年代中期，根据我国的实际情况提出， “ 以农家肥为主，农家肥和化肥相结合 ” 。 20 世纪 80 年代、 90 年代，化肥施用量猛增，大大推动了生产力的提高。目前，动态平衡配方施肥技术，喷滴灌施肥新技术，土壤肥料测试新技术等在现代农业生产中发挥了越来越大的作用。 从国外发展来看，土壤肥料科学出现了几个较有影响的学派，农业化学派，农业地质学派，土壤发生学派等。现代土壤肥料科学出现了一些新的观点。 四、土壤肥料工作的任务 学时： 15 分钟 教法： 课堂教学与多媒体结合。 土壤肥料工作的任务具体可以归纳为： 1. 加强土壤资源保护、综合治理、合理开发利用及防治土壤退化，保护农业生态，加强土、水、气、生物的协调管理和污染的修复； 2. 深入进行土壤演变规律及其调节措施的研究，注重在施肥条件下，土壤植物营养的投入、协调与平衡，充分发挥农田养分再循环的肥源潜力与不断防止土壤养分退化； 3. 深入研究土壤圈物质组成、性质、类型、时空变化及其循环规律； 4. 建立土壤肥料信息系统，重视土壤肥料数据库及其应用系统的开发，注重统计分析和模拟模型技术在生产上的应用； 5. 建立健全土壤肥料政策法规； 6. 注意提高农民土壤肥料科学知识水平，加强土肥技术推广和服务体系建设。  思考题 1. 简述土壤肥料在农业生产和生态系统中的地位和作用。 2. 土壤为什么是具有再生作用的自然资源？ 3. 如何正确理解土壤和土壤肥力的概念？4. 简述肥料的概念、类型及各有何特点。 5. 简述世界土壤肥料学科的发展。  板书设计 绪 论 1. 土壤肥料在农业生产和生态系统中的重要性 1.1 土壤是 农业生产的基地、土壤是农业生产的基本生产资料 1.2 土壤是自然界中珍贵的自然资源 1.3 土壤是生态系统的重要组成部分 1.4 肥料是农业高产优质的保证 2 土壤、土壤肥力和肥料的基本概念 2.1 土壤的概念 2.2 土壤肥力的概念 2.3 肥料的概念、分类及基本特性 3. 土壤肥料科学发展概况 3.1 我国近代土壤肥料科学发展概况 3.2 世界近代土壤肥料科学发展概况 4 土壤肥料工作的任务 主要参考资料   林成谷 . 土壤学 . （北方本），第二版 . 北京：农业出版社， 1996   朱祖祥 . 土壤学 . 北京：农业出版社， 1983   王荫槐主编 . 土壤肥料学 . 北京：农业出版社， 1992   李家康等 . 对我国化肥使用前景的剖析 . 植物营养与肥料学报， 2         001 ， 17 （ 1 ）   杨玉爱 . 我国有机肥料研究及展望 . 土壤学报， 1996 ， 133（ 4 ) 备 注 课后自我总结分析 1. 采用图片说明土壤、肥料的地位和作用，便于学生掌握。 2. 创设问题情景，调动学生的积极性，效果会更好些。教案（章节备课）3 学时 章 节 第一章 土壤矿物质土粒 教学目的和要求 通过学习，要求了解形成土壤母质的主要成土矿物、岩石及其基本特性；理解由矿物岩石至形成母质的过程中，各种风化过程的作用；掌握不同粒径矿质土粒在矿物组成，化学组成及元素组成上的变化规律，深刻理解这些规律与矿质土粒的粒级分类与质地分类的关系以牢固地掌握不同粒级与质地类型土壤的肥力性状及生产特性，了解不良质地土壤利用改良的基本原理，为利用改良不良质地土壤提供理论依据。 重 点 难 点 1 土壤矿物质土粒1.1 形成土壤母质的矿物、岩石重点： 土壤矿物质和岩石的性质、类型。难点： 主要矿物、岩石风化特点、产物。1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质 重点： 风化作用的类型及我国主要成土母质的类型及特点，以残积物、坡积物、洪积物风积物等成土母质为重点。难点： 怎样区别不同类型的母质。1.3 土壤矿物质土粒的组成与特性重点： 粒径对矿质土粒的矿物组成与化学组成的影响及掌握不同质地土壤的肥力特点和利用改良的基本原理。难点： 矿物质土粒的机械组成和质地分类的关系。 教学进程（含章节 教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 1 土壤矿物质土粒 1.1 形成土壤母质的矿物、岩石学时分配： 30 分钟 教法： 创设问题情景，启发学生自主思维，增加学生的能动性内容：一、主要成土矿物 导入：提出问题：为什么土壤矿物质土粒构成了土壤的“骨骼”？1 矿物的概念土壤矿物质：岩石风化形成的矿物颗粒统称土壤矿物质。