为什么很少有植物生长在沙漠里?DFRobot科学实验室第二季EP06

DFRobot科学实验室第二季

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为什么沙漠里很少有植物生长?

简介

标准

总会在

5-LS1-1阐述和证明植物主要从空气和水中获取营养。

科学- 3-5年级

概述

本节课主要围绕“为什么很少有植物生长在沙漠中”这个问题，引导学生了解沙子和土壤的区别。旨在通过实验帮助学生探索沙子和土壤蓄水能力的差异，理解土壤中的水分是通过毛细作用储存在土壤孔隙中的。

材料

玩和学习玻色子科学设计工具包://www.bctzj.com/product-2176.html

参与

我们对沙漠的一般印象是，它们是巨大的沙海，堆积成沙丘，总是非常贫瘠，植物稀少。但在陆地上的大部分平原地区，有大片的草原、耕地和森林，孕育着各种各样的植物。你有没有想过为什么沙漠里的植物那么少?

我们知道，植物没有水就不能生长，而沙漠往往全年干旱。那么，沙漠中植物如此稀少是因为缺水吗?让我们做一个大胆的假设:如果沙漠中有足够的降水，沙子能孕育生命吗?沙子能像土壤一样保持水分吗?猜一猜!

探索

实验分为两部分。第一部分是观察沙粒和土粒。在第二部分中，我们将比较沙子和土壤蓄水能力的差异。

第一部分观察:沙子和土壤的区别是什么

我们用放大镜观察沙粒和土壤颗粒，比较颗粒大小和均匀性，并将结果记录在下表中。

材料

一步

活动的结论

可参考的结果如下:

通过以上观察可以发现，沙粒较大且大小均匀，而土壤颗粒大小不一，且大小不均匀。

猜想

如果给沙子和土壤等量的水，哪一种更容易保持水分?猜一下!

第二部分实验探索:沙子和土壤哪个更能保持水分?

为了研究沙子和土壤的蓄水能力，我们可以向沙子和土壤中加入等量的水。然后利用玻色子土壤水分传感器观测砂土水分变化。我们用数据来验证谁的储水能力更好。可参考的实验表如下。

材料

准备以下玻色子模块和其他材料。

活动步骤

1.让我们一起搭建一个实验电路来检测土壤水分值。

2.电路连接完成后，设置沙土两个实验组。实验过程如下。

活动的结论

参考数据如下:

通过观察上表，我们可以发现，得到的数据不方便我们直接看到土壤水分和沙子水分随时间的变化。我们该怎么办?

实验中直接测量的数据一般称为原始数据。为了获得我们想要的信息，往往需要对原始信息进行处理。例如，在这个实验中，我们想要看到土壤湿度随着时间的变化，所以我们可以减去两个时刻的原始数据，得到一段时间内的变化。如下表所示。

结果表明:“+”表示增加，“-”表示减少。

由上表可知，在加入等量水后的10分钟内，沙子水分增加了552，土壤水分增加了561，两者比较接近。此后每隔10分钟，沙子的水分值就会比土壤的水分值下降得更多。特别是在12小时后，沙子的湿度下降了114，而土壤的湿度只下降了6。这表明，沙子中的水分流失速度比土壤中的快。

因此，我们可以得出结论:沙子的贮水能力较弱，土壤的贮水能力较强。

沙子不能保持水分，因此它不能为植物提供水。即使在沙漠里下大雨，雨水也会很快从沙子上跑掉，植物仍然很难生存。

科学背景

在实验中，我们首先观察了沙子和土壤的粒径，然后探索了沙子和土壤的蓄水能力。为什么土壤能保持更多的水分?这和它们的颗粒大小有关吗?我们如何区分沙子和土壤?让我们一起学习!

土壤是如何保持水分的?

在第一部分中，我们可以通过放大镜看到土壤颗粒的大小是不均匀的。正因为如此，这些土壤颗粒堆积在一起，在土壤颗粒之间留下不同大小的孔隙。土壤中的大部分水分都储存在这些孔隙中。这种现象被称为毛细作用。毛细作用使水克服重力，粘附在小孔隙上。

如果下大雨，土壤的毛孔里已经充满了水，多余的水就会从地表排走，形成溪流，流入低洼的湖泊、池塘和沟渠。如果持续干旱，土壤孔隙中没有水分，土壤就会变得干燥、龟裂、结块。

为什么沙子不能保持水分?

在第一部分中，我们可以通过放大镜看到沙粒大而均匀。正因为如此，沙粒之间的孔隙也比较大，产生的毛细作用较弱。在重力作用下，水会穿过沙子。这就是为什么沙子不能保持水分。

学习土壤和沙子

土壤是矿物质、水、空气、有机物和无数生物的复杂混合物。土壤颗粒大小不一。一些科学家根据土壤颗粒的直径将其分为三种:粘土、粉砂和沙子。所以沙子实际上是一种土壤!

根据土壤中粘土、粉土和砂土的比例，可将土壤分为粘土土、壤土和砂土。

粘土孔隙小，毛细性强，因此具有很强的储水能力。沙质土壤孔隙大，毛细作用弱，蓄水能力弱。壤土的贮水能力介于粘土和砂粒之间，弱于粘土，强于砂粒。

结论

在这个节目中，我们从“为什么沙漠中植物很少”开始，通过观察和实验探索，了解了沙子和土壤蓄水能力的差异。

项目即将结束，请拆除线缆，并将所有玻色子模块放回套件中。

扩展

1.沙漠植物的根系有什么特点?为什么呢?

2.沙漠里的气候怎么样?这会影响沙子的储水吗?

3.为什么土地会变成沙漠?我们如何预防荒漠化?