跨學(xué)科實踐活動9

探究土壤酸堿性對植物生長的影響九年級R.J第十單元常見的酸、堿、鹽探究土壤酸堿性對植物生長的影響任務(wù)主題溶液的酸堿性與pH；酸和堿的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用；利用控制變量法設(shè)計實驗方案基本知識任務(wù)一：測定土壤的酸堿性任務(wù)二：探究植物生長適宜的pH任務(wù)三：調(diào)查我國土壤酸堿性分布任務(wù)四：制訂土壤改良方案子任務(wù)子問題如何科學(xué)、合理地采集土壤樣品？如何配制土壤浸出液？如何測定土壤浸出液的酸堿性？影響植物生長的因素有哪些？土壤酸堿性對植物的生長是否有影響？該如何探究土壤酸堿性對植物生長的影響？我國土壤酸堿性的分布情況是怎樣的？為什么會呈現(xiàn)出這種分布特點？土壤酸化或堿化會造成什么不良影響？該如何改良土壤的酸堿性呢？改良土壤的酸堿性的原理可能是什么？能否使用氫氧化鈉來改良酸性土壤？為什么不使用鹽酸或硫酸來改良堿性土壤？1．調(diào)查不同植物對土壤酸堿性的要求。2．查閱資料了解我國酸堿性土壤的分布特點及其原因。了解地質(zhì)、環(huán)境等條件對土壤酸堿性的影響。3．采集適量的土壤樣品。4.查閱資料，并結(jié)合訪談、實地調(diào)研等形式，了解目前我國主要使用的土壤酸堿性改良劑及使用的原因。素養(yǎng)目標：1．應(yīng)用溶液酸堿性及酸、堿、鹽的性質(zhì)等化學(xué)知識，結(jié)合生物學(xué)、地理等課程相關(guān)知識，探究土壤酸堿性對植物生長的影響。2．初步制定土壤改良方案。長勢不好的小麥小明在周末外出踏青的路上發(fā)現(xiàn)周圍農(nóng)田中的小麥長勢不好，葉片發(fā)黃，查閱資料后，他猜測可能是這片農(nóng)田中土壤的酸堿性并不適宜小麥生長。小明該如何驗證自己的猜想是否正確呢？任務(wù)一測定土壤的酸堿性測定土壤酸堿性之前需要做哪些工作呢？土壤的酸堿性土壤浸出液土壤樣品目標土壤采樣處理配制測定第一步：采集土壤樣品如何科學(xué)、合理地采集土壤樣品？樣品采集應(yīng)結(jié)合實際情況，選擇合理的抽樣地點、范圍和數(shù)量采集的樣品必須全面，抽樣要覆蓋全體或大多數(shù)采樣單位，保證樣品客觀可靠樣品采集中應(yīng)實行記錄管理，及時準確地記錄抽樣的全過程，包括抽樣源、抽樣時間、抽樣地點等第一步：采集土壤樣品如何科學(xué)、合理地采集土壤樣品？你會選擇選取以下哪種取樣方式呢？

征得農(nóng)民伯伯同意之后，小明按圖B所示采集了麥田五個區(qū)域內(nèi)相同質(zhì)量的土壤樣品，放入保溫袋中保存，并做了記錄。第二步：處理土壤樣品，配制土壤浸出液土壤樣品需要作何處理之后才能用于配制土壤浸出液？烘干將樣品轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中，放入烘箱中烘干備用研磨將樣品轉(zhuǎn)移到研缽中研磨，并除去其中的雜質(zhì)備用過篩將研磨的樣品用濾網(wǎng)過篩備用第二步：處理土壤樣品，配制土壤浸出液如何配制土壤浸出液？需要哪些儀器？儀器：托盤天平、量筒、燒杯、玻璃棒、普通漏斗步驟：①分別將采集的5份土壤樣品與蒸餾水按質(zhì)量比1∶5在燒杯中混合，并用玻璃棒充分攪拌；②靜置后過濾，得到土壤浸出液，并貼好標簽(如a、b、c、d、e)。第三步：測定土壤浸出液的酸堿性如何測定土壤浸出液的酸堿性？定性：使用酸堿指示劑檢驗土壤浸出液的酸堿性紫色石蕊溶液：酸性溶液能使紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色；石蕊在中性溶液中仍為紫色；堿性溶液能使紫色石蕊溶液變?yōu)樗{色。無色酚酞溶液：酸性和中性溶液不能使無色酚酞溶液變色(無色)；堿性溶液能使無色酚酞溶液變?yōu)榧t色。