土壤是由固相、液相和气相三种物质组成的疏松多孔体。土壤矿物质按重量计，一般占土壤的 95% 以上，因此，矿物质成为土体的 “ 骨架 ，也是植物矿物营养的源泉，是影响土壤肥力高低的一个确定性因素2 矿物的类型 原生矿物 包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷化物类四类次生矿物 包括硅酸盐类、粘土矿物、氧化物类、简单盐类矿物三类3 主要成土矿物的性质不同矿物的化学成分、性质不同，风化特点与产物也不同，见课本 p21 。 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。见课本 p23 。1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质学时分配： 40 分钟 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 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。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。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。以上三种风化作用相互联系，相互影响，同时同地对岩石进行作用。    土壤母质的形成及我国的主要成土母质   裸露的岩石经过风化作用的结果便形成了新的疏松的、粗细不同的风化产物覆盖在地壳表面的堆积体，是形成土壤的母体，称为母质。    风化壳是形成土壤的基础，故称之为土壤母质或成土母质。所以土壤母质的形成过程即岩石矿物的风化过程。土壤母质与原来岩石相比，具有很大区别     首先：由岩石坚硬致密状态破碎为粘散多孔的状态，产生了对水分与空气的通透性。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 其次：岩石彻底分解，形成了粘粒，粘粒之间具有毛管孔隙，产生了蓄水性，增加了表面积，使其具有胶体的性质，如吸附性能出现，可保蓄风化所释放的可溶性盐基物质，为植物所需的矿质养分提供最初来源。因此，岩石风化形成母质，使其初步具备水、气、热和养分等肥力因素。而区别于原来的岩石。但母质的这些因素常常不能满足植物的需要。如母质的通透性与蓄水性矛盾尖锐而不能协调。 残积物 指岩石经风化后残留在原地未经搬运的风化物。 坡积物 指风化物在重力或流水的作用下，被搬运到山坡的中下部的堆积物。 洪积物 指山洪搬运的碎屑物在山前平原形成的沉积物。由于形状如扇，又称洪积扇。 冲积物 河水中挟带的泥沙，在中下游两岸与如海口沉积而成。 湖积物 由湖泊的静水沉积而成。 海积物 是海边海相沉积物。由于海岸上升、海退等回流淤积物露出水面而形成。 风积物 是由风将其它成因的堆积物搬运沉积而成。 黄 土 是第四纪（近 100 万年以内的地质年代）沉积物。其成因可能是风力搬运堆积而成，也可能是水流搬运沉积而成，看法不一。在我国是广布的一种成土母质。 1.3 土壤矿物质土粒的组成与特性 学时分配： 40 分钟 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， SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 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 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。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、 辅助手段）四、 不同质地土壤的肥力特点和利用改良 学时分配： 40 分钟 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 砂质土 例子： “发小苗而不发老苗” 特点与利用： 从物理性状来看：粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，不易积累还原性有害物质。砂土的水分易于蒸发，因此土壤容易干燥、不耐旱。（毛管水上升高度小，地下水上升湿润表土的可能性小）。 