1、泥中有沙，沙中有泥 -土壤的探討摘要：採集不同地方的土壤，用放大鏡仔細觀察泥沙，看一看顏色，聞一聞味道，並用手摸摸看，充分的去認識泥沙，記錄後做成標本。稱各種泥沙分別加在裝水的量筒裡靜置三天後，觀察沉澱情形，再倒進裝了水的透明塑膠量筒中，觀察泥沙在水中沉澱的情形。將泥沙用研缽研碎，倒進濾紙上面，加水觀察比較各種泥沙的滲水性有甚麼不同？把各種泥沙加水混合後，分別塑成圓柱狀，放在通風處陰乾，然後比較各種加水後的泥沙固結的情形。最後探討不同的土壤有什麼功用？壹、研究動機：最近學校在新建教學大樓，校園裡有一堆沙山。藝術與人文課時，老師把我們帶到沙山去玩，老師要我們用沙子塑造各種不同的模型，我隨手抓起一
2、把沙子，想做一個雪人，可是怎麼做都做不成，我看旁邊的同學拼命的往沙堆裡挖，原來他在找潮濕的沙子，他做了一個大沙球。我忽然想起以前自然與生活科技上過大家來種菜的單元，有討論土壤的問題，就問老師，如果用泥土來塑造模型，是否會更方便更堅固？老師鼓勵我們自己去研究泥和沙的特性。下面就是我們的研究結果。貳、研究目的：一、採集不同地方的土壤，觀察泥沙的顏色、形狀、味道、顆粒大小。二、觀察泥沙在水中沉澱的情形。三、比較各種泥沙的滲水性有甚麼不同？四、比較各種加水後的泥沙固結的情形。五、探討土壤有什麼功用？參、研究設備和器材：水桶、小鏟子、噴水壺、塑膠盒、塑膠袋、標籤、記錄本、筆、研缽、放大鏡、紗布、量筒、燒
3、杯、磅秤、透明塑膠量筒、漏斗、濾紙、圓柱體空罐、砝嗎、等。肆、研究過程： 研究一：採集不同地方的土壤，觀察泥沙的顏色、顆粒大小、味道、 ，記錄後做成標本。1.器材：塑膠盒、塑膠袋、圓揪、小鏟子、標籤、記錄本及筆、研缽、放大鏡、紗布、量筒。2.方法：(1)利用假日到海邊、湖邊、山上田野等地採集泥沙，分別用塑膠袋裝回學校，經晒乾、磨碎，且觀察後各取 50 克裝入塑膠袋製成標本，貼上標籤。 (2)用放大鏡仔細觀察泥沙，看一看顏色，聞一聞味道，並用手摸摸看，充分的去認識泥沙，分別記錄如下表：編號 1 2 3 4 5種類 粉砂 海砂 花圃土 紅土 田土顏色 淺灰色 淡黃色 淡棕色 紅褐色 土黃色顆粒 細
4、細粉粉 粗粗硬硬 細細硬硬 粗粗硬硬 細細軟軟我們發現：1.土壤有淡灰色、淡黃色、土黃色、紅褐色、深棕色及白色、黑色等各種顏色。2.各種土壤因性質不同，摸起來感覺也不一樣，有的黏濕，有的乾鬆，且聞起來有也有不同的味道。(3)利用紗布製成篩網，將各種泥沙（各 200 克）分別篩過，然後將篩過的泥沙倒入量筒（容量 100cc）中，觀察其透過篩網沙量的多少，比較泥沙顆粒的大小。3.結果：種類1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (單位：公分)粉砂海砂花圃土紅土量筒高度田土我們發現：(1)粉砂在量筒內其高度最高，顆粒小透過篩網的沙最多。(
