目 錄 一 優質土壤環境之經營管理 二 微生物肥料 ( 叢枝菌根菌 ) 之應用實務 三 土壤分析與植體診斷在作物合理化施肥 何聖賓 1~18 頁 吳繼光 19~34 頁 彭德昌 35~40 頁 之應用 四 花蓮地區問題土壤之肥培管理五 農田土壤水分管理六 花蓮區土壤資訊系統介紹七 入侵紅火蟻之生態與

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2 花蓮區土壤特性及合理化施肥研討會 議 程 主辦單位 : 行政院農業委員會花蓮區農業改良場時間 :93 年 10 月 25 日 ( 星期一 ) 上午 8 時地點 : 花蓮區農業改良場農業推廣訓練中心一樓教室 08:00~08:40 08:40~09:00 報到 貴賓致詞 第一節合理化施肥技術 09:00~10:00 10:00~10:10 優質土壤環境之經營管理台灣大學農業化學系何聖賓教授休息 10:10~11:10 微生物肥料 ( 叢枝菌根菌 ) 之應用實務健康暨管理學院生物科技系吳繼光教授 11:10~12:10 土壤分析與植體診斷在作物合理化施肥之應用花蓮區農業改良場彭德昌助理研究員 12:10~13:10 午餐休息 第二節土壤特性及肥培管理 13:10~14:10 14:10~15:10 15:10~15:20 15:20~16:20 16:20~17:00 17:00~17:30 花蓮地區問題土壤之肥培管理農業試驗所農化組郭鴻裕研究員農田土壤水分管理農業試驗所農化組向為民副研究員休息花蓮區土壤資訊系統介紹花蓮區農業改良場陳吉村副研究員入侵紅火蟻之生態與防治花蓮區農業改良場楊大吉助理研究員綜合討論

3 目 錄 一 優質土壤環境之經營管理 二 微生物肥料 ( 叢枝菌根菌 ) 之應用實務 三 土壤分析與植體診斷在作物合理化施肥 何聖賓 1~18 頁 吳繼光 19~34 頁 彭德昌 35~40 頁 之應用 四 花蓮地區問題土壤之肥培管理五 農田土壤水分管理六 花蓮區土壤資訊系統介紹七 入侵紅火蟻之生態與防治 郭鴻裕 41~63 頁向為民 64~68 頁陳吉村 69~77 頁楊大吉 69~77 頁

4 優質土壤環境之經營管理 何聖賓 國立台灣大學農業化學系 緒言在任何一個生態體系中, 土壤都扮演著五種重要的角色 ( 圖一 ); 第一 土壤藉由提供植物根的生長介質與供應植物所必須的養分來維持植物的生長 ; 土壤的性質常決定了所出現植物的種類與特性, 也間接的決定了賴植物為生之動物的數量與種類 第二 土壤性質是控制水文系統中水的動態的主要因子, 水的損失 水的利用 水的污染 以及水的純化等都受到土壤的影響 第三 土壤扮演著自然界物質再循環系統的重要角色, 在土壤中, 動植物的廢棄物及屍體都會被分解與同化, 他們的基本成分會被下一個生命世代再利用 第四 土壤提供了成千上萬的多樣性的生物的棲息所 第五 土壤在人造的生態體系中扮演著相當重要的工程介質的角色, 土壤不僅可作為建材, 也是幾乎所有我們所建造的道路 機場與房舍等的基礎 植物生長的介質 土壤生物的棲息所 工程介質與建物基礎 土壤 養分與有機廢棄物的再循環系統 水的供應與純化系統 圖一 土壤在生演的功能 土壤的永續利用是永續性農業生產中相當重要的一環, 土壤是否可永續利 用, 端視土壤在生態體系中的功能是否能持續有效的發揮 在以兼顧農業生產與 1

5 環境保護的土壤管理措施中, 尤其應該要注意維護上述前四項土壤功能的完整性, 並有效的利用這些功能 適合作物生長的土壤條件需要土壤深度夠深, 適時充分的水分與養分供應, 良好的排水性與通氣性等, 這些有利於根群發展的土壤條件除了土壤深度外, 都直接或間接的與與土壤有機質有關, 且目前提倡的有機栽培亦與土壤有機質的管理相關, 本文因此首先就土壤有機質的功能 含量變化 土壤有機質的管理以及有機肥料的施用原則做一描述 其次在根群的發育與伸展以及土壤養分的供應上, 土壤酸鹼度佔有極重要的角色, 而在本省耕地中強酸性土壤面積佔有相當大的比例, 尤其是果園土壤, 因此本文接著介紹土壤反應的重要性, 本省土壤酸化的原因, 以及矯正強酸性土壤時施用石灰資材應遵循的原則 與作物生產相關的其他土壤性質則在後面介紹, 最後提出評估土壤健康的方法 土壤有機質之功能土壤有機質是動植物及微生物等之殘體在土壤中經微生物分解後所產生之黑褐色穩定產物, 其組成與構造複雜, 含有各種作物必須營養要素, 具比重小 表面積大 吸水性強, 陽離子交換能力高等特性 1, 可促進土壤團粒構造的生成, 改善土壤排水性 通氣性, 增加土壤保水 保肥能力及對酸鹼與鹽分之緩衝能力, 利於作物耕作管理 此外, 土壤有機質亦為微生物活動之養料, 仍可繼續被土壤微生物分解利用, 最後釋放出各種作物生長所需之營養要素, 故而土壤有機質也是作物營養要素的貯存庫, 而土壤有機質含量一般也被視為土壤肥力高低的指標 ( 特別是氮素供應能力 ) 土壤有機質影響土壤的物理 化學及生物性質而對植物的生長有重要的貢獻, 其功能描述如下 : 一 營養性功能土壤有機質含 N, P, S 及其它要素, 經礦化作用後即可供給植物吸收利用 有機質亦影響其它養分來源之供給 ; 例如游離固氮細菌需碳源及能源 ( 由有機質供給 ), 其固氮量視可利用之有機質量 ( 如醣類 ) 之多寡而定 ; 有機質分解後產生有機酸及其他箝合物, 可箝合鈣 鐵 鋁等離子, 使土壤磷素的有效性增加 ; 在石灰質土壤中, 鐵 錳 銅 鋅之有效性, 亦可由有機酸等箝合物之添加而增大 二 生物性功能土壤有機物深深地影響土壤生物活性 ; 有機物為土壤微生物及微小動物的能 2

6 源 ; 土壤中的細菌 放線菌及真菌的數量隨腐植質之增加而增加 ; 蚯蚓及其他動物視植物殘體回歸土壤之量的多寡而增減其數量 有機質也直接地或間接地影響病源微生物之發生, 例如添加大量有機物, 可使腐生性微生物增殖, 相對地減低寄生性微生物 ( 病源性微生物多為寄生性 ) 之數量 ; 由有機物而來之土壤生物活性物質, 如抗生素及酚酸類等可增加某些植物對病源性微生物之抗性 三 物理性功能土壤有機質能促進良好土壤構造之生成, 使土壤耕性 通氣性及保水性增加 腐植質增加土壤對沖蝕的抵抗力 四 其他的功能土壤有機物亦直接影響植物生理 ; 部份酚酸物質具有植物致毒性質, 土壤病害通常歸因於土壤有機毒物之累積 ( 通常在新鮮有機物分解初期產生 ); 有機質亦含有植物生長激素, 如 Auxins 等 腐植質對土壤的緩衝能力及楊離子交換容量有極重要的貢獻 ; 有機質可吸附有機農藥, 影響其對植物的表現, 其在土壤中的淋失 揮散 分解等 土壤有機質的功能雖深多, 然而有機質的各種功能的表現, 會依不同土壤而異, 同時亦受到環境條件如氣候 作物栽培歷史等之影響 本省土壤的有機質含量土壤中的有機質含量變異甚大, 受氣候 自然植生 質地與排水 耕種與耕作方式以及輪作與施肥等的影響 台灣氣候高溫多雨, 土壤微生物活動力強, 可迅速分解土壤中的有機物, 因此一般耕地土壤之有機質含量偏低, 林氏在民國 67 至 70 年間進行本省土壤肥力能限分類調查結果指出在 5,727 個樣品中有 44.8% 其土壤有機質含量在 2% 以下 ; 另張氏在民國 80 年間調查全省 128 個柑橘園中有 64% 其土壤有機質含量在 2% 以下, 作物生產普遍仰賴施肥 土壤有機質之管理土壤生產作物的潛能直接與土壤有機質及氮含量有關 ; 但土壤有機質及氮含量在耕地土壤中不易維持, 因此有機質之添加及維持為土壤管理的重要課題 一般可利用下列方法來維持或增加土壤有機質含量 ; 一 添加有機物料於耕地土壤中 包括施用黑麥 蕎麥 燕麥 紫雲英 豌豆 3

7 大豆 田菁等綠肥, 通常在綠肥作物生長旺盛時期 未成熟前, 全部翻犁入土壤中 ; 施用廄肥 堆肥及非農場有機廢棄物 ( 如污泥 ); 此外保留作物斷株 再生草及殘根於土壤中, 亦是可行 二 適當的施用石灰及肥料, 使作物增產 最大產量通常意味著有更多的植物殘體會回歸土壤, 有更多的根會殘留於土壤中 三 採用輪作制度 由於草皮草類作物的根系大且不易分解, 碳 / 氮比大, 氮的需要量少, 可促使土壤有機質的累積, 因此草生栽培在果園管理措施中相當普遍 此外豆科作物可固氮, 增加土壤中的氮含量, 與豆科作物輪作, 亦可促使土壤有機質的累積 適當的輪作制度可維持土壤有機質在較高的含量 四 考慮維持土壤有機質的經濟效益 土壤有機質不僅不易維持, 且價格昂貴, 因此需要做經濟上的考量, 亦即在作物收益與維持土壤有機質的投資間, 求取平衡 ; 如果經濟上可行, 應將土壤有機質盡量維持在高含量 土壤有機質的積聚或減少取決於單位時間內有機物之投入量與分解量, 投入速率須大於分解速率, 土壤有機質含量才能增加 每公頃 15 公分厚之土壤每含 1% 有機質即約 20 噸, 因此欲在單位時間內增加土壤有機質含量 1%, 則每公頃須施入有機物之分解量再加 20 噸之該有機物 如此大量之有機物其取得與施用均增加作物生產成本, 因此在有機物施用上即須考慮其經濟效益 此外 如果以增加土壤有機質來改良土壤性質為目的, 則須選用纖維質及木質素含量較高的有機物, 因其較不易分解, 利於土壤有機質的增加 ; 相反的 如果施用易分解且碳氮比低的綠肥或油粕類, 因其分解迅速, 並無法增加土壤有機質 至於對作物的生產而言, 究竟什麼才是適當的土壤有機質含量範圍, 則須由研究土壤有機質含量與作物產量與品質之關係來獲得, 可能因土壤條件及栽培管理方法等而有所不同, 還尚待研究 近年來由於化學肥料之方便與普及, 再加上有機肥料之施用及搬運費工且市售價格高昂等因素, 除蔬菜 花卉 果作等高經濟作物外, 其他佔栽培面積最大宗之糧食作物幾乎無施用有機質肥料之誘因 然而為培育上壤永續生產力, 即須研究如何以最經濟的方法來維持或增加上壤有機質含量至一個適當的範圍 有機肥料或有機廢棄物施用原則 臺灣地區每年所產生之農業有機廢棄物數量非常龐大, 估計有猪糞 431 萬公 4

8 噸, 雞糞 404 萬公噸, 牛糞 166 萬公噸, 稻草 260 萬公噸, 穀殼 40 萬公噸, 果菜廢棄物 70 萬公噸, 蔗葉 210 萬公噸, 蔗渣 417 萬公噸, 廢棄太空包 5 萬公噸, 花生殼 6 萬噸, 魚渣 25 萬噸, 另進口油粕類 24 萬噸 這些為數可觀的有機廢棄物如果任意棄置, 不僅污染環境, 亦是一種資源浪費, 如能將這些生質能源及其所含的植物養分循環利用, 回歸到上壤, 不僅可改善上壤性質, 提高土壤生產力, 亦可協助解決廢棄物污染問題 估計如果將每年所產生的農牧廢棄物做成堆肥則可生產 593 萬噸, 以堆肥製作過程乾物重約損失一半, 製成之堆肥含水率為 30% 估算而得 ), 如果平均分配於 874,535 公頃耕地面積, 則每公頃約施用 6.8 噸 又據農委會統計臺灣地區民國八十三年農用化學肥料之三要素總量分別為氮素 26.3 萬噸 磷酐 7.4 萬噸 氧化鉀 l0.5 萬噸, 平均每公頃耕地之三要素施肥量高達 515 公斤 ; 另估計含當年所飼養之牛 猪 雞排泄物所含三要素量分別為化肥要素施用總量之 58% 233% 110%; 則除氮素外, 禽畜糞尿所含之要素量除氮外, 已可全部取代化學肥料, 因此其對環境所造成之負荷可想而知, 亟須妥善處理, 回歸農田, 以取代部分化學肥料之施用 而農牧有機廢棄物之處理及利用技術均需加強研究 有機物用於作物生產時有幾個問題必須考慮, 首先是有機物的合理施用量問題 無論從投資報酬率 作物品質 或環境維護之觀點來考慮, 有機物的適當施用量並非毫無限制 如前述, 有機物的施用增加施肥成本, 其所能增加的收益最少須能收支相抵 ; 又有機物經礦化產生的氮量如超過作物生長所需, 即影響作物產量和品質 ; 有報告指出每公頃施用 100 噸猪糞堆肥, 即造成硝酸態氮污染地下水 ; 且有機物含有相當量的磷, 可隨表面逕流污染河川水源 ; 此外又禽畜糞 污泥或垃圾堆肥等有機物均可能含有相當量的重金屬, 長期大量施用即可能造成土壤中重金屬累積而為害作物或經由食物鏈之濃縮作用為害人體, 因此有機資材的利用必須分別從土壤改良 養分供應 環境維護及有機廢棄物處理等方面考慮其合理施用量 第二個要考慮的問題為有機物如果以供應作物養分為目的, 則需考慮其養分釋放曲線如何配合作物生長所需? 又某一有機資材之三要素比例不一定適合特定作物要素需求或特定上壤之肥方狀況, 如果長期大量施用, 即可能造成土壤中養分不平衡而影響作物產量和品質, 因此為求達成作物增產的目標, 即需研究如何調配有機資材之配方, 或研究如何配合化學肥料施用, 以適合作物生長所需 5

9 有機物可直接施入土壤 或做成堆肥再施用 或製成栽培介質等 直接施用雖可省去堆肥化處理之繁瑣與製作成本, 然而作殘株等可能含有病生害及雜草種子等, 未經處理即直接施用有可能為害作物, 又禽畜糞等則可能傳播疾病或產生異味而影響環境衛生 此外新鮮有機物如果大量直接施入土壤中, 則其分解過程所產生的有機酸等有毒物質, 可能為害作物, 而碳氮比高之有機物則更可能固定土壤中的氮素造成作物缺氮, 因此新鮮有機物有時須於作物種植前一個月或更早拖入上中, 並保持適當水分狀態, 使其充分分解, 若施用碳氮比高的資材則須在基肥時增施氮肥 堆肥製作方法係調整有機資材之整碳氮比至 30, 水分含量調整至 60%, 堆積至一定高度使發酵一段時間, 並經通氣或翻堆補充氧氣, 即可將易分解 不穩定之物質分解或改變, 製成腐熟堆肥, 在堆積過程溫度可達 60 C 以上具殺菌效果, 因此一般腐熟堆肥即使大量使用亦不致為害作物 惟堆肥製作需要場地 設備或能源, 均增加施用成本 有機肥料或有機廢棄物施其施用的一般原則如下 : 一 經濟合理的施用 施用在氮與磷供應能力差的農田中, 有機肥料中的養分具有最高的效應, 其造成環境的危害也最小 二 施用量通常係依其所含有效性氮含量 ( 在一個作物期間可礦化釋出的氮量 ) 來評估 ; 施用有機肥料時須隨時留意其它要素 ( 如磷 鉀 ) 的可能過量 三 有機肥料中的氮大部份為有機態氮, 須經土壤微生物分解 ( 礦化 ) 始能被作物利用 ; 有機肥料之種類不同 腐熟程度不同 批號不同, 其礦化率常有甚大的差異 施用時必須個別評估, 不可一概而論 四 連年施用有機肥料時, 除了當作所施有機肥料之可礦化氮量外, 亦要評估土壤中既有有機質之可礦化氮量, 而逐年減少其施用量 五 有機肥料的養分與水分含量因處理 存放方式不同, 隨其種類 批號等常有甚大差異, 施用前應分析代表性樣本的成分 六 注意有機肥料中重金屬的含量 酸鹼度及未經腐熟的有機物可能對作物的傷害 七 施用碳氮比高的有機肥料, 則化學肥料的施用量須酌增 三 土壤 ph 值影響環境品質 6

10 Fungi B t i d Nitrates Potassiu m Aluminu Iron Phosphate Calciu m Magnesiu m Sulfu r Manganes e Molybdenu Zinc Copper Boron Soil ph 圖二 礦物質土壤 ph 與相對的微生物活性及養分有效性之關係 帶愈寬表示相 對的微生物活性或養分有效性愈大 7

