关键概念
土壤
水
湿度
颜色
介绍
你有没有试过踏上看起来干燥的地面，结果却发现自己深陷泥潭，直到脚踝？哎呀！当你在潮湿的土壤中行走时，这可能是一次非常糟糕的体验。如何在踩上去之前判断土壤是湿的还是干的呢？在这个科学活动中，你将调查土壤的颜色是否可以帮助你判断它的干湿程度。
背景知识
土壤样品中水分的含量称为湿度含量。湿度非常重要，其含量需要保持仔细的平衡——既不能太干也不能太湿——生物才能茁壮成长。具体来说，土壤的湿度含量需要与栖息地中植物、动物和其他生物的需求相匹配。有些生物，如蕨类植物和蝾螈，需要大量水分。另一些生物，如仙人掌和一些蛇，则适应了沙漠栖息地，需要极少的水。通常，湿度均匀平衡的土壤是植物和小型穴居动物的乐园。
湿度条件也会在很多方面影响土壤结构。太湿或排水不畅的土壤可能会遭受侵蚀。太干的土壤会变得坚硬和板结。此外，不同类型的土壤对湿度的反应也不同。沙质土壤会迅速排水，而粘土则会阻止排水并变得湿漉漉的。
材料
一杯干燥的土壤（在获得许可后从你的后院或其他户外场所，或从苗圃或园艺中心收集。如果土壤是湿的，按照“准备”部分给出的步骤，使用烤箱、一个小烤盘和一个烤盘将其干燥。）
七个相同的杯子或玻璃杯
书桌、台面或桌子
量匙
水
一张纸
准备
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如果你的土壤不是完全干燥的，你将需要去除水分。在成人的帮助下，将土壤倒入一个小烤盘中，将其放在烤盘上，然后将烤盘（连同烤盘）放入烤箱中，以低温（华氏200度）烘烤两到三个小时。这将蒸发土壤中的水分。当土壤干燥后，小心地从烤箱中取出烤盘和烤盘，并让土壤完全冷却。
将两汤匙土壤放入七个杯子或玻璃杯中的每一个。
步骤
将杯子在书桌、台面或桌子上排成一排。
在最左边的杯子里，不要加任何水。在右边相邻的杯子里，向土壤中加入半茶匙水。在右边再相邻的杯子里，加入一茶匙水。在右边再相邻的杯子里，加入一茶匙半的水。继续向右移动，每次增加半茶匙的加水量；你最终应该在最右边的杯子里加入三茶匙的水。随着加水量的增加，每个杯子里的土壤看起来怎么样？
现在将每个含水杯子中的水与土壤混合。当你混合水时，不同的杯子看起来怎么样？
将所有混合好的杯子放在一张白纸上。（将它们放在纯白色背景上将有助于你比较每个杯子中土壤的颜色。）垂直向下看每个杯子中的土壤。哪种土壤最浅？哪种最深？你看到你加了多少水与土壤的深浅之间有关系吗？
现在取一汤匙的每种土壤样品——从干燥的土壤开始，一直到含水量最多的土壤——并将样品放在纸张的干净区域。用手指感受土壤。每种感觉如何？你期望每种土壤有什么样的质地？
你认为你可以使用你的结果来确定其他土壤样品的湿度水平吗？
拓展： 你可以尝试量化这项活动的成果，方法是拍摄所有杯子中潮湿土壤的照片，以灰度打印出来，并将其与灰度色阶条（标有不同黑色或白色百分比的色阶条）进行比较。当你量化你的结果时，土壤样品之间的差异有多大？有些比其他的更深或更浅吗？
拓展： 在这项科学活动中，你只测试了一种类型的土壤。尝试从你的院子或其他地点（在获得许可的情况下）采集不同区域的土壤样本，并在不干燥的情况下，将这些新样本与彼此以及原始系列杯子中的土壤进行比较。你可以使用你的原始土壤系列来估计你院子不同地方的土壤湿度含量吗？
拓展： 尝试估计同一地点但在不同日期的土壤湿度。土壤湿度会随天气变化吗，例如炎热的日子与凉爽的日子，阴天与晴天相比？湿度每天变化多少？
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观察与结果
你有没有看到随着你向土壤中加水，土壤变得更暗了？
土壤颜色会因所用类型而异，但一般来说，干燥的土壤在加水后颜色会变深。干燥土壤的颜色取决于构成它的微小颗粒——特别是它所含的矿物质和蛋白质（有机物）。当向土壤中加水时，它可以取代土壤中天然存在的氧气，使土壤颜色变深。这意味着较湿润的土壤比干燥的土壤含氧量更少。当加入足够的水时，土壤会变得饱和，水会开始在其顶部形成一层。你可能已经在加水最多的杯子中看到了这种情况。如前所述，不同的生物需要不同湿度含量的土壤。如果土壤太干燥，需要更多水分的植物、动物和微生物将无法在其中生存，土壤也可能变得坚硬和板结。然而，如果土壤太湿，它也不会含有足够的氧气供某些生物在其中生存。
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