5、2)海砂在量桶內其高度最低，顆粒大透過篩網的沙最少。(3)不同地方的泥沙顆粒，會有不同的大小。研究二：觀察各種泥沙在水中沉澱的情形。1.器材：各種泥沙各 500 克、磅稱、燒杯（1000cc） 、透明塑膠量筒（1000cc）五個、尺。2.方法：(1)稱各種泥沙 500 克分別在燒杯裡。(2)再倒進裝了 500cc 水量的透明塑膠量筒中。(3)靜置三天後，觀察沉澱情形。(4)等各種泥沙沉澱後，用尺測量粗沙、細沙、土各是多少公釐。3.結果：種類 粗沙 細沙 土 合計粉砂 25 65 30 120海砂 75 30 5 110花圃土 55 45 23 123紅土 60 40 18 118田土 40 5
6、0 25 115(單位：公釐)4.我們發現：(1)顆粒大的約 5 秒（水柱 150 公釐）沉澱到水底，細沙約 30 秒才沉澱，最細的粉土則懸浮在水中需二天後才沉澱完全。項 目(2)海砂沉澱最快，並且它的粗沙最多，土最少。(3)與水混合的泥沙其各個成分的沉澱速度，最快的是顆粒較大的沙，其次是顆粒很小的粉土。(4)土壤主要由沙粒和黏土組成的，沙粒比較粗，黏土則非常細小。研究三：比較各種泥沙的滲水性有什麼不同？1.器材：各種泥沙、水、漏斗 5 個、濾紙、研缽。2.方法：(1)將濾紙放在漏斗上。(2)泥沙用研缽研碎，倒進濾紙上面，壓緊（約 30 克）使稍凹進去。(3)慢慢倒進水 300cc，先讓泥砂溼
7、透，再全部倒進去。(4)觀察每 20 分鐘，哪一杯滴水最快？3.結果：滴水量 粉砂 海砂 花圃土 紅土 田土20 分 52 120 80 108 6340 分 107 236 178 218 13560 分 228 249 242 246 241次序 5 1 3 2 4（單位：立方公分）4.我們發現：(1)滲水快慢依序是海砂、紅土、花圃土、田土、粉砂，這是因為海砂顆粒較 大，孔隙較大，滲水較快，而粉砂因含黏土較多顆粒較小，滲水較慢。(2)泥沙含量的多寡是影響泥沙滲水性的重要因素，水要滲透黏土要花很長的 時間。(3)操場上下雨後會積水的地方，泥沙的顆粒較細、較硬；不積水的地方，泥 沙的顆粒較粗或
8、較鬆。種類時間研究四：比較各種加水後的泥沙固結的情形。1.器材：各種泥沙、圓柱體空罐、十克、二十克、五十克砝碼等。2.方法：(1)把各種泥沙加水混合後，分別塑成圓柱狀，放在通風處陰乾三天及一週。(2)然後用十克、二十克、五十克砝碼，同樣高度擲擲看。3.結果：粉砂 海砂 花圃土 紅土 田土天數三天一週三天一週三天一週三天一週三天一週十 克 二十克 五十克 (表示好 表示破裂程度)4.我們發現：(1)海砂、紅土比較鬆，沙和沙之間的空隙大，所以砝碼從高處擲下時，不論陰乾天數多少均容易裂開，尤其隨砝碼的重量增加，裂開的程度越嚴重。(2)粉砂、田土顆粒小，黏性大，陰乾後較堅硬，較能承受砝碼的重量，不容易
9、裂開，尤以粉砂堅硬度為最佳。而放置的天數愈多，愈堅固，承受力愈佳，愈不容易破裂。(3)不論何種泥砂，含沙量愈多，黏性愈差，愈不容易固結；而含黏土多的泥沙，其堅硬度較強，固結性好，所挖山洞較不容易倒塌。所以沒有黏土，就做不成立體狀的東西。研究五：探討土壤有什麼功用？種類重量量 1.校園中的土壤可以培育花木、跳高、跳遠、做跑道用。而有許多土壤的功能，是在校園中所看不到的，像造林、築水壩、種植農作物、造花園、運動場等。2.不同地方的土壤因其性質不同各有不同的功用。含沙層厚的土壤不容易保水及保肥，黏土成分太多的不能種作物，農作物最適宜在沙與黏土各半的土壤裡。沙土顆粒硬，不能顆顆相黏，很容易分散，因此不