11 圖三 各種作物適宜的土壤酸鹼度 (ph) 範圍 8

12 土壤酸化的原因一 自然的變化岩石與礦物的風化釋出 Ca2+,Mg2+ 等鹽基陽離子, 有機質的分解則產生 H+ 離子, 並將鋁自礦物表面溶出 [C2H4ONS] + 5O2 + H2O H2CO3 + RCOOH + H2SO4 + HNO3 ---(1) 有機質 碳酸強有機酸 強無機酸 在雨量少的乾旱地區, 鹽基陽離子的淋溶較少, 其量足以與氫離子及鋁離子競爭土壤膠體上的交換位置, 土壤的鹽基飽和度較高, 土壤 ph 值通常在 7 或 7 以上 在較溼潤地區, 淋溶作用使上層土壤的鹽基陽離子流失, 土壤膠體上的交換位置被氫離子及鋁離子所佔, 土壤鹽基飽和度降低,pH 值因此較低 ; 雨量愈多, 土壤酸度即愈高 在溼潤地區, 土壤的酸化乃是長期的自然現象 二 人為的變化由於人口的遽增及普遍工業化的結果, 人類的活動對土壤的 ph 值造成若干衝擊, 例舉數端如下 ; ( 一 ) 化學肥料的使用 ; 銨態肥料如 (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4 等的大量施用, 加速了土壤的酸化 (NH4)2SO4 + 4O2 2HNO3 + H2SO4 + 2H2O ---(2) ( 二 ) 整地操作 ; 在不整地 (no-tillage) 系統中, 有機殘體的分解集中在表土, 氮肥的施用亦主要施用在表土, 表土的酸化即甚為明顯 ( 三 ) 大氣酸降 ; 燃燒石化燃料所產生的含氮與含硫氣體, 與大氣中的水及其他物質反應生成 HNO3 與 H2SO4, 並隨著雨水回降到地面, 即是酸雨 正常的雨水如與大氣中的二氧化碳 ( 含量約為 0.035%) 平衡, 其 ph 值約在 5.0~6.0 之間 (5.6), 酸雨的 ph 值常在 4.0~4.5 之間 由於土壤具有緩衝能力, 酸雨對土壤 ph 值的影響, 不易觀察到, 但其長期的累積效應, 尤其是對緩衝能力較低的土壤的影響, 則值得留意 ( 四 ) 有機廢棄物棄置 ; 如未經石灰穩定化處理, 將導致土壤酸化的加速 9

13 三 土壤 ph 的微小變動與變異性可溶性鹽類隨著土壤水分在剖面中的向上與向下移動, 而在某土層中移入與移出, 會造成土壤 ph 的微小變動 ; 在作物生長季節期間, 土壤 ph 值會因微生物與植物根部產生的酸而降低 ; 在土壤溫度降低時 ( 如秋冬季節 ), 由於生物活性減緩, 土壤 ph 值通常會上升 此外, 由於土壤性質的不均一性 ( 如水分與通氣性的不均一性, 有機質分布的不均一性, 根圈與根圈外土壤性質的差異等等 ), 土壤 ph 存在著相當大的空間變異性 土壤酸度的矯正 增加土壤酸度..對於嗜酸性植物, 如杜鵑花科植物, 必須添加酸性有機物 ( 如葉 霉 (leaf mold) 松針 (pine needles) 含單檸酸樹皮 (tanbark) 鋸木屑 (sawdust) 酸性泥炭苔 (acid moss peat) 等 ) 或硫酸亞 鐵 硫磺等能產生酸的無機物質, 使土壤 ph 值在 5.0 以下 ; 增 加土壤酸度亦常用於控制植物病害 Fe 2+ + H2O Fe(OH)2 + 2H (3) 4Fe H2O + O2 4Fe(OH) H (4) 2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO (5) 降低土壤酸度..對於大多數植物而言, 必須施用石灰物質以降低土壤酸度, 使土 壤 ph 值在 5.5~7.0 之間 一 常用的石灰物質有石灰石 白雲石 生石灰 (burned lime, quicklime) 熟 石灰 ( 消石灰 (hydrated lime) 等等 ( 表一 ) 表一 常用石灰資材之化學成分及來源 10

14 二 石灰物質品質之好壞可依下列性質或方法鑑別之 : ( 一 ) 鈣與鎂的含量; 純的石灰石 (calcite, CaCO3) 含 40% 的鈣, 純的白雲石 (dolomite, CaMg(CO3)2) 含 21.7% 的鈣與 13.1% 的鎂 表二 Pettyjohn 的石灰物質分類石灰物質 Mg 含量 (%) 白雲石 (Dolomite) 11.7~13.1 石灰石質白雲石 (Calcitic dolomite) 6.5~ 11.7 白雲石質石灰石 (Dolomitic limestone) 1.3~ 6.5 含鎂石灰石 (Limestone, Mg) 0.6~ 1.3 石灰石 (Limestone, high Ca) 0 ~ 0.6 ( 二 ) 中和酸的能力, 以氧化鈣當量 (CaO equivalent) 或碳酸鈣當量 (CaCO3 equivalent, CCE) 表示 ( 三 ) 總碳酸鹽含量(total carbonates)(caco3 + MgCO3) ( 四 ) 石灰物質的粒徑大小與分布 ( 五 ) 與酸中和的反應速率 三 石灰物質之需用量決定於 (1) 希望達到之土壤 ph 值,(2) 土壤的緩衝能力, (3) 所使用之石灰物質的化學組成, 以及 (4) 石灰物質的粗細度 石灰質肥料的施用原則施用石灰物質時應注意下列數點 : 一 ph 值低於 5.0 的強酸性土壤必須施用石灰 二 依作物種類 品種而施用石灰 三 依土壤耕犁深度 土壤質地 有機質量或陽離子交換容量而施用石灰 ; 即考量土壤的緩衝能力 四 選擇適當的石灰材質 ( 種類 粒徑 ) 缺鎂的酸性土壤宜施用白雲石粉( 苦土石灰 ) 以同時補充鎂 五 注意施用時間 ( 避免與化學肥料同時施用, 以免影響肥效 ) 及施用頻度 ( 決定於土壤質地 氮肥種類及其施用量 作物移除 降雨型態 以及石灰施用量 ) 六 石灰施用效果不佳時, 應注意底土的酸鹼度而酌予施用石膏粉 11

15 七 應避免過度施用石灰, 尤其是對有機質含量低的粗質地酸性土壤 土壤反應之重要性一 土壤 ph 值影響土壤微生物的活性與養分的有效性 ( 圖二 ) 氮的有效性在 ph6~8 間為最大, 因為此範圍乃負責土壤有機氮礦化之土壤微生物與固氮微生物生長最適之範圍 磷的有效性在 ph 大於 8.5 時甚高, 乃因磷酸鈉之溶解度高之故 ; 在石灰質土壤中 (ph 在 7.5~8.3 之間 ), 由於碳酸鈣抑制了磷酸鈣的溶解, 磷的有效性甚低 ; 在 ph 6.5~7.5 間, 磷的有效性最大 ;ph 小於 6.5 時, 隨著酸度的增加, 鐵與鋁的溶解量增加, 生成不溶性的磷酸鐵 磷酸鋁或磷酸鐵鋁, 磷的有效性亦甚低 鉀 鈣 鎂在鹼性土壤中不虞匱乏, 但土壤酸度增加時, 土壤 CEC 降低, 其有效性即降低 鐵與錳的有效性隨著土壤酸度的增加而增大, 乃因其溶解度增加 ; 在鹼性土壤中, 鐵錳化合物的溶解度甚低, 造成植物的缺乏 硼 銅與鋅在酸性土壤中可因易於淋溶, 而產生缺乏 ; 在鹼性土壤中則因被固定而不溶, 有效性亦甚低 鉬在酸性土壤中會與鐵形成難溶性化合物, 而常發生缺乏 細菌 (bacteria) 與放線菌 (actinomycetes) 在強酸性土壤中的活性甚低, 而真菌則在廣泛的 ph 範圍都具有較高的活性 二 作物生長有其最適當的 ph 範圍 ( 圖三 ) 一般而言, 在近中性或鹼性的較乾旱地區演化的植物, 對土壤酸度的忍受度較在溼潤地區酸性土壤演化者為低 ph 5.5~7.0 通常為最適合大部分植物生長的土壤 ph 值範圍 土壤鹽度乾旱及半乾旱地區的土壤, 由於降雨與下雪之水量不足以淋溶因風化作用而緩慢自岩石及礦物中釋出之鹽基離子 (Ca2+, Mg2+, K+, Na+), 因此其鹽基飽和度高,pH 值通常在 7.0 或 7.0 以上 ; 部份地區水量甚至於不足以淋溶如 NaCl, CaCl2, MgCl2, KCl 等可溶性鹽類, 而造成鹽性以及鹼性狀態 半溼潤或溼潤地區的土壤, 如果管理不善, 也可能造成鹽性狀態 一 土壤鹼性的來源當交換複合體上或土壤溶液中的 Al3+ 與 H+ 被鹽基離子 ( 如 Ca2+, Mg2+, K+, 12

16 Na+) 取代時, 即增進土壤鹼性 ; 在雨量少的地區,CO32- 與 HCO3- 離子更加強了 鹼性的趨向 (6 式 ; 7 式 ) Na+ 離子可維持高濃度的 CO32- 與 HCO3- 離子 (9 式 ; 10 式 ), 因而促使 ph 升高,Ca2+ 離子如形成 CaCO3, 則不會增進 ph(8 式 ) 可溶性 鹽類則會降低 ph 值 (9 式 ; 10 式 ) H 2CO3 + OH - HCO3 - + H2O (6) HCO3 - + OH- CO H2O (7) CaCO3 Ca 2+ + CO (8) NaHCO3 Na + + HCO (9) Na2CO3 2Na + + CO (10) 二 受鹽害土壤的產生受鹽害土壤之分布甚廣, 最常發生在降雨量與蒸發量之比小於等於 0.75 的地區, 以及地下水位高的低窪平坦區 鹽分的自然累積 : 礦物的風化 化石鹽分 大氣的鹽降 灌溉引發的鹽度與鹼度 ( 設施園藝土壤沙漠化 ) 三 土壤鹽度的量度土壤鹽度 (Soil salinity) 為土壤中可溶性鹽類的含量, 可以百分率 (%) mg/kg ppm 等來表示, 目前則普遍以飽和土糊萃取液的比電導度來表示, 其常用的傳統單位為 mmho/cm, 國際單位 (SI Unit) 為 ds/m(decisiements per meter) 表三 兩種電導度單位間之關係基本單位土壤常用單位舊單位 Siemens meter -1 Decisiemens meter -1 Millimhos centimeter -1 S m -1 ds m -1 mmhos cm -1 1 S m -1 = 10 ds m -1 = 10 mmho cm -1 四 受鹽害土壤的分類受鹽害的土壤可依鹽度尺度而分類如表四, 亦可依其 ph 值 土壤鹽度 交換性鈉百分率以及鈉吸附比而加以分類 ( 如表五 ) 表四 土壤鹽度尺度 (Jackson, 1958) 13

17 0 0 無鹽度 Nonsaline Salinity effects mostly negligible 飽和土糊萃取液之比電導度, ds m 低鹽度 Very slightly saline Yields of very sensitive crops may be restricted 中鹽度 Moderately saline Yield of many crops restricted. Alfalfa, cotton, sugar beets, cereals, and grain sorghms adapted. 高鹽度 Strongly saline Only tolerant crops yield satisfactoril y. Bare spots apear because of injury to germination 飽和萃取液之鹽分含量 極高鹽度 Very strongly saline Only a few very tolerant crops yield satisfactoril y. Only salt tolerant grasses, herbaceous plants, shrubs, and trres grow. 表五 受鹽害土壤的分類 土壤種類 飽和土糊萃取液之比電導度, ECe (ds m -1 ) 鈉吸附比 (SAR) 交換性鈉百分比 (ESP) 正常土壤 (Normal soils) % 鹽土 (Saline soils) % 鹼土 (Sodic soils) % 鹽鹼土 (Saline-sodic soils) % 鹽分對土壤與植物的影響土壤鹽度對作物的生長影響極大, 作物對土壤鹽度的忍耐力變異極大 一般而言, 土壤鹽度若以飽和土糊萃取液的比電導度來表示, 可將作物之耐鹽性分類 ( 如圖四 ) 鹽土或鹽鹼土對植物的危害主要係因降低土壤溶液的滲透勢能, 影響植物對水分的吸收 鹼土對植物的危害係因高 ph 的危害 HCO3- 及其他陰離子的毒害 Na+ 離子對植物代謝與營養的不利影響 高 ph 造成微量要素之有效性低 土壤構造的破壞造成 O2 缺乏等因素 14

18 100 Relative Crop Yield(%) Tolerated only by halophytes (but generally unsuitable for crop plants) Sensitive Moderately Moderately Tolerant sensitive tolerant Electrical Conductivity(EC e ) in ds/m 圖四 植物耐鹽性分組圖 (Bresler, McNeal and Carter, 1982) 鹽鹼土與鹼土的管理施灌區域受鹽害土壤的管理, 必須注意灌溉水的品質與土壤排水狀況 受鹽害土壤的管理之主要目的是降低影響作物生產的主要限制因素, 亦即過多的可溶性鹽類與交換性鈉 實際上, 受鹽害土壤的改良是大大地決定於是否有充分的好品質的灌溉水的供應, 以洗除土壤鹽分 在沒有灌溉水供應的地區, 栽種深根性作物可用以降低地下水位, 減少鹽分向上移動 一 鹽土的改良將過多的鹽類自鹽土中移除, 需要充足的低 SAR 灌溉水與有效的土壤排水系統, 如果自然土壤排水無法容納淋洗水, 則必須裝設人工排水系統 為了有效地將鹽分降低到需求水準, 可能需要間歇地施予灌溉水, 並監測土壤 EC 值 二 鹽鹼土與鹼土的改良鹽鹼土同時具有鹽土與鹼土的不良性質, 如果改良方式一如鹽土, 嘗試將可溶性鹽類洗除, 將可能造成交換性鈉以及 ph 的上升, 由鹽鹼土轉變成鹼土 因 15

19 此鹽鹼土與鹼土的改良, 必須首先著重在如何降低交換性鈉含量, 其次再考慮解決可溶性鹽類的問題 施用石膏 硫磺或硫酸, 以 Ca2+ 與 H+ 將交換性 Na+ 交換出, 生成可溶性鹽類 Na2SO4, 再配合灌溉將鹽類洗除, 對於鹽鹼土與鹼土有相當好的改良效果 ; 由於硫磺與硫酸可將碳酸根從土壤中移除, 其改良效果較施用石膏者為佳, 尤其是在含大量 CaCO3 的鹽鹼土的改良上, 施用石膏者仍有部分 CaCO3 殘留土壤中 不過在實用上, 由於石膏價格便宜, 容易取得, 在操作上也比較容易處理, 因此較廣泛被使用 然而施用石膏時, 仍應注意確保石膏研磨成細粒, 能與上層土壤充分混合, 以使其溶解度與反應速率達到最大 三 改良後的土壤管理一旦受鹽害土壤經過矯正後, 就必須謹慎地管理以確保土壤能維持其生產力 例如灌溉水之 EC 與 SAR 以及其他相關聯的化學性質的監測就很重要, 必須隨時調整管理方法以適應會影響土壤的水質的任何變化, 灌溉的頻度與時間有助於決定鹽類進入與離開土壤的平衡, 同樣地, 良好的內部排水之維持對移除過多的鹽分也是十分重要 同時也必須監測適切的土壤化學性質, 例如 ph, EC, 與 SAR, 以及可能引起毒害的特殊元素如硼, 鉬與硒 以助於決定後續矯正措施或化學品的需求 作物與土壤肥力的管理以維持滿意的產量水準, 對於受鹽害土壤整體品質的維持, 也是十分重要 ; 作物殘渣 ( 根部與地上部莖稈 ) 有助於土壤有機質含量以及良好土壤物理狀況的維持 為了維持高產量, 高 ph 所造成微量要素與磷素的缺乏問題, 必須以添加適當的有機與無機材質予以克服 土壤健康之評估理想上, 我們希望自己的農田土壤能提供作物充分的養分, 而又不會過多以免影響作物健康, 造成環境問題 我們可用許多不同的方法來評估土壤的健康狀況 ( 土壤品質 ), 就如同評估一個人的健康狀況一樣, 可從 " 您今天看起來臉色有點蒼白 " 測量體溫 測量血壓或作斷層影像掃描等等來評估 然而由於我們對土壤的認知仍相當有限, 遠不如對人體的了解那麼詳盡, 再加上土壤扮演的角色不像是單一生物體, 而是整個生態系統的一環, 因此要得到一個良好的土壤健康評估, 我們必須在田間不同地點長時間的做多重的觀測 評估一處土壤的健康狀 16

20 況, 我們可先從平常在田間耕作時土壤的整體表現來開始, 例如 : 作物產量是否逐漸下降? 作物的表現是否與鄰近相同土壤的農田一樣好? 作物在乾季或濕季期間是否容易出現緊迫徵兆或生長阻礙? 土壤耕耘時是否整塊狀, 是否很難做成良好的苗床? 土壤是否容易產生結皮? 如果不整地, 栽植機是否很難穿入土壤? 接著再從一些較定量的性質或現象來評估土壤健康狀況, 例如土壤速測 土壤顏色 土壤生物 土壤耕性與硬度 根部生長 結皮浸水逕流與沖蝕等等 在美國有許多州的政府或民間相關單位都會製作 " 土壤健康評分卡 " 供農民填寫, 這種 " 土壤健康評分卡 " 的內容, 因地而易, 表六為 " 土壤健康評分卡 " 內容之一例, 表中的評估指標的權重未必相同, 或許我們可從此處開始, 製作適合本省土壤環境的 " 土壤健康評分卡 ", 共同營造一個適合作物生長的土壤環境 表六 土壤健康定性指標 ( 美國農部,1997; Magdoff & van Es, 2000) 評估指標最佳評估時間及狀況 土壤健康狀況 差中等良好 蚯蚓 春天 / 秋天, 良好的土壤水分狀況 滿滿一剷子表土有 0-1 條蚯蚓, 未發現蚯蚓糞便或洞穴 滿滿一剷子表土有 2-10 條蚯蚓, 有少數蚯蚓糞便 洞穴或蟲 滿滿一剷子表土有超過 10 條蚯蚓, 整地後之土塊中有許多蚯蚓糞便及洞穴, 整地後小鳥跟著來 有機質顏色 濕潤的土壤 表土與底土顏色相似 表土顏色接近底土明顯可區分表土, 表土顏色比底土深暗 有機質殘渣 任何時間無可視殘渣 有一些可視殘渣 大部分土壤表面都 有殘渣 根部健康 晚春, 作物快速生長時期 少量粗根, 未見底土有根穿透 根內部變色 根部充分分歧與伸展深入底土, 根外部與內部為白色 亞表土壓實 整地前或作物收穫後, 良好的土壤水分狀況 當插入旗線樁時會斷裂或彎曲 需用力插入旗線樁 旗線樁可輕易的以手指插入兩倍耕犁層深度 土壤耕性 柔軟性 易脆性 良好的土壤水分狀況 看似無彈性, 像磚塊或水泥, 結塊, 不易耕耘很難拉動播種機 有些結塊, 混亂不堪, 粗糙不平的苗床 土壤易碎, 可切入如同切奶油一般, 走在上面有彈性 17