資料卡片第三步：測定土壤浸出液的酸堿性如何測定土壤浸出液的酸堿性？定性：使用酸堿指示劑檢驗土壤浸出液的酸堿性石蕊溶液紅色：pH<5紫色：5<pH<8藍色：pH>8酚酞溶液無色：pH<8.2淺紅色：8.2<pH<10紅色：pH>10使石蕊和酚酞溶液變色的溶液pH范圍酸堿指示劑在一定程度上可用于檢驗土壤浸出液的酸堿性，但并不精準，可能會因視覺效果會產(chǎn)生或大或小的誤差。第三步：測定土壤浸出液的酸堿性如何測定土壤浸出液的酸堿性？定量：使用pH試紙或pH計測定土壤浸出液的pH在干燥潔凈的白瓷板或玻璃片上放一片

pH

試紙，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液，滴到試紙上，將試紙顯示的顏色與

pH

標準比色卡比較，讀出對應(yīng)的

pH。視頻：筆式

pH

計使用說明時長：171秒溶液的酸堿性和

pH

之間有什么關(guān)系呢？酸性溶液的pH

7，中性溶液的pH

7堿性溶液的pH

7，<=酸強>堿強pH越小，表示溶液的____性越____。pH越大，表示溶液的____性越____。學(xué)生活動：選取校園或農(nóng)田的土壤，分小組設(shè)計活動方案，并測定選取土壤的酸堿性。使用筆式pH計測定5份農(nóng)田內(nèi)的土壤樣品的pH，結(jié)果如下表所示：樣品abcdepH6.756.636.416.176.08分析表中數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？①農(nóng)田內(nèi)的土壤呈酸性；②農(nóng)田不同區(qū)域的土壤酸性強弱不同。任務(wù)二探究植物生長適宜的pH植物生長的核心四要素土壤陽光空氣水視頻：土壤對植物生長的影響時長：33秒CO2+H2O有機物+O2光照葉綠體影響植物生長的因素有哪些？植物對土壤酸堿性的要求是長期自然選擇的結(jié)果，植物最適應(yīng)起源地的土壤pH；大多數(shù)植物適宜生長在中性至微堿性土壤上。土壤酸堿性對植物的生長是否有影響呢？

資料卡片某些植物只能在某一特定的酸堿范圍內(nèi)生長，這類植物可以為土壤酸堿度起指示作用，習(xí)慣上被稱為指示植物。酸性土的指示植物：鐵芒萁、地刷子、鋪地蜈蚣等。中性土的指示植物：金魚草、風(fēng)信子等。堿性土的指示植物：蜈蚣草、鳳尾草、卷柏等。pH5.0~6.0pH5.5~6.5pH6.0~7.0pH6.5~7.5pH7.0~8.0馬鈴薯(土豆)水稻玉米小麥大麥西瓜花生蠶豆大豆甜菜草莓小米甘蔗甘藍萵苣茶樹柑橘桃樹棉花蘆葦杜鵑花紫云英蘋果黃花苜蓿紫苜蓿表大田作物與天然植物(部分)適宜的pH范圍土壤酸堿性對植物的生長是否有影響呢？植物生長的影響因素有多種，該如何探究土壤酸堿性對植物生長的影響呢？控制單一變量。確定探究因素實驗組對照組分析得出結(jié)論1．配制5份pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的營養(yǎng)液備用。2．取優(yōu)質(zhì)小麥種子50粒，分為5組，消毒后分別置于不同pH的營養(yǎng)液中進行培養(yǎng)，并將所有培養(yǎng)容器置于恒溫光照箱中，保持相同濕度，避免外部干擾，一周后測定小麥植株的株高，并計算平均值。實驗數(shù)據(jù)記錄設(shè)計除變量外，其他條件均與對照組相同實驗組光照空氣水pH株高/cm①