从矿物组成来看：砂质土主要矿物组成是石英，含养分少，要多施有机肥料。砂土保肥性差，施肥后因灌水，降雨易淋失，因此，施用化肥时，要少量多次，肥效表现为 “ 猛而不足 ” ，前劲大而后劲不足。 如只施基肥而不注意追肥，会产生 “ 发小苗而不发老苗 ” 的现象。因此，砂土施肥除增施有机肥作基肥外，还必须适时追肥。 由于砂土通气性好，有助于好气性微生物的活动，土壤中有机质易于分解，释放有效养分，促使作物早发，但有机质不易积累，其含量比粘土类少。 砂质土因含水量少，热容量小，易增温也易降温，所以昼夜温差大，作物易受冷害。（如小麦返青后），但对薯类及其它块根块茎类作物，有利于其淀粉的累积。 粘土类 特点：粘质土粒间孔隙大，多为毛管孔隙，故通气不良，透水性差，易受渍害和积累还原性物质。 粘土一般矿质养分丰富，特别是 K 、 Ca 、 Mg 含量较多，主要由于（ 1 ）粘粒本身的养分含量少（ 2 ）粘粒有较强的吸附能力，使养分不易淋失，由于粘土通气性差，好气性微生物受到抑制，有机质分解较慢，易于积累腐殖质，故粘土中有机质和氮素一般比砂土高，在试用有机肥和化肥时，由于分解慢和土壤保肥性强，表现为肥效迟缓，肥劲稳长。 粘土保水力强，含水量大，热容量较大，增温、降温慢，昼夜温差大，表现为 “ 发老苗，不发小苗 ” 。 粘土干时紧实坚硬，湿时？烂，耕作费力，宜耕期短，对顶土力弱的种子不易发芽出苗，容易产生缺苗断垄现象。 壤质土 这类土壤砂粘适中，兼备砂土和粘土的优点，消除了砂土类和粘土类的缺点，是农业生产上质地比较理想的土壤。既有一定数量的大孔隙，又有相当多的毛管孔隙，故有较好的通气透水性，又有一定的保水保肥性能。    壤土含水量适宜，土温比较稳定，粘性不大，耕性较好，宜耕期较长，适宜种植各种作物， “ 即发小苗也发老苗 ” 。     我国土壤质地的地理分布特点，在水平方向上，自西向东，从北向南由粗变细的趋势，在垂直方向上，从高到低也有相同的变化趋势（由高到低，由粗变细）。    2. 土壤质地剖面类型及特征3不同 质地土壤的改良 改良土壤质地是提高土壤肥力的一个重要方面，实践表明：只要发会人的积极因素，任何不好的土壤质地都是可以改好的，一般而言，改良土壤质地有以下措施： 增施有机肥料 增施有机肥料可提高土壤有机质的含量，即可改良砂土，也可改良粘土，是改良土壤质地最有效的方法。因此有机质的粘结力和粘着力比砂粒强，比粘粒弱。可以改善砂土过砂，粘土过粘的缺点。 有机质可以使土壤形成团粒结构，使土体疏松，增加砂土的保肥性。 如果砂土地附近有粘土、河沟淤泥（客土），可搬来掺混；粘土地（本土）附近有砂土（客土）可搬来掺混，以改良本土质地的方法，称为客土法。 掺砂掺粘的方法有遍掺、条掺和点掺三种。 “翻淤压砂”、“翻砂压淤”法 有的地区砂土下面有淤粘土或粘土下面有砂土，这样可以采取表土 “ 大揭盖 ” 翻倒一边，然后使底土 “ 大翻身 ” ，把下层的砂土或粘土翻到表层，使砂粘混合，改良土性。对于沿江沿河的土壤，可以采用 1.总结本章内容，强调重点和难点 2.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 简述风化作用的概念、类型、特点。试述岩石、母质、土壤三者的区别与联系矿质土粒和土壤质地是如何分类的？试述土壤质地与土壤肥力间的关系？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1.1 主要成土矿物 1 矿物的概念 2 矿物的类型3 主要成土矿物的性质 1.2 主要成土岩石    岩石的概念与类型1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质1.2.1 风化作用的概念及类型      化作用的概念       风化类型 板书设计 1.2.2 土壤母质的形成及我国的主要成土母质 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粒级的概念粒级的分级 1.3.3 矿物质土粒的机械组成（颗粒组成）和质地分类机械组成的概念 土壤质地分类制1.3.4 不同质地土壤的肥力特点和利用改良不同 质地土壤肥力的特点和利用 不同 质地土壤的改良 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）4 学时章 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 