21 沖蝕 大雨過後 大溝壑沖蝕相連, 超過 2 吋以上, 表土甚薄或沒有表土, 逕流快速, 呈混濁土色 保水容量 下過雨後, 作物生長期間 充分下雨過後兩天顯現植物水分緊迫 排水入滲 下過雨後 水分長時間滯留, 蒸發量大於排水量, 地面通常非常濕 作物生長情況 ph 養分保持容量 生長季節, 良好的土壤水分狀況 任何時間, 每次每年同一時間 每年同一時間, 連續觀測五年 少數細溝或溝壑沖蝕, 溝壑沖蝕最多達 2 吋, 有一些急速逕流, 逕流水有顏色 水分在一週左右會用光 水分短暫滯留, 最後仍會排掉 整個生長季節期生長尚可, 呈中綠色間之生長有問題, 生長不良, 呈黃或紫色 很難對所需作物做校正 土壤速測值降至 " 低 " 等級 容易校正 土壤速測值少變化或有緩慢降低的趨勢 沒有細溝或溝壑沖蝕, 沒有逕流或逕流水色澄清 長時間保持水分, 沒有乾旱緊迫徵兆 不會浸水, 沒有逕流, 水分穩定地流入土中, 土壤乾濕適中 正常健康呈暗綠色, 整個田中所有季節都生長極佳 ph 對作物適宜 土壤速測值有上升趨勢但未達 " 非常高 " 等級 18

22 微生物肥料 ( 叢枝菌根菌 ) 之應用實務 吳繼光 1* 林素禎 2 1. 台中縣霧峰鄉台中健康暨管理學院生物科技系 2. 台中縣霧峰鄉行政院農委會農業試驗所農化系 摘要本文將著重在叢枝菌根菌的應用實務, 但也同時將其他微生物製劑的應用一併討論 行政院農委會農業試驗所菌根菌微生物製劑之開發研究在 1996 年六月開始陸續技術移轉給三家廠商 ( 禾豐集團的磊鉅實業股份有限公司 台灣生研股份有限公司 台鹽實業股份有限公司 ), 正式將菌根菌進行商業化的生產 台灣是繼日本之後, 在亞洲生產菌根菌生物製劑的國家 我國目前在沙耕法 氣霧耕法 根器官培養法等菌根種原生產技術上, 已獲得各國的肯定, 但在未來的應用研究上, 仍有許多值得積極開拓的地方 微生物肥料的管理辦法目前仍在制定當中, 因此有關產品的品質 價值及實際應用效果, 消費者應提高警覺, 明辨並選擇最適合之產品 關鍵詞 : 叢枝內生菌根菌, 磷肥, 微生物肥料, 接種原 前言近來原油價格不斷高漲同時也造成化學肥料及其他石化產品價格的攀升 微生物肥料在目前這個時段似乎有其特殊而潛在的商機 目前市面上可以購得的大宗微生物肥料包括 : 枯草桿菌 放線菌及菌根菌等 國在菌根菌方面的研究是自美國奧瑞岡州立大學 Oregon state University 教授 Dr. James Trappe 應臺灣省林業試驗所之邀請於民國六十五年訪問我國並介紹有關菌根菌的研究技術與知識後, 開始蓬勃發展起來 迄今, 我國在囊叢枝內生菌根菌的研究已累積逾三十年的經驗 叢枝內生菌根菌係與植物共生之真菌, 由於這類真菌在感染植物之根部後會向根外延伸出長達 8 至 10 公分長的根外菌絲 這些根外菌絲有如根毛一般, 因此有助於增加植物根部的吸收面積, 特 19

23 別是對於磷肥的吸收, 效果尤其顯著 (7,26) 此外, 叢枝內生菌根菌對於幫助作物 抵抗逆境 (25,29,30) 土生病害 線蟲等的研究 (8,11,13,27), 也倍受肯定 在花卉方面, 促進早花, 增大花朵, 及延長切花在花瓶的插花壽限等第 (4,6) 臺灣叢枝菌根菌的生態研究在開發叢枝菌根菌微生物製劑之前, 首先需要了解叢枝菌根菌在台灣本土的環境中的族群數量以及種類等生態資料 行政院農委會農業試驗所在過去的調查中發現 (1), 在 69 種具代表性土壤中有 19 個土壤 (28%) 找不到囊叢枝內生菌根菌孢子, 有 48 個土壤 (70%) 之孢子數少於 10 個 /100g soil, 此調查結果若與加拿大安大略省的玉米田之內生菌根菌孢子數 (900~7000 個 /100g dry soil) (32) 相比較, 臺灣代表性農地與坡地土壤中囊叢枝內生菌根菌孢子數顯然偏低, 實有接種菌根菌之需要 此外, 在農業試驗所試驗田所做的長期 (1995~1997) 田間觀察也發現, 連續三年經水稻 - 玉米輪作之後, 試驗前土壤中每 50 克土壤所含的平均孢子數為 ( 範圍 : 99~358.5), 經過三年的試驗後土壤的孢子數已下降到 13.1( 範圍 : 5.3~24.9) ( 圖 1) 圖一顯示菌根菌在玉米(C) 種植過後, 菌根菌族群數增加 ; 但在水稻 (R) 種植後菌數又再次下降 輪作過程中的所有休耕 (F) 均有利於菌根菌族群數量的上升, 只可惜在三年的長期輪作下休耕仍無法挽回菌數持續下降的趨勢 由於孢子數逐年遞減的現象發現在在各種處理上, 即使對照組也不例外 可能的因子包括水稻淹水或者因施用其它化學製劑所導致 由於農業試驗所 #35 試驗田內細分為七處理, 四重複, 每一處理小區均以田埂 0.2M 寬做分隔, 另每重複的四周又以 1M 寬的田埂再做大分隔 根據計算所有田埂的面積約佔總面積的十分之一強 目前田間的雜草防治以噴灑殺草劑年年春, 巴拉刈, 龍無草為主 由於分隔用田埂的面積遠較一般農田為高, 其單位面積土壤所承受的殺草劑量自然為高 叢枝菌根菌孢子數的驟減, 雖然有人認為是因為水稻種植, 淹水所致, 但根據本所對另一長期輪作試驗田 (#68) 的調查, 發現水稻連作田內菌根菌的孢子數較玉米 - 水稻輪作及玉米連作田為高 (16) 顯然菌根菌的族群有逐年降減的現象, 可能是在種植期間所使用的殺草劑過量所引起 為了進一步證實殺草劑對於菌根菌族群的影響, 農業試驗所自 1998~2001 年連續三年在田間長期觀察殺草劑 ( 年年春 ) 對於田間雜草紫花藿香薊菌根感染率的變化以及根圈中菌根菌孢子數的變化 在第一年的試驗中雖然殺草劑年年春對於菌根菌孢 20

24 子的形成, 在統計上沒有顯著的抑制作用, 但在第二年的調查發現殺草劑的施用確實對於孢子數的減少有明顯的作用 ( 圖 2) 年年春 巴拉刈 龍無草等殺草劑的施用對於田間的菌根菌的種類並不會產生改變 在第三年的試驗中, 乃利用根器官培養技術就殺草劑對孢子發芽及菌絲生長的抑制進行評估 試驗結果發現, 年年春在處理期間完全抑制 Gigaspora albida ( 表 1,2),Glomus mosseae, Scutellospora fulgida 與 Acaulospora tuberculata 四種菌根菌孢子之發芽, 發芽率皆為零 巴拉刈在處理期間亦完全抑制 Gl. mosseae,s. fulgida 與 A. tuberculata 三種菌根菌孢子之發芽, 對 Gi. albida 孢子發芽與菌絲生長也有顯著之抑制作用, 在試驗處理 18 天時, 發芽率為 7.2%, 對照組為 47.2%, 菌絲長度為 7.8 mm, 對照組為 72.0 mm 龍無草在處理期間對 Gi. albida 與 S. fulgida 兩種菌根菌孢子之發芽率無明顯之影響, 但對其菌絲生長皆有顯著之影響 龍無草對 Gl. mosseae 與 A. tuberculata 兩種菌根菌之孢子發芽與菌絲生長皆有明顯之抑制作用 叢枝菌根菌量產技術目前台灣之叢枝菌根菌量產技術無論是沙耕法 氣霧耕法, 乃至於根器官的培養技術均已有不錯的研發成果 (1) 在沙耕法方面, 本法係將盆栽用的沙土予以高溫 (80-90 ) 消毒後, 將菌根菌孢子與宿主植物的幼苗置於盆中, 而達到接種繁殖的目的 若要利用此法生產種源, 所需的時間較長, 且所得的種源數量與密度均不易掌握 此外, 使用沙土為培養介質, 菌土較重且所需人力亦多, 不符合工業化大量生產的經濟原則 但是若將介質改為質量輕而且乾淨的珍珠石 蛭石 蒙特石 保水膠體 ( 品名 :STA-WET, POLYSORB 公司 ) 等其它介質時, 本法的普遍性與適用性便可大大提升 氣霧耕法, 係在氣霧栽培箱內, 將營養液透過傳動馬達打成霧狀後, 將已接種的植株懸浮於箱內, 植株的根部經由霧氣吸收養份後而直接產孢於空氣中 氣霧式耕法培養的宿主, 可在無土的情況下大量生產菌根種源, 產孢量可達 70,000 顆孢子 / 每克乾根重, 且在老根採收後, 新根又繼續生長, 造成種源生產既快速又不中斷的生產線 本法產孢量的多寡取決於菌種 宿主作物 生長期的不同而有所差異 以目前接種孢子量每株 100~200 顆孢子的濃度計算, 每克的氣霧菌根量將可用於接種超過 300 株的作物苗 氣霧耕法所生產的菌根經採收風乾後, 質 21

25 量輕可以直接郵寄或混合其它介質, 直接變為商品 由於氣霧耕法所生產的菌種遠較砂耕法來得乾淨且少污染, 因此可用於生產高濃度高品質的菌根菌產品 目前本項產孢技術已經由農委會 農業專利暨著作權益委員會 於八十五年一月二十二日第十一次委員會審核通過, 並於二月十六日以 85 農糧字第 A 號函公告 陸續技術移轉給三家廠商 ( 禾豐集團的磊鉅實業股份有限公司 台灣生研股份有限公司 台鹽實業股份有限公司 ), 正式將菌根菌進行商業化的生產 根器官培養法是目前最先進的菌根菌種原生產技術, 首先利用農桿菌 (Agrobacterium rhizogenes) 誘導胡蘿蔔或其它植物, 使之產生轉型根 ( 圖 3) 然後在人工培養基上, 將已消毒且發芽的菌根菌孢子, 移至長有轉型根的培養皿中與根共生, 而達到感染 菌絲生長, 以及產孢的目的 根器官培養法可以培養的菌根菌種類已有許多的突破包括 Glomus, Gigaspora, Scutellospora, Sclerocystis, Acaulospora 等屬, 可以在培養基上成功生產無雜菌之純種菌源 (1,10,15) 此技術可以在很小的空間內( 培養皿及生長箱 ) 進行更大規模的菌源生產, 且不需投入目前的沙耕或氣霧耕法所需要的溫室及人力 已開發的菌種 : 在學術界, 目前台灣所使用的菌株包括 Glomus mosseae, G. etunicatum, G. fasiculatum, G. occultum, Gigaspora gigantea 等 這些菌株先後在台灣大學張喜寧教授 中興大學楊秋忠教授 嘉義分所程永雄分所長 屏東科技大學張崑標教授和王均琍教授 種苗場的文紀鑾助理研究員等單位進行試驗 在工業界方面, 目前台鹽實業股份有限公司 台灣生研股份有限公司及凱將實業股份有限公司 ( 前磊鉅實業股份有限公司 ) 所生產的菌株包括 G. mosseae, G. etunicatum, G. versiformis, G. intraradices 等 菌根菌在溫室育苗或田間的應用上需注意的事項 : 在田間的應用上所面臨的最大問題仍是在於接種效果不穩定的現象居多 接種效果不穩定的可能原因很多 -(I) 菌根菌與磷肥含量較高的介質混拌,(ii) 菌根菌與系統性農藥混用,(iii) 菌根菌因田間淹水時間過長造成缺氧,(iv) 菌根菌與不完熟的堆肥混用, 造成菌絲無法感染等 此外, 還應留意以下幾點 : (1) 作物是否可接種菌根菌? 22

26 囊叢枝內生菌根菌, 可與許多的植物形成菌根 從苔蘚植物, 蕨類植物, 裸子植物到被子植物 從一般陸生植物, 耐鹼植物, 水生植物到旱生植物 而根據德國斯爾丁教授 (E. Sieverding) 的估計, 在熱帶植物中, 約有 13.4% 為非菌根植物,70.9% 為囊叢枝內生菌根植物,15.7% 為其它菌根植物 在已知非菌根植物中, 包括莧科 十字花科 石竹科 藜科 鴨趾草科 玉蕊科 山欖科 蒺藜科等 有些植物不但可形成囊叢枝內生菌根, 也可與其它真菌形成外生菌根, 例如胡桃科, 田麻科, 楊梅科, 楊柳科, 殼斗科, 蘇木科 因此, 在一般十字花科的葉菜類種苗, 莧科的莧菜等就無法來接種菌根菌了 但大多數其它的作物如瓜類 ( 木瓜, 洋香瓜, 西瓜 苦瓜 絲瓜等 ) 茄科 ( 蕃茄 青椒 甜椒 茄子等 ) 豆科( 大豆, 矮性四季豆, 紅豆, 豌豆等 ) 菊科( 萬壽菊, 菊花, 非洲菊, 孔雀草, 霍香薊 大理菊 蟛蜞菊, 金盞花等 ) 香蕉 柑橘, 玉米, 蘆筍, 蔥, 茶, 百日草, 矮牽牛 百合, 一串紅 西洋櫻草 繁星花 馬櫻丹 雪茄花等不勝枚舉, 皆可接種叢 枝內生菌根菌 在森林苗木方面如銀杏 紅檜, 臺灣杉 巒大杉 紅豆杉 牛樟 臺灣扁柏, 楓香, 柳杉 小葉南洋杉, 相思樹 木麻黃 羅漢松 火鶴花等也是可形成囊叢枝內生菌根 (2) 菌種的孢子濃度每種叢枝內生菌根菌用來接種苗木的孢子濃度不一樣 根據仙克 (N. C. Schenck) 博士的 菌根研究理論與方法 一書所記載, 一般情況下, 以沙為例, 每一克的介質所需的菌種量為 0.6~1 個孢子即可 (12) 以色列方面以青椒所做的試驗結果, 則推薦每毫升的介質含有 1 個孢子的濃度, 是讓青椒在以沙為介質的盆栽育苗中能充分感染的基本需求量 行政院農委會農業試驗所嘉義試驗分所所做的的試驗研究指出洋香瓜接種菌根菌 Glomus clarum, 基本需要之孢子濃度為 50 孢子 / 株苗 臺灣大學園藝系張喜寧教授則推薦 100 孢子 / 株苗 基本上, 較大的孢子如 Glomus mosseae, Gigaspora sp., Scutellospora sp. 等經冷藏打破休眠後, 發芽率較高, 因此所需的基本接種濃度也會跟著降低 (3) 介質或土壤的酸鹼值囊叢枝內生菌根菌在臺灣的分布, 受到土壤條件 耕作制度, 地理位置等因素的限制 以菌種的種類來說, 土壤的酸鹼值可能是一決定性的因子 23

27 以強酸性土壤而言, 如生長在陽明山國家公園硫磺口的五節芒其土壤酸鹼值 2.7, 在它的根圈中發現有 Entrophospora columbiana; 又如在溪頭臺大實驗林區的竹林中 ( 酸鹼值 3.11), 發現 Entrophospora infrequens Entrophospora 屬的菌根菌似乎較喜愛酸性土壤, 但在墾丁國家公園的雜草根圈發現的世界新種 Entrophospora kentinensis, 對於土壤的酸鹼性有較寬的容忍度 以不同輪作制度而言, 水稻連作的田區, 其土壤酸鹼值變化較穩定, 在 5.5 到 6.5 之間 水稻根圈土壤中主要的內生菌根菌種以 Gomus mosseae 為主 在中部地區近兩年的調查結果顯示, 此一菌種與水稻的親合性十分穩定, 且產孢高峰期在二月至四月間 在玉米連作田中, 土壤的酸鹼值較低, 在 4.5~5.5 之間, 主要的菌種是 Gl. manihotis, Acaulospora elegans 等 Acaulospora 屬的菌根菌大多存在於酸性土壤中, 但 A. scrobiculata 則常在鹼性土壤 ( 海濱地帶或離島地區 ) 中發現 同樣為嗜酸性土壤的菌根菌 (Glomus fasciculatum, Acaulospora laevis), 但前者的最佳適應值為 ph5.8; 後者為 ph4.8 因此, 在接種菌根菌於育苗介質前, 使用者宜先了解所配製的介質及所使用的菌種的適應酸鹼值 (4) 介質或土壤的有效磷濃度菌根菌與磷肥的關係, 在過去一向是被菌根菌學者研究的主要題材之一 我們相信過多的有效性磷肥對菌根菌的接種及產孢是有不利的影響 磷肥的施用常造成植物菌根的感染率下降及菌根菌孢子數量減少 ; 例如呂等人 (2) 發現每週施用一次 1/4 磷量的 Johnson solution (15mg/kg-P), 番茄的菌根菌感染率為 73.4%, 每週施用一次 1/2 磷量的 Johnson solution (31 mg/kg-p), 番茄的菌根菌感染率下降為 55.5%, 每週施用一次全磷量的 Johnson solution (62 mg/kg -P), 番茄的菌根菌感染率更降為 24.2% Menge 等人 (22) 發現加州土壤中磷的含量與菌根菌的孢子數成反比 Kucey and Paul (14) 亦報導, 在不施磷肥的土壤中,Faba bean 菌根菌感染率為 47%, 而施用 45kg-P/ha 後,Faba bean 的菌根菌感染率下降為 15%, 在施肥區土壤中, 菌根菌的孢子數為 30 個 /100g soil, 在未施肥區土壤中, 菌根菌的孢子數為 65 個 /100g soil 各種不同的菌根菌其對於磷濃度的敏感度也不同 在農業試驗所所做的鉀 - 磷酸鹽溶液的發芽試驗中, 發現 Glomus mosseae, Entrophospora kentinensis,g. versiforme 與 G. occultum 這四種菌種, 24