10、能做成細薄的物品，而黏土跟水混合搓揉後，因黏性很強，可以做成各種形狀的東西。種類 功用黏土 可製造磚、瓦、容器、裝飾品壤土 種植果樹、疏菜沙土 種植花生、甘薯、西瓜河灘的沙 可建築房屋、造橋、鋪路、做沙坑海灘的沙 可養殖文蛤、蚶等海產動物、滅火 (不能做建築用)伍、結論：一、土壤是一層薄且連續的層土，它覆蓋在大地上。土壤含有沙和泥土，以及各種有機物等成分，只是各個含量不同。河流、海邊、山上.等到處都找得到沙泥。二、各地沙泥的顏色不太一樣，有淡灰色、紅褐色、淡黃色、土黃色、深棕色及白色、黑色. 等各種顏色。溼的的泥沙顏色較深，晒乾後顏色較淡。而泥沙顆粒也有大小之別。三、泥沙在水中沉澱的順序和層次
11、與顆粒大小有關，顆粒大的粗沙沉澱快，而顆粒小土質多的沉澱較慢。四、沙質土壤顆粒較大，滲透水份快；黏質土壤顆粒較小，滲透水份慢；而黏土滲透水份更慢。五、乾的泥沙是一粒一粒鬆散的，沒有黏性無法連結，堆高時容易滑落，不能堆成完整的模型。溼的泥沙因為加了水，水會使沙土結合在一起而有連結性，所以可以堆模型，不易倒塌。但溼泥沙塑成的模型，乾燥後，含沙量多的像海砂等仍沒有固結性，硬度差容易擊碎，含黏土多的有固結性，不易擊碎。六、土壤黏性太黏時，不能滲水，粗沙中不含黏土時不能保水，土壤中沙與黏土的成份，需保持適當的比例，來涵養水源，這樣，農作物的收成才會好，農夫就是利用這個道理適宜的將農作物種植在不同性質的土
12、壤裡。七、土壤的功用很大，更是動物的生命支柱。土壤是人類賴以生存的基本資源之一，由古至今，舉凡食衣住行都與土壤有密不可分的關係。沒有土地，人們無法生存。近代雖然科學昌明，但對於土壤的倚賴性，卻是有增無減。土壤除了仍扮演生命所需的必要原料外，更進一步，可以提高現代文明物質的生活，例如廢棄物的處理水份的自然過濾器生質產量的提高高樓大廈的立地所在寬坦道路的修築與水土保持的防災功能等。所以，我們要愛惜土地，好好保護土壤。要正確合理的利用土壤，尤其是如何愛惜和保育土壤，使土壤資源能夠永續的造福人類，更是現代人不可或缺的重要課題。陸、研究心得：泥沙遊戲是我們都喜歡玩的遊戲，在玩泥沙活動中，可運用各種工具以
13、堆、挖、抓、塑等方法，做成河流、隧道、假山及各種形狀的東西，在寬闊的想像與創造空間裡，盡興的玩耍。尤其我們在老師的指導下，探討各種土壤的秘密，進一步研究其特性和用途，更了解土壤和農作物之關係。我們深深覺得：不論現在或未來，泥土與我們都有密不可分的關係。我們決定，等我們學問更好時，一定要繼續去探究土壤，揭開大自然更多的奧秘，獲得更多課本外的知識。柒、參考資料：一、自然與生活科技 課本第六冊 (康軒出版社) 93 年二、自然 課本第十一冊 (國立編譯館) 86 年三、自然 課本第八冊 (國立編譯館) 89 年四、兒童讀物好玩的泥巴（隆發出版社） 。五、科學的實驗第 10 期第 18 頁（光復書局出版） 。六、中華兒童百科全書（台灣書店） 。