5.0②

6.0③

7.0④

8.0⑤

9.0實驗數(shù)據(jù)處理：將記錄的實驗數(shù)據(jù)繪制成折線圖或柱狀圖，說明土壤酸堿性對小麥生長的影響，并得出適宜小麥生長的適宜pH。任務(wù)三調(diào)查我國土壤酸堿性分布我國土壤酸堿性具有明顯的區(qū)域性特點，華東和華南主要為酸性土壤，而華北和西北絕大部分為中性或堿性土壤。特點為：南酸北堿，沿海偏酸，內(nèi)陸偏堿。我國土壤酸堿性的分布情況是怎樣的？我國土壤酸堿性為什么會呈現(xiàn)出這種分布特點？影響土壤酸堿性的因素氣候母質(zhì)植被地形生產(chǎn)活動氣候類型不同、降水分布不均等石灰?guī)r、紫色砂頁巖、河流沖積物有機物積累、殘落物成分平原、高原、沙漠等施肥、灌排、酸雨等土壤酸化或堿化會造成什么不良影響？造成營養(yǎng)流失或失衡；阻礙植物根系生長等影響作物生長破壞土壤結(jié)構(gòu)；影響土壤微生物群落的生長發(fā)育等影響土壤肥力該如何改良土壤的酸堿性呢？任務(wù)四制定土壤改良方案回顧所學(xué)知識，思考改良土壤的酸堿性的原理可能是什么？酸堿金屬氧化物某些非金屬氧化物活潑金屬單質(zhì)某些鹽中和反應(yīng)(復(fù)分解反應(yīng))復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)置換反應(yīng)酸堿金屬氧化物活潑金屬單質(zhì)某些鹽中和反應(yīng)(復(fù)分解反應(yīng))復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)置換反應(yīng)生石灰(CaO)草木灰(K2CO3)熟石灰[Ca(OH)2]一般不選用金屬單質(zhì)及除了生石灰之外的金屬氧化物改良酸性土壤。改良酸性土壤調(diào)節(jié)農(nóng)田土壤樣品浸出液的pH。實驗?zāi)康某吻迨宜?、土壤樣品浸出液、小燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、pH

計。實驗用品取50mL土壤樣品浸出液于小燒杯中，向其中逐滴滴加澄清石灰水，邊加邊攪拌，并用pH計測定溶液的pH。當(dāng)溶液pH=7時停止滴加。實驗步驟想想做做根據(jù)所學(xué)知識調(diào)節(jié)麥田土壤樣品浸出液的pH。

資料卡片其他改良酸性土壤的方法改良堿性土壤酸堿某些非金屬氧化物某些鹽中和反應(yīng)(復(fù)分解反應(yīng))復(fù)分解反應(yīng)醋酸、檸檬酸等硫酸鋁、硫酸銨或硝酸銨等一般不選用能與堿反應(yīng)的非金屬氧化物改良堿性土壤。如：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O，反應(yīng)后溶液仍呈堿性。

資料卡片其他改良堿性土壤的方法1．選擇1種家鄉(xiāng)典型農(nóng)作物或家庭綠植，查閱資料獲取其生長的最適pH范圍，結(jié)合生長狀況判斷土壤的酸堿性，并設(shè)計實驗方案驗證自己的判斷。2．若土壤呈酸性或堿性，初步制訂改良方案，并與老師或同學(xué)交流。1．展示培養(yǎng)的小麥，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制折線圖并得出結(jié)論，交流對植物生長與土壤酸堿性關(guān)系的認識。2．撰寫活動報告，并相互交流對本次實踐活動的體會。1．同學(xué)們在完成“探究土壤酸堿性對植物生長的影響”實踐活動中發(fā)現(xiàn)，繡球花顏色在堿性土壤中變紅，酸性土壤中變藍。測得下列幾種土壤的pH，若要獲得紅色的繡球花，可以選取的土壤是()A．pH＝4.5的土壤B．pH＝5.6的土壤C．pH＝6.3的土壤D．pH＝7.8的土壤D課堂練習(xí)：2．(2024安徽)茶葉是我省重要的經(jīng)濟作物之一，茶園土壤的酸堿性會對茶葉品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。某興趣小組測定了某地茶園土壤的酸堿性并提出改良方案。查閱資料：茶樹最適宜生長在pH為5.0～5.5的土壤中?！救蝿?wù)一】測定土壤酸堿性(1)將土壤樣品與蒸餾水按1∶5的質(zhì)量比在燒杯中混合，充分攪拌后靜置，測得上層清液的pH為4。用pH試紙測定該溶液pH的操作是：在玻璃片上放一小片pH試紙，_________________________________________________________________________。【任務(wù)二】調(diào)查土壤呈酸性的原因(2)經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，長期過量施用一些氮肥是土壤呈酸性的原因之一。請寫出一種氮肥的化學(xué)式_____________________。用玻璃棒蘸取上層清液滴到pH試紙上，再與標準比色卡比較，讀出該溶液的pH(NH4)2SO4(合理即可)【任務(wù)三】改良土壤酸堿性(3)牛牛同學(xué)認為將適量熟石灰加入土壤，可中和其酸性。寫出熟石灰與酸(以硫酸為例)反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。(4)農(nóng)業(yè)上常用白云石粉改