学时分配： 20 分钟 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   细菌   蓝细菌   粘细菌   放线菌 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   真菌   藻类教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）   原生动物   地衣 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 1. 蚯蚓 2. 其他 土壤动物   线虫   螨类   蚂蚁   蜗牛 2.2 土壤有机质 学时分配： 80 分钟 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。 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 糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近化合物。 纤维素和半纤维素 半纤维素（ C 6 H 10 O 5 ） n 在稀酸、稀碱的溶液中处理易于水解，纤维素则在较强的酸和碱的处理下，才可以水解，二者均能被微生物所分解。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 木质素 木质素是复杂的有机化合物，是木质纤维素的主要组分，特点：木质素稳定，不易被细菌和化学物质所分解，但可被真菌、放线菌所分解，木质素的成分随植物不同而有所差异。 树脂、脂肪、腊质、单宁等 该类有机化合物不易溶于水，而易溶于醇、醚及苯中，是十分复杂的化合物，该类物质在土壤中，除脂肪分解快外，一般都很慢且极难彻底分解。 含氮化合物 生物体中的主要含氮化合物为蛋白质，各种蛋白质水解后，一般可产生许多种不同的氨基酸。蛋白质的成分除了 C 、 H 、 O 、 N 外，还含有 S 、 P 和 Fe 等营养元素。一般而言，含氮化合物易被微生物分解，生物体中常有一小部分简单的可溶性氨基酸，可被微生物直接吸收，但大部分的含氮化合物需要经过微生物分解后，才能被利用。 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 CO 2 、 H 2 O 、 NH 3 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。 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 NO 3 - 、 NH 4 + ，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。 含磷有机物质的转化 土壤中含磷的有机化合物有核蛋白、核酸、磷脂和 ATP ，在各种腐生型微生物的作用下，形成磷酸，成为植物能够吸收利用的养料。 即：含磷有机物质在磷细菌的作用下，水解产生磷酸： 核蛋白 核素 核酸 磷酸 卵磷脂 甘油磷酸酯 磷酸 含硫有机物质的转化 土壤中含硫的有机物质主要为胱氨酸、半胱氨酸等，在微生物的作用下产生硫化氢，它在嫌气条件下易积累，对作物产生毒害作用，但在通气良好的情况下， H 2 S 在硫细菌的作用下氧化为硫酸，成为作物养分的来源。 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。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 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。（ 1 ）多元酚氧化为醌（ 2 ）醌和氨基酸或肽缩合。 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。 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。 