28 在磷酸根離子濃度 0.2 mm 時, 其發芽率分別為 6.0%,7.5%,8.8%,28%, 當磷酸根離子濃度提高為 0.4 mm(12.4 mg/kg-p) 時, 這四種菌種孢子之發芽率分別提高為 82.2%,90.0%,23.3%,73.4% Wilson 等人 (22) 亦有類似之報導, 在不殺菌的土壤中添加 60 mg/kg 的磷後, 可明顯促進 G. etunicatum 與 G. mosseae 的發芽率 (5) 介質或土壤中有機質的含量有機農法的觀念, 目前在民間極為流行 甚而有農民及消費者誤認為只要添加有機堆肥或以此為介質所種出來的蔬果即為有機蔬菜或有機水果 事實不然, 大量的使用堆肥或其它有機質, 並非對作物生產有利 反而, 生物性肥料如菌根菌的使用, 在有機農法中將會逐漸受到農民的重視 但是菌根菌的施用與堆肥用量的多寡有密切的關係 不完熟的堆肥或過多的堆肥都足以讓菌根菌無法發芽或產孢, 而無法發揮功用 德國斯爾丁所做的堆肥施用量與菌根菌接種效應的研究中指出堆肥施用量在 5 噸 / 公頃時, 對於產量與菌根的感染率皆有正面的影響 但是根據布雷雪爾 (A. Brechelt) 所做的研究指出, 若添加不完熟的堆肥且添加量由 5 噸 / 公頃增加到 30 噸 / 公頃時, 則對菌根菌的感染則有負面的影響 可能的原因是堆肥所釋出的氨氣所致 農業試驗所在盆栽中所做的試驗顯示河沙與猪糞堆肥以 9:1 的混合比例下, 苜蓿無法被囊叢枝內生菌根菌感染 此外, 堆肥或其它有機質如泥炭土等在製作的過程中是否添加化學肥料等, 也可能影響菌根菌的接種 (6) 田間或溫室的管理包括農藥 殺草劑等的使用 田間的化學藥劑包括土壤燻蒸劑 殺菌劑 殺蟲劑 殺草劑等 這些藥劑大多對菌根菌並沒有負面的影響, 但是有少數則有抑制菌根菌發芽或感染植株, 以及促進產孢或感染的兩極化的影響 免賴得 (Benomyl) 腐絕 (Thiabendazole) 甲基多保淨 (Topsin) 三得芬 (Calixin) 賽福寧 (Triforine) 三泰芬 (Triademifon) Imugan Banrot 等, 不只是影響菌根菌孢子的發芽與感染植物根部而已, 這些藥劑甚至會減少菌根菌菌絲在根內部的發展 然而, 氯乃普 (Demosan) 福賽得 (Fosetyl-Al) 滅達樂 (Ridomil) 依得利 (Terrazole) 等殺菌劑不但會增加菌根菌的感染率, 甚而提高在根圈土壤中的產孢量 由於農業用藥的推陳出新, 這些新的藥物與菌根菌的相互影響的研究, 則有待研究人員再接再厲的努力了 25

29 我國未來發展菌根菌的方向 1. 菌根菌基因標示的開發 : 為鼓勵菌根菌的專利申請, 以保護具商業生產價值的菌株, 研發單位實有必要進行菌根菌 DNA 特定序列的比對, 在不嵌入新的基因片段的前題下, 開發足以辨別菌株身份的新技術 2. 菌根菌液劑的開發 : 可用於多年生的果樹或林木進行地下深層的灌注接種 本項產品可透過氣霧耕法或根器官培養法大量繁殖菌絲體及孢子後, 進行無菌封裝後完成 目前台灣已開發的技術足以生產此類產品, 但是生產成本太高, 市場不大是主要的障礙 3. 種原生產技術的改進 : 目前菌根菌的種原生產仍以沙耕法及氣霧耕法為主 ; 但在未來無菌的液劑產品的量產上, 仍有賴於密閉式生物反應器的開發 4. 作物的飽和磷需求量的探討 :Mosse (24) 發現苜蓿植體磷含量超過 0.4% 時, 就無法感染叢枝內生菌根菌 Sanders (28) 以葉面施用磷肥的方法, 使洋蔥 地上部磷含量增加, 這使得接種菌根菌 (G. mosseae) 之洋蔥菌根菌感染率下 降而減少根外菌絲的重量, 並使得原由菌根菌供應給植株之磷量下降 Menge 等人 (23) 以 分根 (split root) 的方法, 發現當蘇丹草 (Sorghum vulgare Pers.) 植體磷含量低時, 即使土壤磷含量高達 600 mg/kg, 菌根菌 G. fasciculatum 的感染率與孢子數均未減少 ; 而當植體磷含量高時, 即使土 壤磷含量只有 6mg/kg, 菌根菌的感染率與孢子數皆明顯下降 根據農業試 (3) 驗所以同等施肥量的栽培介質 ( 添加米糠 12 克,ca. 210 mg/l- P) 進行 不同植物接種菌根菌的試驗, 發現對照組矮牽牛的乾重反而較菌根菌或溶磷 細菌的接菌處理為重, 且植體磷的濃度並沒有因接種該菌種而增加 在這種 情況下, 菌根菌或溶磷細菌的接種可能會造成碳源的消耗, 進而成為該作物 (31) 的負擔 但在相同或更多肥份的栽培介質(ca. 210 mg/l- P or 420 mg/l- P) 下, 作物如文旦柚, 百合, 洋桔梗等, 由於該施肥量仍不能滿足該植株生 長所需 ( 可能是因為根系粗短或吸收能力不良所致 ), 接種菌根菌及其它有益 微生物對植株之生長就有顯著的差異 因此, 在調整植株磷的濃度使之適合 菌根菌的成功接種是在應用菌根菌技術上重要的關鍵 5. 菌根生理的研究 : 不同植物對菌根菌的親和性不同, 也形成許多不同型態的 26

30 叢枝菌根 大多的叢枝菌根屬於 Arum-type, 出現在大多數的農作物根內, 其根內菌絲以胞內 (intracellular) 或胞間 (intercellular) 生長, 但在形成 叢枝體時則由胞間菌絲穿入細胞後, 不斷進行雙叉分枝後形成 這種叢枝 體的形成方式是在菌絲末端且是非連續性的 近來在研究百合的菌根時, 意 外發現其菌根的感染形態是屬於另一類型的叢枝菌根 Paris-type, 其根內 菌絲的分化程度是以前所從未發現的 菌絲經由根毛或表皮細胞進入以後, 以胞內生長的方式 (intracellular growth) 在外皮層 (hypodermis) 的細胞 內形成分叉狀的錨構造 (anchor-like structure), 菌絲進入皮層內層細胞 後, 先形成交叉生長的菌絲串 (sympodial structure), 然後自該菌絲串延 伸形成菌絲捲 細小的分叉菌絲不定點的再自菌絲捲向外伸長, 形成複生的 叢枝體 (compound arbuscule) 此種叢枝體可自原菌絲串長出新菌絲並向鄰 近細胞穿入, 按上述模式形成新的叢枝體, 因此這類型的叢枝體是屬於連續 性生長 (successive) 更特殊之處是在於該根內的菌絲系統可以由原菌絲軸 的錨狀構造及叢枝體處再次長出細小的再生菌絲及囊泡 此類型菌根的囊泡 可出現在根毛 表皮及內皮層細胞內 經由碘液染色, 發現被菌絲盤據的細 胞內有澱粉類堆積 為何百合的叢枝菌根其型態與其它植物有這麼多的區 別, 可能在生理上有不同的反應所致? 試想為何百合的菌根菌絲要直接侵入 細胞內, 以穫得其生長所需的碳源 ; 而其它植物的菌根菌卻可以透過胞間生 長的方式, 即可穫得其生長所需的碳源? 6. 益根細菌 (Mycorrhiza helper bacteria) 的開發 : 植物複合接種菌根菌與 游離性固氮菌後, 其根圈內的細菌與放線菌的數目比單一接種者多 番茄根 部接種游離游離性固氮菌 (Azotobacter chroococcum) 後, 菌根菌 (Glomus fasciculatus) 之感染率及產孢量增加, 複合接種的番茄, 其乾物 重明顯比對照組重 (9) 在農業試驗所所做的諸多試驗中也多證實了根圈有 (1) 益微生物對於菌根菌促進作物生長的加成作用 7. 菌根菌在生物防治領域的拓展 : 過去, 叢枝菌根菌大多給人生物肥料的印 象 但是菌根菌在田間所表現出來效果卻不僅是如此 例如 : 在蕃茄的接種 試驗中發現, 菌根菌在預防青枯病上就有很顯著的效果 ( 表三 ) 接種菌根 菌後,45% 以上的植株可以免於青枯病的感染 此外, 菌根菌在防治根瘤 線蟲上也有不錯的成績 其作用的機制在於改變作物 ( 寄主 ) 的生理的狀況, 27

31 番茄植株可能因菌根菌感染而改變根部的碳水化合物比例, 使根部的澱粉比例增加而糖減少 ; 同時也由於磷增加而改善根部細胞之通透性, 降低根滲漏的糖 ; 因而降低根部對根瘤線蟲的誘引, 造成線蟲的侵入減少 由於菌根菌感染有助於維持根系及細胞功能, 因而減少線蟲造成的系統性傷害及受損程度 若配合其他栽培管理方法 適合的菌種及栽種品種組合 有效的拮抗物等, 在有機農法中可以兼顧生長產量及病害防治的效果 (5) 結語生物肥料等資材的應用實務中最重要的是選取正確的產品, 但往往這是一般消費者 ( 農友 ) 最弱也是最無助的地方 個人認為微生物資材應符合下列三個基本標準,(1) 產品中應含活菌,(2) 菌數應充足,(3) 產品內的菌種應與標示吻合 由於農民缺乏專業知識及設備, 因此對於微生物產品真假的分辨能力十分薄弱, 這點有待政府立法加強微生物肥料產品的管理來保障農民的權益 由於大多數細菌或放線菌的發酵過程中, 若不是使用密閉的發酵設備來量產, 在產製過程中極容易發生污染甚或含病原菌的情況, 因此選擇優良廠商及經嚴格品管的製品才是較佳的選擇 1996 年, 在農業試驗所舉行的 國際微生物肥料暨對肥製造研習會 上, 日本的講員 Dr. M. Nishio 認為有關菌根菌對於作物促進生長的效益方面, 截至目前為止, 世界各國已提出足夠的論文來印證它的好處, 我們的確相信叢枝內生菌根菌是一群有益的微生物 現在我們所最關心, 也是最期待知道的是, 如何掌握應用叢枝內生菌根菌的環境因子並使之有效發揮功用 我們相信在田間試驗上, 仍有許多試驗失敗或接菌效果反而比對照組差的結果 在這些負面的結果中, 反而隱含著更多值得我們去進一步探求解答與為往後應用更成功鋪路的契機 引用文獻 1. 吳繼光 林素禎 囊叢枝內生菌根菌應用技術手冊臺灣省農業試驗所印行 Pp 呂斯文. 張簡秀容. 張喜寧 1995 利用穴植盤培育番茄菌根苗及其田間生長之反應 中國園藝 41(1):

32 3. 林素禎 1998 台灣囊叢枝內生菌根菌之生態與其應用之研究 國立台灣大學農化系博士論文,165 頁 4. 張喜寧 1992 台灣園藝囊叢枝內生菌根之研究與展望 科學農業 40(1-2): 黃春惠 2003 叢枝菌根菌及南方根瘤線蟲於蕃茄根內相互作用之探討 國立台灣大學植物學研究所碩士論文,45 頁 6. 鄭淑芬. 張喜寧 1991 繡球屬囊叢枝菌根菌對萬壽菊及孔雀草生長與開花之影響 中國園藝 37: Abbott, L. K. and A. D. Robson The effect of mycorrhizae on plant growth. In: VA mycorrhiza, C. L. Powell and D. J. Bagyaraj (eds.). CRC Press, Boca Raton, pp Bagyaraj, D. J Biological interactions with VA mycorrhizal fungi. In: VA mycorrhiza, C. L. Powell and D. J. Bagyaraj (eds.). CRC Press, Boca Raton, pp Bagyaraj, D. J., and J. A. Menge Interaction between a VA mycorrhiza and Azotobacter and their effects on rhizosphere microflora and plant growth. Nea Phytol. 80: Becard, G. and Y. Piche Establishment of vesicular-arbuscular mycorrhiza in root-organ culture: Review and proposed methodology. In: Techniques for mycorrhizal research, J. R. Norris, D. Read and A. K. Varma (eds.), Academic Press, Toronto, pp Caron, M Potential use of mycorrhizae in control of soil-borne disease. Can. J. Plant Pathol. 11: Feruguson, J. J. and Woodhead, S. H Production of endomycorrhizal inoculum. IN: Methods and principles of mycorrhizal research. (Schenck, N. C. ), The American Phytopathological Society, St. Paul, Minnesota. Pp Graham, J. H Citrus mycorrhizae: Potential benefits and interactions with pathogens. HortScience 21:

33 14. Kucey, R. M. N. and E. A. Paul Vesicular arbuscular mycorrhizal spore populations in various Saskatchewan soils and the effect of inoculation with Glomus mosseae on faba bean growth in greenhouse and field trials. Can. J. Soil Sci. 63: Leu, S. W., S. T. Lian, and Doris C. N. Chang In vitro sporulation of vesicualr-arbuscular mycorrhizal fungi, Gigaspora gigantea and Glomus mosseae, by dual culture with carrot Ri T-DNA ransformed root and tomato root culture. Mem. Colleg. Agric. Natl. Taiwan Univ. 34: Menge, J. A. S., N. M. Davis, and V. Minassian Mycorrhizal fungi associated with citrus and their possible interactions with pathogens. Proc. Int. Soc. Citriculture 3: Menge, J. A., D. Steirle, D. J. Bagyaraj, E. L. V. Johnson, and R. T. Leonard Phosphorus concentration in plants responsible for inhibition of mycorrhizal infection. New Phytol. 80: Mosse, B Growth of Endogone Mycorrhiza in Agar Medium. 93 pp. Rothamsted Experimental Station Annual Report for Nelsen, C. E The water relations of vesicular-arbuscular mycorrhizal systems. In: Ecophysiology of VA mycorrhizal plants, G. Safir (ed.). CRC Press, Boca Raton, pp O keefe, D. M. and D. M. Sylvia Mechanisms of the vesicular-arbuscular mycorrhizal plant-growth response. In: Handbook of Applied Mycology, Vol. 1, D. K. Arora, B. Rai, K. G. Muderji, and G. R. Knudsen (eds.). Marcel Dekker, New York, pp Price, N. S., R. S. Hussey, and R. W. Roncadori Tolerance of cotton to Meloidogyne incognita as influenced by phosphorus fertilizer and a vesicular arbuscular mycorrhizal fungus. Ann. Appl. Biol. 115: Sanders, F. E The effect of foliar-applied phosphate on the 30

34 mycorrhizal infection of onion roots. pp In: Endomycorrhizae. (Sanders, F. E., B. Moss,and P. B. Tinker, eds.). Academic Press, London. 29. Sieverding, E Influence of soil water regimes on VA mycorrhiza. I. Effect on plant growth, water utilization, and development of mycorrhiza. J. Agron. Crop Sci. 150: Sieverding, E Influence of soil water regimes on VA mycorrhiza. IV. Effect on root growth and water relations of Sorghum bicolor. J. Agron. Crop Sci. 157: Stribley, D. P., Tinker, P. B. and Rayner, J. H Internal phosphorus concentration and carbon loss in plants infected by vesicular-arbuscular mycorrhiza. J. Soil Sci. 31: Sutton, J. C. and Barron, G. L Population dynamics of Endogone spores in soil. Can. J. Bot. 50: Wilson, G. W. T., B. A. Daniels Hetrick, and D. Gerschefske Kitt Suppression of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus spore germination by nonsterile soil. Can. J. Bot. 67: Wu, C.-G., Y. S. Liu, S.-Y. Chien, and T. W. Tan Microbial succession in different rotation cropping systems. J. Agric. Res. China 44(2):

35 Spore no./50 g soil /7/95. F: Fallow C: Corn R: Rice C 10/4/95 11/14/95 F 2/27/96 R F C 6/12/96 9/5/96 12/26/96 Collection date F R 3/10/97 Control Chem. Fert. F 7/4/97 C 9/25/97 Figure 1. Succession of VAMF in the treatments of control and chemical fertilizer. 圖一 叢枝菌根菌族群在不施肥的對照組 (control) 及施化學肥料的處理 (Chem. Fert.) 間變化之情形 孢子數 /50 克土 CK 龍無草巴拉刈年年春 處理後之天數 噴藥日期 : Aug Figure 2. Spore population change of VA mycorrhizal fungi in the rhizosphere of A. houstonianum after 1 year.herbicide treatment. 圖二 紫花藿香薊經不同殺草劑處理一年後菌根菌孢子數之變化 32

36 Table 1. Spore germination of Gigaspora albida in different treatments of herbicides. 表一 不同殺草劑對 Gigaspora albida 孢子發芽率之影響 Unit:% 處理 z Days after treatment 對照組 40.8 a 41.2 a 44.0 a 46.4 a 47.2 a 龍無草 30.4 b 40.8 a 44.0 a 44.8 a 44.5 a 巴拉刈 4.8 c 5.2 b 6.0 b 6.8 b 7.2 b 年年春 0 c 0 b 0 b 0 b 0 b Z Means in each column with the same letter are not significantly different by T-test at 5%level. Table 2. The length difference in germinating hyphae of Gigaspora albida at different herbicide treatments. 表二 不同殺草劑對 Gigaspora albida 孢子發芽菌絲長度之影響 Unit:mm 處理 z Days after treatment 對照組 10.3 a 35.3 a 53.2 a 70.2 a 72.0 a 龍無草 5.8 b 21.6 b 26.7 b 34.6 b 37.7 b 巴拉刈 1.0 c 4.9 c 6.2 c 6.9 c 7.8 c 年年春 0 c 0 c 0 c 0 c 0 c Z Means in each column with the same letter are not significantly different by T- test at 5%level. 33

