關鍵概念
土壤
水
溼度
顏色
介紹
你有沒有試過踏上看起來乾燥的地面，結果卻發現自己深陷泥潭，直到腳踝？哎呀！當你在潮溼的土壤中行走時，這可能是一次非常糟糕的體驗。如何在踩上去之前判斷土壤是溼的還是乾的呢？在這個科學活動中，你將調查土壤的顏色是否可以幫助你判斷它的乾溼程度。
背景知識
土壤樣品中水分的含量稱為溼度含量。溼度非常重要，其含量需要保持仔細的平衡——既不能太乾也不能太溼——生物才能茁壯成長。具體來說，土壤的溼度含量需要與棲息地中植物、動物和其他生物的需求相匹配。有些生物，如蕨類植物和蠑螈，需要大量水分。另一些生物，如仙人掌和一些蛇，則適應了沙漠棲息地，需要極少的水。通常，溼度均勻平衡的土壤是植物和小型穴居動物的樂園。
溼度條件也會在很多方面影響土壤結構。太溼或排水不暢的土壤可能會遭受侵蝕。太乾的土壤會變得堅硬和板結。此外，不同型別的土壤對溼度的反應也不同。沙質土壤會迅速排水，而粘土則會阻止排水並變得溼漉漉的。
材料
一杯乾燥的土壤（在獲得許可後從你的後院或其他戶外場所，或從苗圃或園藝中心收集。如果土壤是溼的，按照“準備”部分給出的步驟，使用烤箱、一個小烤盤和一個烤盤將其乾燥。）
七個相同的杯子或玻璃杯
書桌、檯面或桌子
量匙
水
一張紙
準備
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如果你的土壤不是完全乾燥的，你將需要去除水分。在成人的幫助下，將土壤倒入一個小烤盤中，將其放在烤盤上，然後將烤盤（連同烤盤）放入烤箱中，以低溫（華氏200度）烘烤兩到三個小時。這將蒸發土壤中的水分。當土壤乾燥後，小心地從烤箱中取出烤盤和烤盤，並讓土壤完全冷卻。
將兩湯匙土壤放入七個杯子或玻璃杯中的每一個。
步驟
將杯子在書桌、檯面或桌子上排成一排。
在最左邊的杯子裡，不要加任何水。在右邊相鄰的杯子裡，向土壤中加入半茶匙水。在右邊再相鄰的杯子裡，加入一茶匙水。在右邊再相鄰的杯子裡，加入一茶匙半的水。繼續向右移動，每次增加半茶匙的加水量；你最終應該在最右邊的杯子里加入三茶匙的水。隨著加水量的增加，每個杯子裡的土壤看起來怎麼樣？
現在將每個含水杯子中的水與土壤混合。當你混合水時，不同的杯子看起來怎麼樣？
將所有混合好的杯子放在一張白紙上。（將它們放在純白色背景上將有助於你比較每個杯子中土壤的顏色。）垂直向下看每個杯子中的土壤。哪種土壤最淺？哪種最深？你看到你加了多少水與土壤的深淺之間有關係嗎？
現在取一湯匙的每種土壤樣品——從乾燥的土壤開始，一直到含水量最多的土壤——並將樣品放在紙張的乾淨區域。用手指感受土壤。每種感覺如何？你期望每種土壤有什麼樣的質地？
你認為你可以使用你的結果來確定其他土壤樣品的溼度水平嗎？
拓展： 你可以嘗試量化這項活動的成果，方法是拍攝所有杯子中潮溼土壤的照片，以灰度打印出來，並將其與灰度色階條（標有不同黑色或白色百分比的色階條）進行比較。當你量化你的結果時，土壤樣品之間的差異有多大？有些比其他的更深或更淺嗎？
拓展： 在這項科學活動中，你只測試了一種型別的土壤。嘗試從你的院子或其他地點（在獲得許可的情況下）採集不同區域的土壤樣本，並在不幹燥的情況下，將這些新樣本與彼此以及原始系列杯子中的土壤進行比較。你可以使用你的原始土壤系列來估計你院子不同地方的土壤溼度含量嗎？
拓展： 嘗試估計同一地點但在不同日期的土壤溼度。土壤溼度會隨天氣變化嗎，例如炎熱的日子與涼爽的日子，陰天與晴天相比？溼度每天變化多少？
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觀察與結果
你有沒有看到隨著你向土壤中加水，土壤變得更暗了？
土壤顏色會因所用型別而異，但一般來說，乾燥的土壤在加水後顏色會變深。乾燥土壤的顏色取決於構成它的微小顆粒——特別是它所含的礦物質和蛋白質（有機物）。當向土壤中加水時，它可以取代土壤中天然存在的氧氣，使土壤顏色變深。這意味著較溼潤的土壤比干燥的土壤含氧量更少。當加入足夠的水時，土壤會變得飽和，水會開始在其頂部形成一層。你可能已經在加水最多的杯子中看到了這種情況。如前所述，不同的生物需要不同溼度含量的土壤。如果土壤太乾燥，需要更多水分的植物、動物和微生物將無法在其中生存，土壤也可能變得堅硬和板結。然而，如果土壤太溼，它也不會含有足夠的氧氣供某些生物在其中生存。
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本活動由科學夥伴合作推出