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： 30 分钟 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（ Al 2 O 3 .XH2 O 、 Fe 2 O 3 .YH 2 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。 教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 腐殖质的性质 1. 腐殖质的元素组成 腐殖质不是一类纯化合物，而是代表一类有着特殊化学和生物特性的构造复杂的高分子有机化合物。 腐殖酸主要是由 C 、 H 、 O 、 N 、 S 等元素组成，此外还含有少量的 Ca 、 Mg 、 Fe 、 Si 等灰分元素。腐殖质含 C 约 55%-60% （平均为 58% ），所以在计算土壤腐殖质含量时，以土壤有机碳含量 % × 1.724 作为其含量。 2. 腐殖酸分子的结构和分子量 腐殖酸的共同特点是：分子结构非常复杂，属于大分子聚合物，以芳香族为主体，附以各种功能团，主要功能团为酚羟基、羟基、甲氧基（ -OCH 3 ），并有氮环状化合物，这部分氮较难分解，只有在芳环被破坏后，才能释放出来。 腐殖酸分子量因土壤不同而异，褐腐酸大于黄腐酸，拒南土所报道，我国黑土和砖红壤褐腐酸平均分子量为 2500 和 2000 ，黄腐酸为 680-1450 。 3. 腐殖酸的电性 腐殖酸的组分中有各种含氧功能团，故表现出多种活性。如离子交换，对金属离子的络合能力以及氧化 - 还原性质，这些性质均与腐殖酸的电性有关。就电性而言，腐殖酸呈两性胶体，它表面上既带负电又带正电，而通常以负电荷为主。 4. 腐殖酸的溶解度和凝聚 胡敏酸的缩合程度高，分子量大，酸性小，易发生凝聚，可增加土壤的保水、保肥性。胡敏酸有四个羧基、三个或更多的酚羟基，所以呈酸性，具有阳离子交换的性能，阳离子交换量大。 褐腐酸不溶于水，呈酸性，与一价金属离子（ K + 、 Na + 、 NH + 等形成的一价盐类可溶于水，而与 Ca 、 Mg 、 Fe 、 Al 多价盐基离子形成的盐类，溶解度大大降低。常以 HA/FA 的大小作为土壤肥力和熟化度的？ 黄腐酸有相当大的水溶性，其溶液的酸性较强，它与一价、二价金属离子形成的盐类也能溶于水。 腐殖酸可与 Fe 、 Al 、 Cu 、 Zn 等高价金属离子形成络合物，络合物稳定性随介质 pH 值的升高而增大，随介质 H + 的提高而降低。 腐殖酸的凝聚：腐殖质是带电荷的有机胶体，根据电荷同性相斥的原理，所形成的腐殖质胶体在水中是分散的溶胶状态，增加的电解质浓度或高价离子，则电性增加而相互凝聚，形成凝胶，腐殖质在凝聚过程中可使土粒胶结起来形成结构体。 5 我国主要土壤腐殖质的特征 在元素组成方面，我国主要土壤中褐腐酸的 C 含量在 43.9%-59.6% 之间， H 含量 3.1%-7.0% ， O+S 为 31.3%-41.8% 。 N 为 2.8%-5.9% ；黄腐酸含 C 43.4%-52.6% ， H 4.0%-5.8% ， O+S 为 40.1%-49.8% ， N 为 1.6%-4.3% 。 黄土母质在干旱条件下发育的土壤所含的腐殖酸以褐腐酸为主，且多与 Ca 2+ 结合。按 C 量计算，全部褐腐酸约占腐殖质的 38%-56% 。淋溶黑土腐殖质中，褐腐酸仅占 30% 左右，且有相当数量与 P 2 O 5 结合，红壤中褐腐酸的含量仅 6%-7% ，且多呈游离态存在。 HA/FA 是土壤腐殖质的组成和性质的指标之一，可作为土壤肥力与熟化程度的标志。 2.4 土壤 有机质的作用及调节 本节为本章的重点。 学时分配： 70 分钟 教法： 创设问题情景，调动学生积极性。 教学进程 （含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段） 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，具体来讲，表现在以下四个大方面： 1 提供作物和微生物所需的养分（土壤有机质是植物和微生物养分的主要来源）。 增强土壤的保水保肥能力 腐殖质疏松多孔，又是亲水胶体，能保持大量的水分。研究表明：腐殖质的吸水率为 500-600% ，而粘粒的吸水力为 50-60% ，能大大提高土壤的保水能力。 腐殖质属两性胶体，带正、负电荷，故可吸附阴阳离子，又以其电性以负电荷为主，它主要吸附阴离子。养料阳离子如 K + 、 NH 4 + 、 Ca 2+ 、 Mg 2+ 等，一旦