37 Table 3. Survival rate of VA inoculated tomato plants after the infection of bacterial wilt. 表三 番茄 ( 農友 301) 接種內生菌根菌後, 對青枯病的罹病及存活情形 Treatments Control SM-3 SM-3 + SM-4 Total weight (g) Plant no Survival no Survival % Soil ph VA inoculation date: August 24, Transplanting date: October 29, SM-4: Glomus geosporum; SM-3: Glomus etunicatum 34

38 土壤分析與植體診斷在作物合理化施肥之應用 彭德昌 花蓮區農業改良場 前言以往在公營肥料之產銷體制下, 政府為減輕農民之負擔而採取低肥價政策, 但隨著肥料自由化 民營化時代的來臨, 過去由政府補貼之低肥價政策已無法繼續採行, 肥料價格將反映成本而調整, 政府為降低農民之施肥成本, 特從技術層面來推動合理化施肥措施, 教育並宣導農民依農業技術單位之需肥診斷服務推荐合理之施肥量與施肥法, 以減少肥料浪費並彌補因肥價調漲而增加之費用 農作物從土壤中吸收的各種營養要素, 短期作物可依土壤分析測定來推荐肥料用量, 長期作物則尚須作植體 ( 葉片 ) 分析診斷才能推荐合理之施肥量 各種要素需用與否及使用量之多寡, 須仰賴土壤分析及植體 ( 葉片 ) 營養診斷技術之綜合應用, 各地區農業試驗改良場所及有關農業學術機構多年來已做了許多相關之試驗研究, 建立各種作物不同要素含量濃度等級之資料, 作為作物需肥診斷服務推荐施肥量之依據 土壤採樣與分析由於個別農民農田之土壤肥力不盡相同, 試驗改良場所對作物所推荐之施肥量, 不一定全部都能夠符合各地區不同土壤肥力之需要, 適當之施肥量應根據土壤分析與植體診斷之結果來決定, 而土壤分析之首要工作就是如何取得確實具有 代表性 之土壤樣本, 再由此樣本進行分析所得之結果, 才能作正確之施肥推荐 通常一個土壤樣本約為 500 公克, 約為一公頃耕地表土 ( 深度以 17 公分 土壤密度以 1.36 公克 / 公分 3 計算 )230 萬公斤之 460 萬分之一, 由此可知土壤採樣工作之重要, 如果稍有不慎, 就會產生錯誤的結論, 因此土壤採樣時須注意下列幾點 : 一 每一個採樣點均採取少而等量之土壤, 由上至下所採土塊之深度 大小 厚薄均須一致 二 採樣工具應以不鏽 易於清潔者為佳, 如 : 土鑽 土管 土鏟 移植鏝等 35

39 三 備妥混合土壤用之塑膠桶 裝土用之塑膠袋 樣本盒 填寫資料用之紙與筆 四 採樣地點不可靠近路邊或周界邊緣 畜舍旁 田埂附近及新施肥之地區 如遇特殊或問題之土壤, 應另行採樣 五 採樣前必須先瞭解田區內土壤之變異情形, 如果是平地屬於同類之土壤 栽培管理也都一致者, 可按順時針方向進行採樣, 至預定地點採取一個小樣本後, 再向四週約距 15~20 步處各採取一個小樣本, 混合後成為一個混合樣本 一般 20 公頃平地約採 10 個混合樣本,10 公頃者約採 7 個混合樣本,5 公頃者約採 4 個混合樣本 ( 餘類推 ), 一般稻田之面積如在 0.5 公頃以內者, 採樣點為 10 點即可, 將所採之 10 個小樣本混合為一樣本 六 採樣區域如為坡地, 則應依土型 地勢 土層深度 土色 沖刷程度等因子, 將條件相同者劃分為同一區塊, 分別予以採樣, 採樣數與平地者相同 七 短期性淺根作物之採樣深度以達到有效根群發育之表土層或耕犁層為準 在休閒地採樣時, 宜先將土壤表面之雜草鏟除, 但不可除去太多之表土, 然後將土鑽或土管插入表土層約 15~20 公分, 經轉動後即可將土壤樣本取出 若以土鏟採樣時, 可先將表土掘成 v 字型之空穴, 然後沿著穴之邊緣, 用土鏟取出約 1.5 公分厚之土片為樣本 八 在種植有作物之田區採樣時, 不可靠近根部採樣, 因根群附近之土壤受到作物吸收養分之影響, 一時所含之有效性營養分往往偏低, 不能作為土樣, 故應在距離兩株作物之中點處採樣 九 多年生深根作物之採樣深度, 應依作物有效根群分布之深度而定, 一般可按土壤剖面之層次分別採取 0~20 20~40 40~60 60~80 公分等數個層次, 同一層次者可混合為一個混合樣本, 採樣工具則以土鑽較佳 十 一般採取土樣之時期, 多在前作物收穫之後至下期作種植之前進行, 本省水稻田以在第二期作收穫後採取土樣最為適宜, 因這時稻田多已排水, 土壤呈乾燥狀態, 所採取之土樣容易混合, 可取得代表之土樣, 如在浸水或土壤濕潤時採取土樣則較不合適 十一 由田區採得之小樣本, 同一土層者須置於同一塑膠桶中, 並予以充分混合 揉細而組成一個混合樣本, 然後從其中取出約 500 公克裝入塑膠袋中, 如所採之土量太多時, 可採四等分法再取出所需之土樣量, 最後將塑膠袋綁妥置於樣本盒中, 樣本盒上應寫明樣本號碼 姓名 住址等資料送交有關單位分 36

40 析 通常之田區每 3~5 年進行土樣分析一次即可, 因為在普通之情況下, 土壤中磷 鉀 鈣等元素之變化不致太快, 而土壤之酸鹼度 有機質含量及質地更是不易改變的, 故無需經常採樣送驗, 但在質地較粗之土壤, 兩次土壤分析之間隔期間則宜縮短 十二 化驗機構在收到土壤樣本後, 會核對樣本數, 並分別將土樣倒出置於塑膠盤內, 放在通風良好 但没有直接日照之處所予以風乾 約經數天風乾之後, 會撿除小石片 磨碎土壤樣本並通過細篩之篩別 裝袋供為分析之用 十三 一般土壤分析之項目有 : 土壤質地 酸鹼度 (ph) 有機質(OM) 電導度 (EC) 陽離子交換能量(CEC) 磷 鉀 鈣 鎂 鐵 錳 銅 鋅 硼 矽 鉬等 ; 若有重金屬污染之虞者, 則再加砷 鎘 鉻 汞 鎳 鉛等元素含量之分析 十四 適合大多數作物栽培之土壤質地以砂質壤土 ~ 粘質壤土為佳, 酸鹼度以微酸性 (ph6.0~6.5) 為宜, 有機質含量在 2.0% 以上, 電導度 ( 水 : 土 =5:1) 為 0.26~0.60 ds/m, 有效性營養元素之含量磷為 11~20 mg/kg, 鉀 :30~50 mg/kg, 鈣 :570~1140 mg/kg, 鎂 :50~100 mg/kg, 鐵 :50~300 mg/kg, 錳 :20~140 mg/kg, 銅 :0.5~0.8 mg/kg, 鋅 :5~10 mg/kg, 硼 :1~2 mg/kg 植體採樣及營養診斷近年來利用植體採樣分析供為多年生 深根性作物之營養診斷與施肥推荐已愈來愈受到重視, 因葉片為植物之同化器官, 是控制植物營養之主要機構, 葉片中各要素之濃度變化當可反應植物之營養狀況是正常 缺乏或過量, 並與作物之產量有所關連 近年來由試驗研究機構進行之採樣分析技術已陸續建立了可靠的葉片採樣技術 適宜濃度範圍, 可供診斷作物營養狀況與施肥推荐之依據 葉片之養分濃度分析值, 除受栽培環境 土壤肥力之影響外, 葉片採樣技術是否適當 有無代表性, 更是葉片分析與營養診斷之先決條件 不當之取樣方法會使葉片分析之結果毫無意義, 甚至導致錯誤之結論而不得不慎, 因此, 進行葉片採樣分析時必須注意之事項如下 : 一 葉齡之不同會顯著的影響葉片中之要素濃度, 以柑桔類春梢葉片之要素濃度變化為例, 氮 磷 鉀之濃度隨著葉齡之增加而降低, 鈣 硼 鐵 錳之濃度隨著葉齡之增加而提高, 鋅 銅之變化則較小 一般作物大體上都有此類 37

41 似之趨勢 二 要素之含量會因在植株部位 ( 根 莖 葉 ) 之不同而異, 在同一片葉上, 葉身與葉柄之要素含量亦不同, 因此葉片採樣時, 須註明是否包含葉柄 ( 水稻為葉鞘 ), 或者僅為葉身而已 三 葉齡雖相同, 但採自不同高度 方位 ( 東 西 南 北 ) 遮蔭程度之柑桔葉片, 其氮 鉀 鎂之濃度稍有不同, 因此果樹之葉片採樣通常是採取東 西 南 北各方位 高度大致相同之葉片組合成一個樣本 四 葉齡雖相同, 但採自結果枝與非結果枝上之葉片, 其要素含量亦有顯著之不同 以甜橙為例, 結果枝之葉片氮 磷 鉀 鋅 銅 鐵 硼之含量顯著的比非結果枝者為低, 鈣 鎂之含量則相反 五 柑桔類常會生長出新梢, 新梢生長則需消耗養分, 因此同為春梢之枝條, 未長新梢與長有新梢者, 其葉片要素含量亦不同 六 在同一栽培條件下, 不同之作物品種 ( 品系 ) 其葉片之要素含量也不同 同一種果樹, 不同之根砧, 因其養分吸收能力不同而影響接穗之葉片要素含量, 不同品種 ( 品系 ) 之接穗其要素適宜濃度範圍亦不同, 因此須就相同品種 ( 品系 ) 相同根砧 相同接穗之組合來做比較才有意義 七 在不同之生育時期, 因植物根系對養分之吸收能力不同, 雖為同一葉齡之葉片, 其養分之濃度亦有不同 因此, 葉片之採樣適期一般以在生育過程中, 濃度變化較小之時期為佳 在果樹方面並有年度之變化, 故其標準濃度之建立常為綜合多年之分析結果而得 八 在一天之中, 植物葉片之濃度亦有變化, 因此, 當天採樣之時間最好能一致 九 一般而言, 剛成熟之葉片, 其要素之濃度較為穏定, 受病蟲為害之機會亦較少, 為適宜採樣之時期 十 在面積較大之田區, 須就土壤特性之變異與田區內作物生長情況之不同, 劃分成若干區, 分別予以採樣分析 十一 在沒有適當的採樣方法之前, 若欲診斷作物之異常狀況 ( 要素缺乏或毒害 ), 可分別採取異常園區之異常葉片, 以及正常園區相同部位 相同葉齡之葉片進行分析比較兩者要素濃度之差異, 找出有用之結論 十二 一般果園之採樣面積為 2~4 公頃, 以栽培總株數之 20% 為宜, 每一個樣本約 50~100 枚葉片即已足夠各要素分析之用 38

42 十三 一般多在未下雨時, 選擇樹勢平均 生長正常之植株, 在園區內循 U 字型之路徑進行葉片採樣, 葉片採下後可裝於塑膠袋或紙袋內再置入冷藏箱中 ( 無冷藏箱者, 宜保持陰涼 避免日晒 ), 並於當天送交有關單位洗清 乾燥 磨粉供分析之用 若無法在當天洗清 乾燥者須置於冰箱中冷藏, 因葉片採下後至乾燥前, 其呼吸作用仍繼續進行, 若遲未處理, 將導致葉片乾物量顯著損失而使分析值偏高, 此外, 不新鮮之葉片有些元素在清洗時容易流失而影響分析結果 十四 一般而言, 大量要素氮 磷 鉀 鈣 鎂之分析值比較不受清洗方法之影響, 微量元素之分析值則深受影響 若葉片樣本僅須分析大量要素時, 可先以自來水洗去塵土, 再以純水沖洗, 若須分析微量元素時, 葉片須先以肥皂水洗清, 再以自來水沖淨, 最後再以純水沖洗 洗淨後之葉片再以乾淨紗布擦乾, 裝在塑膠袋或紙袋內, 置於 60~70 之送風烘乾箱中乾燥 48 小時後再以磨粉機磨細供分析之用 十五 現將花蓮 宜蘭地區共 8 種長期作物之葉片營養診斷技術說明如下, 供有關農友合理化施肥之參考 1. 柑桔類 : 於每年 8 月中旬至 9 月中旬採取當年生春梢非結果枝距末端第三或第四片之葉片, 每一果園約採 30~50 枚進行各種營養元素含量之分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 : 文旦為 2.20~2.50%, 柳橙為 2.90~3.10%, 椪柑及桶柑為 3.00~3.20%, 磷 :0.12~0.18%, 鉀 :1.40~1.70%, 鈣 : 2.50~4.50%, 鎂 :0.26~0.50%, 鐵 :60~120ppm, 錳 :25~200ppm, 銅 :5~16ppm, 鋅 :25~100ppm, 硼 :25~150ppm 2. 高接梨 : 於每年 5 月中旬至下旬採取短果枝距末端第三或第四片之新成熟葉, 每一果園約採 50~100 枚進行分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 :2.00 ~2.60%, 磷 :0.12~0.20%, 鉀 :1.20~2.00%, 鈣 :1.25~2.00%, 鎂 :0.27~0.50%, 鐵 :35~200ppm, 錳 :30~200ppm, 銅 :10~20ppm, 鋅 :20~90ppm, 硼 :21~150ppm 3. 番石榴 : 於每年 7~8 月採取當年生成熟枝葉齡 5~6 個月之第二對葉, 每一果園約採 40~60 枚進行分析 適宜之要素濃度範圍, 氮 :0.70 ~1.06 %, 磷 :0.10~0.14%, 鉀 :0.58~1.12%, 鈣 :1.73~2.11%, 鎂 : 小於 0.74%, 鐵 :191~309ppm, 錳 :38~208ppm, 銅 :14~90ppm, 鋅 : 39

43 15~67ppm, 硼 :18~66ppm 4. 枇杷 : 於每年 10 月盛花期採取花穗下第三或第四片之完全展開葉, 每一果園約採 25 枚進行分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 :1.58~1.64%, 磷 : 1.20~1.60%, 鉀 :1.65~1.80%, 鈣 :2.50~4.50%, 鎂 :0.28~0.34 %, 鐵 :50~100ppm, 錳 :50~200ppm, 銅 :8~10ppm, 鋅 :20~100ppm, 硼 :20~60ppm 5. 鳳梨 : 於每年 2 月始花期採取花穗下第一片完全展開葉, 每一果園約採 20 片進行分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 :1.50~1.70%, 磷 : 小於 0.10 %, 鉀 :2.20~3.00%, 鈣 :0.80~1.20%, 鎂 : 小於 0.30%, 鐵 :100 ~200ppm, 錳 :50~200ppm, 銅 : 小於 10ppm, 鋅 : 大於 20ppm 6. 茶 : 於每年 11 月至翌年 1 月冬茶期間採取末梢之一心三葉, 每一茶園約採 30 枚進行分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 :4.00~6.00%, 磷 :0.25 ~0.40%, 鉀 :1.50~2.10%, 鈣 :0.25~0.55%, 鎂 :0.15~0.30%, 鐵 :90~150ppm, 錳 :300~800pm, 銅 :8~15ppm, 鋅 :20~40ppm, 鋁 : 400~900ppm 7. 鳯梨釋迦 : 於每年 12 月中 ~ 下旬採取非結果枝距末端第三或第四片葉, 每一果園約採 50~100 枚進行分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 :2.70~3.10 %, 磷 :0.12~0.15%, 鉀 :1.30~1.60%, 鈣 :1.50~1.80%, 鎂 :0.25 ~0.45%, 鐵 :60~100ppm, 錳 :60~140pm, 銅 :8~16ppm, 鋅 :15~ 30ppm, 硼 :25~80ppm 8. 楊桃 : 於每年 7~8 月採取樹冠中層當年生未結果枝距末端第五葉, 每一果園約採 50~100 枚進行分析, 適宜之要素濃度範圍, 氮 :1.65~2.60%, 磷 : 0.10~0.18%, 鉀 :1.20~1.90%, 鈣 :1.50~2.00%, 鎂 :0.60~1.00 %, 鐵 :60~180ppm, 錳 :20~500ppm( 暫定 ), 銅 :5~15ppm, 鋅 :70 ~150ppm, 硼 :50~90ppm 40

44 花蓮地區問題土壤之肥培管理 行政院農委會農業試驗所 郭鴻裕 劉滄棽 朱戩良 江志峰 前言快速的經濟發展與社會對物質追求, 我國的社會經濟曾蓬勃發展, 歡喜迎接 21 世紀到來的時代, 彼時農業狀態曾是老人農業, 農業發展處於低潮 轉眼間, 整體經濟衰退, 長期的景氣低迷, 經濟狀態緩慢改善, 年輕人力回流農村, 農業問題不容忽視 然國際化進展快速,WTO( 世界貿易組織 ) 體制積極推展自由貿易, 國外農產品排山倒海的踴進國內, 對於國產農產品產生強烈排擠效應, 農村不是經濟蕭條期的避風港 再者, 農業經營對環境的衝擊日益受重視, 市場對農產品規格化要求日高, 消費者之飲食消費形態改遍, 社會對農業的需求多樣化 ( 休閒 心靈 養生 醫療 ); 農業對國土環境保護 文化傳承機能的發揮, 以及物流業發達 高度資訊化技術革新的進展等內在外在多因素考量, 吾人深深體驗到農業的經營是到一個大變革的時代 土壤肥料的研究在此變局中如何扮演應有角色, 值得我們宏觀且深入的思考 花東縱谷的農田面積佔全台農田面積的百分之十左右, 交通不便並遠離西部消費市場或出口港, 在如此競爭劣勢的大環境下, 思考如何突破萬重困難, 創造新契機, 應先瞭解農業環境 --- 生產基盤之優劣勢後, 再謀進一步之發展 花蓮地區之農業生產環境基本問題東部的農業生產區主要位於花東縱谷狹長地帶及東海岸山脈之東側沿海地帶, 在氣候與土壤的自然條件皆異於西部地區, 自成一格 認識東部先對東西部相關地區緯度之認識, 對東部地區氣候之瞭解有某些程度之啟示作用 ; 試舉東西部相近緯度比較重要地名為 : 蘭陽溪口約對竹南香山界 ; 花蓮溪口對彰化芳苑 ; 瑞穗北迴歸線對嘉義市南郊 ; 富里對曾文溪口北七股 ; 台東對高雄縣彌陀 ; 大武對屏東縣東港南側 41

45 季風也是東部的重要氣候現象, 其特點是東海岸一帶, 東北季風及颱風風速與海面者接近, 花蓮溪口正對東北, 季風順縱谷風管直達光復, 該地之谷中脊阻力不大, 其南面受保護之效果有限 又於瑞穗迎來秀姑巒溪自海邊引入之谷風, 衝向池上, 此一稍為升高之谷脊及高階地, 加以谷形曲線略為保護其南面數鄉土地, 但仍是風勢不弱 唯台東至太麻里氣候較佳 ( 陳春泉,1989) 高山遮陰恐是東部氣候之極大缺點, 中央山脈 3000 公尺以上連峰自花蓮縣北界向南一直延伸至大武山, 對東部縱谷土地言, 一如背負巨傘 ; 加以東岸山脈自花蓮溪口延至埤南溪口於富里升高至 1700 公尺阻擋在前, 使此窄谷東西交替遮陰 宜蘭南有高於 2000 公尺山峰, 西有 700 至延 1000 公尺山嶺, 東濱太平洋, 所幸季風風速不大, 但冬季台北陰天時, 宜蘭常為陰雨, 過去 " 爛冬 " 惱人之天氣, 二期作水稻歉收時有所聞 東部因 10 月至次年初, 陰天特多, 高山山腹常掛雲帶, 日照更少, 這也是東部氣候特殊之點 ( 陳春泉,1989) 自宜蘭至太麻里如此細長的地區裡, 僅有宜蘭 花蓮及台東 成功 大武五處氣象站, 無法涵蓋如此複雜變化的地區, 在水田生產力調查總報告中曾以西部關鍵性氣象要素之評估數值, 用於東部各關鍵性氣象要素, 推算估計產量 試以水稻生產分級規範之氣候分布圖, 做為本地區之作物生產環境之參考 東部尚有非氣候而影響作物生產之特殊因子, 如 : 河流流路之變化大, 粗中質地及礫石質土壤雜呈, 淺及極淺土交錯, 排水良地帶夾雜排水不良田塊, 由含石灰質灌溉水而成之石灰質土壤, 與極強酸性土壤皆有, 而花蓮各種微量要素缺乏土地甚多, 農民栽培技術差距大 ; 台東東北沿海溪流短促, 灌水常有缺乏問題 宜蘭土壤比較單純, 其缺點為排水不良者所佔比率大 花蓮地區之土壤問題與管理一 有效土層淺 : 有效土層是指作物根系能自由生長之良好物理性的土壤厚度, 或為土壤調查中所指之 A 層 ( 有機質積聚層 ) 之厚度 土層表層是土壤養分之精華聚積所在, 土壤有效土層淺影響土壤之生產力很大 有效土層淺之生產力阻害, 不外乎因 :(1) 土層淺薄, 限制根系之發展, 影響養分 水分之吸收 ;(2) 土層淺薄, 對於乾旱或潮溼不良環境之緩衝力降低, 導致生產力不安定, 不利於生產與管理 ;(3) 淺層土常有養分供應不足之現象 ;(4) 土壤離子淋洗容易 42

46 土壤調查資料顯示花東宜地區有 51,720 公頃農田屬於淺土, 幾佔花東宜地區農田之一半面積 地質 地形自然因素是造成花東縱谷東部地區有效土層淺薄的主要原因, 縱谷兩旁山高 谷地狹小, 山區地質脆弱, 大量的崩積物經常隨大水沖刷而下, 形成許多沖積錐 沖積扇及氾濫平原, 這些地區皆屬於淺土區 詳如圖一 土壤管理組所示之淺層沖積土區 除自然因素生成之淺土層外, 造成有效土層淺薄之人為因素包括 :(1) 不當之土地利用, 造成土壤沖蝕, 如 : 坡地土壤之水沖蝕或沿海地區之風蝕作用, 使得有效土層淺薄 ;(2) 水旱田輪作及大型農業機械之導入, 造成表土下 18~40 公分產生犁底層, 阻礙作物根系之發展 ;(3) 東部片岩粗質地淺層土農田土壤經過水田利用後, 常產生硬厚之鐵錳積聚層, 造成根系無法穿透, 或排水不良, 影響旱作之生長 土壤密實 乃是因為耕犁層下之土壤之構造孔隙被破壞或減少所造成 近年因為對於農業機械倚靠殷切, 同時農業機械發展大型化, 以增加效率, 但亦因巨型機械碾壓而使得土壤產生犁底層 台灣地區農田水田耕作多年, 因人畜或機械在浸水環境下耕犁行走 ; 或因春 夏多雨環境, 農民搶農時而在土壤濕度太高之情況下進行耕犁, 極易產生犁底層, 使土壤密實 多年來調查資料顯示, 台灣地區農田土壤之密實情行普遍而明顯, 一般農田犁底層之總體密度大, 平均為 1.45 至 1.78 Mgm-3 影響作物根系之發展, 樹園地之總體密度較低, 但亦在 1.52 Mgm-3 對於根系在土壤伸展有負面之影響 一般旱作之根系很少深入 18 公分以下, 在農試所試驗田的調查資料顯示,90% 的玉米根系分布在表土 15 公分以內, 特別是稍粘重之土壤, 對於旱作作物產量影響很大, 尤其在乾旱或多雨之情況, 可以明顯感受土壤密實之影響 同時, 因為在坡地之土壤密實而導致土壤沖蝕或水分逕流之損失, 或因土壤密實而影響肥料肥效 灌溉效率或增大蒸發散量及作物易罹病害等不利之效應 國外之資料亦顯示, 作物因曾土壤密實而導致農作物減產 25 至 50%, 或增加耕犁燃料費達 35%( 郭鴻裕,1994) 有效土層淺具體管理對策包括 : 1. 擬定維護土壤品質目標 : 有效土層深度, 台灣地區實際可行之目標則至少在 25 公分以上之厚度 2. 選擇改善管理方法, 包括 : 43

47 (1) 客入優良品質之壤土至 25 公分厚 ; (2) 打破鐵錳積聚層 : 不深耕法, 適合土層較淺 石礫較大之區域, 可採行 :1) 客入紅土 5 至 10 公分 ;2) 每公頃施用硫酸亞鐵 200 公斤, 硫酸錳 200 公斤 ;3) 每公頃施用矽酸爐渣 3 噸 ;4) 施肥合理化 深耕法, 適合深層土壤之區域, 可採行 :1) 板犁深耕 30 公分 ;2) 深耕後再客紅土 ;3) 每公頃添施矽酸爐渣 3 噸 ;4) 深耕後, 增施硫酸亞鐵及硫酸錳各 200 公斤 / 公頃 ( 林慶喜,1990) (3) 犁底層存在之土壤 ( 旱作 ): 1) 潛耕犁或刀犁深耕 40 公分深 2) 栽植深根綠肥 (4) 加強土壤保育措施, 防止土壤流失 3. 其他配合措施 : (1) 依據區域作物發展方向, 土地評估與土地利用規劃, 選擇作物類別及管理方式 (2) 充分利用土壤調查資訊, 掌握土壤理化性質, 管理與保育土壤 (3) 建立區域之合理施肥方法 二 土壤團粒穩定度 : 土壤團粒穩定度 (soil aggregation stability) 與表土耕犁難易有密切之關係, 可以用於間接表現出表土耕犁 碎土難易有關之土壤性質評估, 也就是指表土結持度 (consistence) 相關之土壤性質評估 在旱田耕犁作業, 大型農機之使用馬力與能源消耗有關, 故為土壤生產力之影響因素之一 再者土壤團粒穩定度與土壤透水性 抗蝕性等也有密切之關係, 故在作物生產與環境品質維護都是是土壤品質評估之重要指標之一 土壤團粒的形成受土壤有機質含量 土壤黏粒含量 黏粒類別 土壤乾濕變化 土壤膠體吸附之電解質 土壤生物活性 耕作類別及耕犁方法等等有密切之影響 臺灣地區土壤長久處於高溫多濕狀態, 土壤有機質分解快速, 不利於土壤團粒化之行成, 又一般耕作以水旱田輪作為主, 土壤團粒在水田糊化時大都分散破壞, 所以在轉為長期旱田耕作時, 應當注意此類土壤品質 又林家棻氏 ( 林家棻, 1967) 報告中亦指出 全省農田土壤有機質含量約有 14% 屬極低等級 (< 1%),50.8% 屬低等級 ( 1%- 2%),

48 % 屬中等級 ( 2%- 3%), 僅有 8.3% 屬高等級 (> 3%), 換言之, 約有 2/3 農田土壤中所含有機物屬於低下 者 所以台灣地區農田土壤有機質含量偏低為一事實, 在水田耕作情形下, 土壤有機質含量或可稍累積, 然在長期旱田耕作下, 則土壤有機質消耗加快 土壤有機質含量低不易維持土壤構造維持, 所以土壤團粒穩定度應是台灣地區旱田土壤品質維持之最大問題之一 或有人以為可以增施有機質於農田以解決缺乏土壤有機質引起土壤團粒穩定度低之問題, 因其涉及長期維持土壤有機質含量之成本效益問題 分解有機質產出多餘養分造成環境污染問題及材質來源等問題, 是一個相當複雜的問題, 且目前缺乏詳盡的資料, 不在此多做討論 一般表土質地在坋質粘壤土以上則屬於不易耕犁土壤, 在粘土礦物屬於蒙特石類或綠泥石類土壤, 如東部之黑土 東岸母岩沖積土 ( 泥岩 ), 即屬於不易耕犁之表土, 花東地區以土壤圖估算面積約佔有 7,780 公頃, 花蓮 台東縣面積佔大多數 這些土壤特別是在水田耕作後, 土壤團粒遭受破壞, 問題更為嚴重 土壤團粒穩定度與土壤有機質含量 土壤黏粒含量 黏粒類別 土壤乾濕變化等有密切之關係, 一般耕作以水旱田輪作為主, 土壤團粒穩定度在水田糊化時大都破壞, 所以在轉為旱田耕作時, 應當注意此類土壤品質 土壤團粒穩定度差造成之生產力低之原因如下 :(1) 影響表土之碎土程度, 而影響種子之發芽 一般調查, 土塊大小在 2 公分以下, 發芽為 94%; 2 至 4 公分, 則發芽率降至 87%;4 至 8 公分則只有 66% 發芽率 (2) 表土具粘著性, 在土壤溼潤時, 經常粘著農具, 不利於耕犁 (3) 土壤過於堅硬, 機械不易耕犁深入土壤, 必須耗費時間與能源才能達到預期效果 (4) 土壤含水量多, 不易乾燥, 影響農機下田耕犁及作物栽植時間 土壤團粒穩定度具體管理對策包括 : 1. 擬定管理對策目標 : 一般迥轉犁耕犁二次以下,2 公分碎土佔 70% 以上, 或表土 25 公分內粘粒含量降至 15 至 25% 以下 2. 選擇正確之管理方法 :(1) 細質地表土降低表土粘粒含量 : 客入粗質地土壤或施用矽酸爐渣或飛灰 (2) 表土有機質含量低 : 加表土有機質含量, 降低表土結持力, 可施用堆廄肥每公頃 20 噸 (3) 施用稻殼 施用稻稈或作物殘體迴歸土壤 (4) 休閒期栽種綠肥 3. 管理對策實施之配合事項 :(1) 土壤改良之前, 應進行詳細之土壤細部調 45

49 查, 注意土壤之粘粒含量及理化性質, 同時進行土壤性質調整工作 ;(2) 客砂後, 土壤通氣改善, 土壤有機質消耗較快, 應加以補充 ;(3) 客土期間, 應注意土壤水分含量, 避免土壤壓實 ;(4) 施用有機質, 需注意有機質之碳 / 氮比及施用區是否排水良好 三 土壤保水能力土壤保水能力 (available water capacity) 指土壤能夠提供多少量之水供作物利用, 其關係土壤供水與作物利用能力之大小, 對於土壤管理難易或作物生長之影響甚大, 其為土壤綜合表現性質之一 雖本省多雨, 但雨量分布並不平均, 故土壤供水能力列為影響生產力項目, 也是土壤品質之重要指標 影響土壤有效水分之因子包括 : 土壤石礫含量 土壤有機質含量 總體密度 土壤質地等等 特別是質地影響有效水分含量, 粗質地一般之含水比例低於 0.1, 細質地為 0.1 至 0.2, 而中質地約為 0.15 至 0.25 左右 東部地區農田土壤多石礫或粗質地或重黏土地區, 因地形及河川條件無法發展灌溉系統, 許多地區易遭旱害 ; 本區之農田基本建設應著重於灌溉系統之發展 東部地區面積估算約 2,370 公頃需加強土壤保水能力改良, 以宜蘭三星 花蓮縣海岸山脈兩麓及台東長濱 成功 東河面積為多 土壤保水力之生產力重要性原因, 與植物在生理作用, 包括 : 形態保持 養分吸收 代謝作用 光合作用及環境之適應, 如 : 水分吸收及蒸散作用等無不相關 另土壤之水分影響養分之流動, 土壤之氧氣及土壤生物之活動均對植物根系活動有莫大關係 土壤水分不足, 植物吸水量降低, 光合成及呼吸作用異常, 生長受抑制, 收量亦影響 因此保持土壤適當的水分, 以維繫作物高產是必要的 東部地區造成土壤保水能力低之因素, 包括 : 土壤淺薄, 具有石礫 土壤質地太粗 土壤底層具粘土層或緻密層阻礙地下水之供應或土壤粘重降低土壤有效水含量等 土壤保水能力之管理對策如下 : 1. 擬訂管理對策目標 : 一般作物在土壤水分狀態 pf3.0 以下, 即有乾燥之阻害, 故改善之目標即在維持土壤水分狀態在 pf2.0~2.7 之間, 供作物生長依作物種類而異 而上層 50 公分土壤保持有效水分在 50~80 mm 2. 選擇適當之管理方法 :(1) 土壤質地粗, 客粘土改良 改進灌溉方法與設 46

50 施與增加施用有機質 ;(2) 底層土壤粘重或緻密, 打破底層, 增加有效土層及使地下水能適時藉毛細現象供水 心土破碎及深耕, 增厚有效土層 3. 管理對策實施應注意事項 :(1) 節水管理方法甚多, 土壤保水力弱而暫無法客土進行改良時, 可以下列方法改善 :1) 施用有機資材, 提高土壤保水能力 ;2) 覆蓋以減少地面水之蒸散, 但一般旱作較難實施 ;3) 深耕以擴大根域, 增加土壤含水量 ;4) 利用噴灌或滴灌方法 ;5) 各項作物有其適合之土壤水分含量, 且影響其品質 一般果作後期如供給過多水分則影響其糖度 或太多水分而裂果, 必須注意 ;6) 因土壤過乾而灌水, 同時必須注意灌水而引起之土壤潮濕 病害 四 土壤排水土壤因含水分過多, 土壤通氣十分不良, 根部缺乏氧氣呼吸或累積有機酸對根產生損害, 稱為排水不良, 一般泛指旱田排水不良, 但第二期作水田因滲漏速率太低, 導至土壤有機酸累積而產生毒害亦歸類於此種問題 花宜地區農田土壤過濕之產生原因有許多, 包括 :(1) 過多之降雨或洪水產生短期之濕害 由於全球氣候變遷之之效應以及社區 道路的擴張 坡地之開發, 洪水危害頻率增加, 造成許多農田易於遭受過濕之危害 (2) 因耕犁壓實土壤產生之濕害 ; 常在較黏土壤及犁底層發達之田區發生, 農民在不恰當之土壤水分狀態下耕犁或遇雨搶收作物, 更加重土壤濕害之問題 (3) 東部農田位於山麓下緣 沖積扇尾端或溪流旁農田易於出現排水不良之問題 (4) 土壤層次質地之不連續, 在沖積扇或氾濫平原的土壤來源不穩定, 土層質地不連續, 亦是造成土壤內部排水不良之原因 土壤調查資料推估宜 花 東地區土壤排水不良面積約有 14,520 公頃, 以宜蘭縣面積 13,790 公頃最大 土壤水分過多, 影響土壤中氧氣濃度, 而對作物根系產生下列阻害 :(1) 影響作物根系之呼吸作用, 阻害根系代謝作用, 及養分 水分之吸收 ;(2) 根系缺氧呼吸, 而碳代謝循環產生乙醇, 對作物產量嚴重影響 ;(3) 根系缺氧, 而影響植物生長素之合成 ;(4) 土壤中厭氣微生物之代謝物質, 對植物根系產生毒害 又土壤如果經常充滿水分, 對於耕作管理上亦有諸多不利之點, 略述如下 :(1) 因施用之肥料易於淋洗或脫氧損失, 不利於養分之管理 ; 47

51 (2) 因為土壤承載力低, 農業機械不易操作而影響農時 ( 栽植及收獲 );(3) 因土壤潮溼, 使用農業機械時易壓實土壤, 影響作物根系之伸展 ;(4) 因土壤潮溼易於引起各項土壤病害發生 土壤排水之具體管理對策 : 1. 擬訂理想之管理目標 : 台灣地區較可行之土壤排水管理目標為表層下 60 公分內無排水不良影響之因素存在 2. 選擇管理方法 : 土壤排水不良改善方法首先必須了解土壤排水不良之原因, 並針對原因改良才能收改良之效 因為排水改良工程需要大面積實施效果才易於明顯 (1) 地下水位高 :1) 暗管排水, 降低地下水位, 旱田地下水位降至 60 公分以下, 果樹園地下水位降至 80 公分以下 (2) 土壤底層有不透水層, 必需打破不透水層 暗管排水, 增加下層土壤之透水性 (3) 氣候因素 :1) 減少降雨溼害, 以選擇作物因應 ;2) 暗管排水 ;3) 發展設施農業 ;4) 地面排水計畫與設施之配合 3. 管理對策實施應注意事項 :(1) 土壤排水計畫需要有詳細之土壤調查, 供為排水設施規劃之參考, 才可獲得預期結果 ;(2) 因為排水改良所需之改良費較多, 故能調整作物之栽培種類 ( 如 : 水生作物等 ) 而減少改良費用 ; (3) 土壤排水計畫需有地面排水計畫配合才可獲得顯著效果, 同時排水計畫宜為大區域進行 五 土壤保肥力 ( 陽離子交換能量 ): 陽離子交換能量是估算土壤養分供應能力的指標, 陽離子交換能量與土壤陽離子元素之儲存能力 ( 保肥力 ) 石灰施用量估算有關, 以供為土壤養分管理及廢棄物處理或土壤改良 模式分析之用 陽離子交換能量大小即是土壤保肥力大小之表現, 一般土壤陽離子交換能量越大表示土壤之保肥力越強, 施入土體之養分不易流失 陽離子教換能量大小與土壤質地 土壤黏土礦物類型及土壤有機質含量有密切之關係 花東地區農田土壤的保肥力相差懸殊, 黑土地區陽離子交換能力在 20 cmol+/kg soil 以上, 片岩沖積土則偏低 花東地區之土壤保肥力分布圖, 詳如圖二 台灣本島一般土類平均值皆為 6 cmol+/kg soil 以上, 但花東地區片岩沖積土之陽離子交換能量, 平均值在 4cmol+/kg soil, 土壤保肥力 48

52 相當弱 所以農田土壤保肥力偏低是花東地區農田土壤管理所必需面對之重大課題 解決土壤保肥力偏低之方法可以是施用緩效性肥料 ( 含有機肥料 ) 少量多次施肥 深耕 淺根與深根作物間作 加強葉面施肥 改進施肥效率等方法等等以增加肥料利用率 減少肥料損失與環境之污染 六 土壤酸鹼度 : 土壤酸鹼度是土壤基本性質判斷之指標, 通常指示土壤溶液中游離的氫離子濃度高低 土壤溶液中游離的氫離子 (H+) 濃度高於氫氧離子 (OH-) 濃度, 因而呈酸性反應的土壤 一般以 ph 儀量測土壤溶液中游離的氫離子濃度大小為指標, 也可以用 ph 指示劑 ph 指示紙顯現顏色指示土壤酸鹼度高低 土壤酸度 (ph) 影響土壤養分之可給度 土壤生物活性 根之伸展, 是影響作物生長之基本問題, 同時對於農藥有效度 重金屬之移動性 管線之腐蝕性都有密切之關係, 是土壤品質之一重要指標 作物對於土壤酸性之嗜好或忍耐程度不同, 故分級等級乃以一般作物之喜好為參考並非絕對性 土壤酸鹼度對於生產阻害原因包括 :(1) 土壤 ph 值小於 5.5 時, 溶解性鐵 鋁 錳毒害逐漸產生,pH 值愈低, 溶解性鐵 鋁 錳越多 ;(2) 磷之有效性降低,pH 值 5 以下時, 磷與鐵及鋁結合成不溶性磷酸鐵及磷鋁等化合物, 作物吸收困難 ;(3) 在強酸性下, 有機態氮 硫 磷元素釋出困難 ;(4) 在強酸性下, 土壤中鈣 鎂 鉀等鹽基易於流失, 植株生長常常欠乏 此外, 硼 鋅 銅 鉬亦有所欠缺現象 ;(5) 土壤 ph 值太低時, 影響土壤有益微生物之活動, 如放射菌 細菌 固氮細菌 硝化細菌之族群數降低, 降低土壤生化反應速率 ;(6) 土生性真菌活性增加, 增加土生性病害如 : 白菜之根瘤病等 如果土壤酸鹼值太高, 亦有養分有效性之問題 氮肥損耗 土壤生物活性等等問題 東部宜蘭縣丘陵地土壤也多呈強酸性, 其平原地區多呈中酸性, 花東縱谷光復以南, 土壤酸性反應漸多, 至卑南農田一帶, 土壤亦多呈強酸性 花東地區之土壤酸鹼度分布圖, 詳如圖三 最近之土壤肥力調查結果顯示 : 因為旱田及園藝作物之栽種取代水田耕作, 加以農民缺乏正確之土壤肥培管理正確知識, 常常過量施用肥料, 並缺乏施用石灰資材改善土壤酸性, 所以農 49

53 田土壤酸化面積稍有增加 土壤酸鹼度之具體管理對策包括 : 1. 擬訂管理對策目標 : 土壤 ph 值提高至 6.0 至 6.5 之間, 交換性鈣飽和度 50% 以上, 鹽基飽和度 80% 以上 次理想目標, 提高土壤 ph 值至 5.5 以上, 交換性鈣飽和度至少 40% 以上鹽基飽和度 60% 以上 2. 選擇正確管理方法 : 各作物所適合之土壤 ph 範圍有所差異, 故酸性土壤之改善方法, 必須依作物而考慮 (1) 強酸性土水稻 (ph 小於 5.5) 且缺矽 :1). 提高土壤有效性矽含量 ;2) 改善土壤酸性 ;3) 每公頃施用矽酸爐渣或矽酸鈣 1~2 公噸, 隔兩年再施用 (2) 雜糧 蔬菜 ( 強酸性土 ):1) 提高土壤 ph 值 ;2) 提高交換性鈣 鎂含量 ;3) 補充微量元素之不足 施用石灰粉 石灰爐渣或矽酸爐渣 ;4) 配合施用有機資材 ;5) 測量硼 鉬 鋅 銅等微量元素, 適時補充 ;6) 加強土壤診斷 (3) 果樹 ( 強酸性土 ): 1) 提高土壤 ph 值 ;2) 提高交換性鈣 鎂含量 ;3) 補充微量元素之不足 ; 4) 施用石灰 白雲石粉或矽酸爐渣 ;5) 配合施用有機資材 ;6) 加強土壤植體營養診斷 3. 管理對策實應配合事項 : 施用石灰改良酸土時, 必須考慮下列要項 : 包括 : 作物對石灰需要量 土壤質地與有機質含量 石灰之施用時間及次數 石灰施用之品質 粗細粒徑 耕犁之深度等等, 以估算石灰之實際需要量 在許多高淋洗 低鹽基含量之土壤中, 如紅土 砂土等, 必需特別注意施用石灰後, 而引起之養分缺乏症狀 七 土壤養分含量 : 土壤養分指由土壤所供應作物生長所需之必要成分, 土壤養分影響作物生長最為直接因此列為生產力之一項 作物之生產過程約有 1/3 至 1/2 的養分由農田獲取, 故農田土壤養分是土壤品質之重要項目之一 土壤養分不但需考慮供應量之多寡且養分間之頡抗作用亦影響作物對其之吸收, 故養分之平衡問題亦不可忽視 土壤養分評估是相當複雜之學問, 一般以 臨界值 當為土壤養分含量之豐缺區分 一般之土壤養分含量評估是以土壤全量或抽出物分析其含量多寡, 因土壤養分種類相當的多, 故土壤養分含量評估相當繁複, 依不同元素而加以評量 50

54 土壤養分含量對生產影響之原因, 不外乎是影響作物之生長功能, 養分對植物之生長功能綜括如下 :(1) 成為植物組織之成分 ;(2) 成為某種化學反應之催化劑或引導物 ;(3) 影響植物體內之氧化還原作用 ;(4) 協助植物體內酸之調節 ;(5) 影響植物體內之滲透性 ;(6) 影響其他元素進入植物體內 ;(7) 供給植物根部一個更適宜的環境以幫助植物生長 一般之農田施肥皆以氮 磷 鉀三要素為主, 氮肥易於損失, 極少殘存土體中 ; 磷肥則較不易移動, 故經年施用磷肥, 表層土壤中殘留甚多之磷素 ; 鉀肥在土壤中之移動速度介於氮素及磷素之間, 但亦稍有殘留跡象 土壤氮素了以土壤有機質含量推估, 東部地區除粗質地農田外, 一般土壤有機質含量均在中高含量, 詳如圖四 宜 花 東地區日照時數低, 陽光不足, 雨量多的氣候條件, 是否合宜全然以有機肥料當為營養管理之方法需要再商確 除了因為有機農業型態經營者非得依有機農業經營規範執行, 必需以有機肥料施用於農田者 與化學肥料比較, 當前販售的有機肥料是相當昂貴的資材, 如以養分含量價值比較有機肥料至少比化學肥料貴 16 倍以上, 所以需要明確的瞭解施用有機資材的目的為何? 是改善土壤物理性質或是添加養分? 如果僅是以養分的補充考量, 化學肥料絕對比有機肥料有更大的優勢 因為有機肥料的養分釋出是緩慢而受天候與土壤環境條件影響, 所以如以栽種瓜果 果樹類作物, 常因有機肥料養分釋出的控制困難 ; 又因為有機肥料的氮 磷 鉀比例無法配合作物生長時對三要素比例需求, 而使得收量不理想 當前有機肥料的品質良莠不齊, 常有重金屬混入有機肥料之困擾發生, 如使用該類產品日久對土壤品質相當不利, 選用有機資材當為養分供應源應要小心 東部地區因土壤缺乏微量要素較為明顯, 農友缺少施用微量要素的觀念, 所以常以施用有機資材當為補充微量要素的來源, 其實只要加強土壤及葉片營養診斷方析, 由改良場推薦農友施肥量與方法, 同時農友加強對肥料的認識, 即可有效的改善土壤養分缺失問題 早年以水稻耕作為主, 土壤呈還原狀態, 土壤磷有效性高, 又水稻對磷素敏感性較低, 一般較少施用磷肥 近年水稻轉為旱作以及農民栽種經濟作物為主, 土壤轉為氧化狀態, 使得磷素有效性降低, 加以旱作需要施用大量磷肥, 是為表土磷素含量增加迅速 又目前農民施肥偏用複合肥料與堆廄 51

55 肥, 部分地區土壤磷素含量很高, 但亦有不少荒廢農田, 所以農田土壤磷鉀肥含量極值差異增大 東部地區土壤磷素含量受土類影響很大, 在片岩沖積土區土壤磷素含量高, 但在黑土區或東岸母岩沖積土區土壤磷素含量仍低, 土壤磷含量分布圖詳如圖五 許多之園藝作物田施用過多之磷肥, 殘留於表土, 會阻礙其它養分之吸收, 產生養分不平衡之現象 在過去之土壤調查發現許多中 粗質地之酸性農田, 其表土之交換性鹽基下移現象明顯, 台灣地區又處於高溫多雨之地區, 推測本項土壤劣化之現象, 普遍存在中 粗質地之酸性農田 養分不平衡區除上述之園藝作物田外, 許多灌溉水含有石灰物質之農田, 常因農田富含鈣質而與其它養分產生頡抗作用, 造成養分之不平衡, 此項問題普遍存於花蓮縣北部農田 土壤鉀含量相對中要的取決於土壤礦物組成, 片岩沖積土的土壤含鉀量偏低, 但是東岸母岩沖積土或黑土的土壤鉀含量高, 皆與土壤之黏土礦物組成有莫大的關係, 在土壤肥力管理上不可不注意其特點 詳細的土壤鉀含量分布圖如圖六 其它土壤鈣鎂 硼 鋅等分布圖如圖七 八 九, 各土壤養分含量分布高低各與土壤特性相關 農田土壤中含有過量之養分, 不但是投資之浪費, 並造成養分不平衡, 不利於作物生長甚造成作物減產, 更造成地表水與地下水質污染之問題 土壤養分流失通指因農田表土沖蝕 土壤養分淋洗下滲 土壤有機物分解等事實, 造成土體中提供作物養分量減少, 影響作物之生產 此處專指土壤中鹽基之損失, 土壤養分之流失可能因為灌溉 施肥及土壤之自然化育而產生 雨水 灌溉水中含有氫離子, 可能與土體中之鹽基替換, 造成養分下移 ; 或是水田耕作, 產生之氧化還原作用, 使得鐵 錳離子下移, 造成退化水田或鐵錳聚積層等 ; 化學肥料之施用產生之硝化作用產生之氫離子會促成土壤鹽基之替換而損失, 同樣有機肥之分解與硝化作用同樣的亦產生酸根, 使土壤鹽基流失 ; 有時有機肥會改善土壤酸化現象, 乃是因有機肥製作過成加入一些石灰物質之故 如果施用化學肥料同時亦注重鹽基之補充, 本項問題可以減輕許多 土壤養分含量之管理對策 : 1. 擬訂管理對策理想目標 : 初步改善土壤養分問題, 以提昇土壤養分濃度至 52

56 使作物不產生缺乏症狀為主 2. 選擇正確之管理方法 : 土壤養分缺乏之改善是一項專門技術, 必須根據現場情況 化學分析資料而決定添加量, 已有許許多多的報告文獻參考, 不再本文中敘明 另微量元素可利用葉面噴施協助, 但效果有限 3. 管理對策實施應注意事項 : 作物對於土壤養分之反應, 受下列因素影響, 添加肥料時, 必須加以注意 :(1) 品種特性 ;(2) 氣候 ( 溫度 雨量 日照 ); (3) 生產量 ;(4) 土壤物理性 ( 有效土層 排水 質地 水分 );(5) 土壤化學性 ( 陽離子交換能量 土壤氧化還原程度 酸鹼度 緩效態養分 元素之拮抗作用 );(6) 耕作方式 ( 水 旱田 );;(7) 栽培管理 ( 覆蓋 整地 病蟲害及連作等 ) 宜花東地區問題土壤之肥培管理策略綜上資料之結論, 花蓮地區農田受地形及氣候因素影響很大, 陽光不足 土層淺薄 土壤養分條件不佳是花東縱谷的耕作限制因子 ; 當然花東地區土壤條件也並非全面是負面條件, 土壤無污染 灌溉水潔淨及東岸母岩沖積土及黑土具有很高的鹽基飽和度肥力, 均是西部地區無法比擬的特點, 所以土壤環境管理是花東地區農業經營成供與否的關鍵性因子 宜花東地區之土壤肥培管理可以分為下列幾個基本方向 : 1. 發展配合氣候條件之土壤肥培管理模式 : 因應日照時數低, 陽光不足, 雨量多的氣候條件, 必需調整偏施氮肥的迷失, 又因為日照時數有限, 產量受到侷限, 施肥量亦應調整 鉀肥可以補充日照之不足, 因此三要素比例應與以調整為配合東部之氣候型態 如果利用日照時數少的特殊環境, 配合肥培管理的操控, 轉形為生產醫療或養生農產品的模式, 亦是另一東部農業發展之途徑 2. 發展配合土壤條件之土壤肥培管理模式 : 可以分為兩種方向, 第一種方向是發揮本地黑土之高飽合鹽基的特點, 補充磷素之不足及控制氮肥之施用, 生產高級良質米 第二種方向為透過政府的補助計畫, 區域性的進行問題土壤改良及肥培管理, 提高生產品質與產品均一性, 才可能開拓市場 土壤肥培工作發展的重點為 :(1) 發展灌溉系統與肥灌技術, 提高肥料有效性與機動性 ;(2) 進行除礫工程, 加深土層厚度 ;(3) 強酸性土壤改良, 提高肥料有效性 ;(4) 53

57 發揮土壤資訊, 加強土壤與植體營養診斷效能, 針對各區域之土壤肥培問題提出改進方針, 避免農友過量施肥與不平衡施肥 3. 加強土地評估與土地利用規劃 : 花東宜地區皆有傲人的景觀, 農業發展皆以觀光農業 休閒農業主軸方向發展 所以農業的生產必需配合觀光產業的發展, 如果因為農業的生產而污染環境, 則兩者終將衰敗 提高土壤生產力可以降低肥料農藥的施用, 維護環境品質 有良好的土地利用規劃, 配合氣候與土壤條件, 決定農業發展與作物生產之方向, 不但可以節省整體資源, 同時可以避免環境資源破壞, 發揮群體力量, 達成共同目標 結語五十年來土壤肥料同仁, 在花蓮地區進行無數的土壤改良試驗, 獲得豐碩的研究成果 當時的經濟物質條件或無法使研究成果完全落實於農民, 現今各種主客觀條件皆已改觀, 例如 : 聯合土壤調查報告圖籍資料及農試所發展之土壤資訊系統 農業環境管理專家系統等將可落實宜 花 東地區之土壤肥力管理施作完全落實 ; 另消費者對農產品質的要求以及農業經營的多樣化等等條件改變, 都是花蓮地區土壤管理轉化及農業經營的轉機, 有待大家之共同努力 參考文獻 1. 林家棻 1967 臺灣省農田肥力測定. pp23 臺灣省農業試驗所報告第 28 號 2. 林慶喜 1989 防止落花生空莢有良方 花蓮區農業改良場農技報導 3 :1-3 花蓮 吉安 3. 林慶喜 蔡界益 陸應政 1990 播種 深 淺雙層施肥兼施藥多功能作業機之介紹 花蓮區農業改良場農技報導 6 :1-3 花蓮 吉安 4. 林慶喜 1990 鐵錳積聚層稻田土壤性質及改良 花蓮區農業改良場農技報導 8 :1-3 花蓮 吉安 5. 陳春泉 郭鴻裕 吳懷國 1989 台灣地區稻田生產力分級規範與調查總報告 農試所特刊第 34 號 台中. 霧峰 6. 郭鴻裕 1994 臺灣地區農田地力增進初步調查報告 pp99. 臺灣省農業試驗所特刊第 42 號 台中. 霧峰 54

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67 農田土壤水分管理 農業試驗所 向為民吳宗諺 從旱作生產的觀點來說, 土壤水分管理是一項重要的工作 為了保障作物的產量和品質, 適當的水分和肥分的供給要互相配合才能夠達到好的效果 水分管理必需考慮多方面且複雜的因素, 包括氣象條件 土壤條件 作物條件以及栽培技術條件等等 本文僅針對土壤條件做基礎上的分析 對作物而言, 水是不可或缺的物質, 為了維持氣孔的開度進行光合作用, 必需蒸散足夠的水分以應付大氣對水氣平衡的需求 大氣是水分的需求面 ; 需水量決定在氣候條件 晴朗 乾燥 風大的日子需水量就大, 相反的需求量就小 作物根系要能夠接觸到水源才可以吸收水分, 根在土壤中分布的深度 密度和吸取水分的能力, 以及土壤傳輸水分到根系的能力, 是決定能否提供足量水分的主要因子 整個水分傳輸的體系簡單的描述就是 : 大氣的需求 - 植物的狀態和特性 - 土壤貯水庫的供水能力 以每日的水分平衡來說, 維持土壤適當的水分張力, 例如在 20 和 50 分巴之間, 讓根很容易吸收水分, 再以灌溉補充當日的蒸發散損失, 就可以完全保障作物不缺水 另一方面根系細胞必需要有足夠的氧氣來呼吸, 才能維持它的生存與活力 ; 相對於水分的補給, 排除根系中過多的水分以便空氣流通也十分重要 土壤供水 ( 灌溉 ) 與排水為土壤水分管理的主要內容 農田土壤排水過多的雨水若短時間內無法由地表排除, 表層土壤和大氣之間氣體的交換則將受阻 地表排水良好的旱田, 4 小時頻率的降雨量被要求在 4 小時內排除 地表浸水容易發生在地形平坦的大區域內 因此, 平地要從事區域性的排水規劃工作 ; 一旦有水堵在田間排不出去, 旱作必將受損嚴重, 只有從改善排水系統來解決 雨水滲入土壤是必然的也是必需的 土壤構造的好壞決定水分進入的速度 粗大孔隙多的表土, 水分滲入土壤就快, 因而可以保留較多的雨水, 降低地面水 64

68 流 然而一場大雨可能很快地就將一 二十公分的表層土壤孔隙全都充滿了水, 空氣被排除在土體之外 土壤內部排水, 就是水分向下排除速度的快慢, 決定土壤是否能夠很快地自在地呼吸換氣 土壤必需空出足量的孔隙讓空氣流通 ; 一般來說, 土壤要有它本身體積百分之十以上的孔隙, 是空的不含水分的, 土壤才有連續的通氣管道, 可以和地面上新鮮的空氣流通換氣, 讓根呼吸 若是通氣受阻, 根系缺氧, 根部吸收的能力就會降低 雨後, 若是天氣即刻轉為晴朗時, 水分蒸散的需求突然變大, 而根卻因雨水未能馬上排除, 暫時性缺氧, 無法吸收足量的水分, 就會有缺水的情形發生 若是浸水時間過長, 土壤呈現還原狀態還會損傷根系 土壤內部排水良好與否, 由土壤剖面 ( 垂直方向 ) 的孔隙特性決定 土壤內可以由肉眼看見的孔隙或裂隙, 就是屬於能夠迅速排水的粗大 ( 通氣 ) 孔隙 根需要多深的土壤? 以果樹園為例, 最好能有 90 公分深的土壤, 能夠讓根系自由生長, 不受限制 一般旱作也要有 40~50 公分深 合理的根域範圍內, 各土層的通氣孔隙都必需佔有體積的百分之十以上 地下水位也是必需考慮的重要因子, 一般旱作可以允許的地下水位應該在土表 60 公分以下, 果樹園則至少在土表 90 公分以下 長時間浸水的土層, 土壤會有大量 (>50%) 灰藍色的斑紋, 灰斑出現的土層愈接近地表, 土壤排水狀況愈差 但是水田土壤因為人為耕作引起的灰斑層, 雖然出現在很淺的位置上, 也不必然排水狀況很差 土壤排水的改善土壤剖面中存在土磐或犁底層等密實的土層, 是排水不良的主要因子 過於密實的土層, 根很難進入, 土層中生物的活性就低 ; 良好的土壤構造就不容易形成 改善的方法就是 (1). 利用深耕或翻土的方式將其破壞 (2). 深耕性的作物或綠肥要被安排在耕作系統中, 作物殘體也要妥善的留置在田間, 以維持土壤的有機質含量 (3) 改善化性, 像是適當的酸鹼度 鹽基含量和肥料濃度等 一般是將這三個方法同時或交互使用 改善密實土層後, 根可以自由生長在土層中, 因而將有機質和生物活性帶入 如此, 富有粗孔隙 疏鬆 構造良好的土壤容易形成 地下水位過高的地區需要利用暗管排水來降低地下水位 農地因為地勢低, 而讓四週的水不時地匯入, 這種情況導致的水患, 則可以利用截洩溝來阻擋排除 65

69 多餘的水 然而, 也需考慮是否值得花費大筆金錢來做排水改善的工作 土壤的水分狀態 蓄水能力與灌溉極度乾燥的土壤中, 水幾乎可以說是被鎖死的 另一種極端則是, 土壤孔隙完全充滿了水, 水本身的狀態則和自來水管裡面的水, 沒什麼差別 ; 此時, 水可以由高處向低處流動 介於極度乾燥和飽和之間的土壤水分, 是能流動但同時又被土壤吸附的, 土壤愈乾水愈不容易流動, 也較不容易被作物吸收利用 可以藉由重力將水排空的連續性大孔隙, 稱為通氣孔隙 ; 它的直徑大於 60 微米 (60μm=0.06mm), 剛好肉眼可以看見 通氣孔隙以外其餘小孔隙中的水, 受到較大的吸附力, 向下傳導的速度極慢, 被認為是可以貯存在土體的水分 被吸附的土壤水分, 常常用張力 ( 負壓力 ) 來表示它的狀態, 例如 50 公分 100 公分 1000 公分水頭的土壤水分張力 也可以用 -bar( 負巴 ) 來表示,-1bar 等於 1020 公分水頭 另或是用水頭的對數值 (pf) 來表示, pf 2 表示 100 公分水頭,pF3 則是 1000 公分水頭 下表是土壤水分狀態的幾個參考數值,pF 值愈高土壤愈乾 土壤水分狀態 水分基勢 (bars) 水頭 (cm) pf 土壤水飽和 ( 或近於水飽和 ) 自由排水後水分 ( 田間容水量 ) 接近正常生育水分含量上限 接近永久凋萎水分下限 土壤的蓄水能力, 是根域範圍內能夠保留的水分量 足量的降雨或灌溉後, 經過充分時間排水 ( 砂土 壤土類 24 小時, 粘壤土 粘土類 48 小時 ) 土壤的水分大約是 -0.05bar 到 -0.1bar 範圍 空氣中自然乾燥的土壤大約是 -22bar 兩者之間水分含量的差就是土壤能夠貯藏的水量 然而作物最易有效利用的水, 張力範圍只在 -1bar 以內 因此, 一般作物的土壤水分管理, 是保持水分在 -0.1bar 至 -1bar 的張力範圍內 針對園藝作物, 為了保障作物維持最足量的水分消耗, 蔬果類的開始灌溉基準點大多訂定在 -0.3bar 或 -0.5bar, 果樹則為 -0.5bar 或 -0.6bar 事實上隨作物種類和土壤性狀不同差異也不大; 另外為促使花芽分化 66

70 或其他異化的生長, 水分逆境 ( 乾旱 ) 也是控制的手段之一 淺層土壤 砂土或根域中存在大量石礫的土壤, 透水性大而保水性小, 可以利用客土 添加有機資材等方式改良土壤的保水性, 然而改善保水能力和改善排水一樣, 花費大需要專業的評估 應該就近尋求研究改良機構中的專家做規劃再來執行 要避免過量灌溉, 此舉除了浪費水源之外也有可能導致土壤內部的通氣不良以及肥料的淋洗流失 是否要進行灌溉以及灌溉量是否適當, 可以利用土壤水分張力計來監測 土壤水分張力計的測定範圍在 0 至 -0.85bar, 張力計上壓力錶的讀數一般使用分巴 (cb 或 Kpa;centibar or kilopascal), 一個分巴的負壓代表 -0.01bar 土壤張力計埋設需注意放置的位置和深度 對淺根性的作物, 將張力計的感應頭 ( 素瓷杯 ) 放置在根域的近下端, 作為灌溉指標 ; 根域範圍以下再設置另一支張力計, 用來監測過量灌溉是否發生 深根性的作物則需考慮在根域的範圍內埋設兩支張力計, 一支在根域的近上端 (30cm), 一支在近下端的位置 (60cm), 選擇上端張力計的讀數, 作為灌溉指標 ; 下方的張力計則用來監測水分狀況, 以免浪費灌溉水源及避免肥料的流失 注重灌溉效率的同時還必需避免鹽分的累積 灌溉如果全數在根域範圍內, 而無淋洗, 將會有鹽分的累積, 導致鹽害 在本省因為雨季有充足的雨水淋洗, 農地鹽分累積的現象甚少發生 ; 除了沿海, 因為地下水位高, 鹽分吊起而有鹽分地 但是有些設施栽培, 由於施肥量高且無雨水淋洗, 因而發生鹽害 適當的監測土壤鹽分濃度, 有其必要 有鹽害的土壤, 土壤水分張力宜控制在 -0.3bar 以下 少量頻繁灌溉維持土壤水分張力在適當的範圍內, 以保有良好的通氣 水分以及疏鬆的土壤物理性狀, 有利植物生長 利用高頻度的灌溉 ( 一日一次或數日一次 ), 補充損失的水分, 稱為少量頻繁灌溉 由於能夠無微不至地應付作物生理上對水分的需求, 因此可以期望有更高的增產效果 而且由於小期距的進行灌溉, 保水力小的土壤也可以免除水分供應不足的困擾 然而就少量頻繁灌溉系統而言, 水必須均勻給予, 因此要利用管路以及噴灑設施 ( 微噴頭 ) 設備與維持的費用較高 此種灌溉方法因為可以有效地配合肥料的施用, 增強肥效並減低肥料的流失 ; 而且由 67

71 於灌溉效率高, 深層滲漏的水分降低, 有節水的效果 可以預見此一灌溉方式將 為旱作灌溉必走的方向之一 結語土壤水分管理對高經濟高品質的園藝作物而言十分重要而且有一定的困難程度, 農友應該把握的原則, 除了多方面瞭解自己栽培作物的習性與園內土壤的特性之外, 還應該和專家們多聯繫來設計灌溉的方法, 才能夠有良好的生產效果 同時, 又將能夠省水與省肥, 節省資源且降低農業污染, 保護我們農地的健康, 讓子子孫孫能夠持續地在我們現在的立足地, 發展農業, 保有糧食的自主能力 ; 如此才有生存與幸福的空間 68

72 花蓮區土壤資訊系統介紹 行政院農業委員會花蓮區農業改良場 陳吉村 前言 花蓮及宜蘭地區的耕地面積超過七萬餘公頃, 過去由於缺乏整體的調查資料, 因此在進行問題土壤改良及合理化施肥等措施時, 對改良區域的選定及面積的規劃上沒有正確可供參考的資料, 致使計劃之推動無法因地制宜, 造成執行效果大打折扣, 失去政府幫助農民的美意 因此, 行政院農業委員會花蓮區農業改良場自民國 81 年起即配合農業試驗所積極開始進行花蓮及宜蘭地區之 250 公尺網格土壤採樣調查工作, 歷經 11 年, 終於在民國 91 年完成花蓮及宜蘭兩縣約一萬餘點的土壤採樣工作, 並將所有資料建立成 花蓮區土壤肥力資訊網, 提供花蓮地區農民最詳實的土壤肥力資訊 ( 表一 )( 陳吉村,2002; 陳吉村,2004) 土壤資料之應用本省大規模之土壤肥力調查始於民國初年由日本土壤學者所進行之各區土壤調查, 光復之後有關土壤調查的工作則有民國 35 至 41 年的 全省土壤概測調查, 民國 38 年起由台灣肥料公司與經濟部中央地質調查所及臺灣省農業試驗所共同合作之 臺灣省土壤調查及肥力測定, 民國 43 至 48 年由臺灣省農業試驗所辦理之 農林邊際土壤調查, 民國 51 年起進行之 耕地土壤詳測調查, 民國 63 至 68 年進行之 北 東部平原耕地土壤詳測調查, 民國 67 至 69 年間的農田肥力能限調查及自民國 81 年起的 臺灣省網格土壤調查 等, 歷年的調查資料經整理後, 共編印土壤調查報告書 12 本, 劃分土系 1,023 個, 並繪製二萬五千分之一土壤圖 309 幅, 這些資料是過去台灣地區農業工作最重要的參考資料 ( 土壤管理手冊,1991; 王明果,1991; 謝兆申 王明果,1991) 雖然這些資料過去曾被利用於 水田生產力分級 土壤灌溉 需水量分級 台灣耕地土壤及作物適栽性評估 及 旱作適栽區調查 等, 但因為原始資料過於複雜且專業性太高, 所以逐漸被眾人所忽視, 而未發揮其最大之效用, 殊為可惜 後來因為資料之貯存及應用的不便及因應地理資訊系統對空間資料處理能 69

73 力的增強, 所以自民國 80 年起由農業試驗所及國立中興大學土壤環境科學系將所有的土壤圖數化並以地理資訊系統加以管理, 目前所建立之屬性資料項目包括土系名稱 土系面積 母質種類 土壤特性 土壤形態 排水等級 石灰性 坡度 表土酸鹼性及四個不同深度之質地等共 13 項屬性資料, 這些資料雖然略嫌老舊, 但卻是目前最完整的土壤調查資料, 而且這些資料屬於土壤的基本性質, 因此受時間之影響產生的變異並不會太大, 所以應該還是具有相當的可信度, 但上述的資料實在無法滿足現在對土壤資訊複雜的需求, 因此自民國 81 年起由農業試驗所參考日本 地力保全基本調查 美國 1982 年 NRI(Nation Resources Inventory) 加拿大 CLI(Canada Land Inventory) 英國 NSI(Nation Soil Inventory ) 及 Geochemical Survey 與民國 56 年之 台灣農田土壤肥力測定 為基礎, 以 6.25 公頃為單位 (250 公尺 250 公尺 ) 與桃園 苗栗 台中 台南 高雄 花蓮 台東等區農業改良場及國立台灣大學農業化學系 國立中興大學土壤環境科學系等共同進行全省 250 公尺之網格調查 當這些資料逐漸完成時, 花蓮區農業改良場即開始利用土壤資料進行各種分析及應用, 例如完成新城鄉及吉安鄉之農田土壤環境品質及生產力調查報告 建立農田土壤肥力管理及改良資訊系統及利用吉安系長期監測點資料探討土壤微量元素的空間分佈等 ( 陳吉村等,1996; 陳吉村等,1997; 陳吉村,1997; 陳吉村等,2000) 另外, 自民國 88 年起配合新資料繪製土壤主題圖辦理花蓮縣全縣之土壤特性與合理化施肥研討會, 雖然有許多農民參加, 但因為資料範圍過大, 因此未獲得預期之效果, 所以自民國 89 年起改以鄉鎮為單位, 先後辦理十多場土壤特性與合理化施肥研討會, 其資料範圍較小, 農民透過主題圖上的電子地圖即可獲得其所需之資訊, 對土壤資訊之推動及協助農民了解地區土壤特性有明顯的幫助 雖然所有資料於研討會後皆贈送給各鄉鎮農會及參加的農民, 供其後續利用之參考, 但這種資料的應用方式仍侷限於傳統文字及固定圖形的表達, 難達到全面及彈性變化之需求, 尤其當需要提供農民特定地點及即時的土壤資訊時更顯的困難, 因此花蓮區農業改良場即尋思建構土壤肥力資訊網之可行性 ( 陳吉村, 2002), 並經多年之努力於民國 92 年年底架設完成, 經過測試後, 已於民國 93 年正式開放提供農民使用 ( 圖一 )( 陳吉村,2004), 有需要之農民可上花蓮區農業改良場網站 為民服務 項目下查看, 其網址為 70

74 系統資料庫目前花蓮區土壤肥力資訊網包括 250 公尺網格土壤調查資料 及 氣象資料 兩大部分 第一個部分為利用 250 公尺網格土壤調查資料 以鄉鎮為單位製成的 肥力管理主題圖, 利用電子地圖將網格土壤調查資料圖形化, 提供作為了解大區域肥力變化趨勢及肥培管理政策擬定之依據, 目前這個系統所提供的資料包括酸鹼度值 有機質含量 陽離子交換容量 鈣鎂比及磷 鉀 鋅 硼營養元素含量等八個 肥力管理主題圖, 每一項主題圖均以各種顏色表示其差異程度, 使用者可由圖例說明清楚了解整個鄉鎮土壤肥力的變化 另外, 為提供個別農民查詢農地之肥力基本資料, 本系統亦提供單點網格土壤資料查詢的功能, 使用者利用游標之移動及點選, 配合高解析度之電子地圖, 即可獲得離自己農地最近之網格土壤調查資料, 在點選動作完成後, 系統即會根據網格土壤調查資料顯示肥培管理之建議, 使用者可以立即獲得最完整之資訊, 供作施肥參考 第二個部分為 氣象資料庫, 本資料庫是利用中央氣象局所提供民國 60 年至 89 年, 三十年的逐日氣象資料, 透過空間分析模式 (PRISM) 分析所得之面化的氣象資料, 目前所提供之資料包括全年及逐月之平均溫度及平均雨量等 26 種氣象資料, 堪稱目前最詳盡的農業氣象資料 系統操作有鑑於一般農業推廣人員及農民所需要的資料較為簡單且電腦操作技術不足, 因此本系統定位為資料庫查詢系統, 利用數位電子地圖以人性化的圖形方式提供使用者點選查詢, 為讓使用者能容易的操作花蓮區土壤肥力資訊網, 因此本系統所有操作均採用下拉式選單及游標移動方式進行操作, 使用者僅須具備最基本的電腦操作能力即可利用游標及放大 縮小 平移 定位等功能找到自己農地所在的位置, 而獲得所需的資訊 ( 圖二 ) 如果先選擇 土壤肥力主題圖, 再選擇所需要的鄉鎮後即可顯現各種土壤主題圖, 目前有以鄉鎮為顯示單位之酸鹼度值 有機質含量 磷 鉀及鈣鎂比等多種主題圖可供選擇, 當完成選擇後即可展現出特定區域之土壤主題圖, 提供大範圍土壤特性評估所需的資訊, 其內容包括以顏色顯示各種濃度的變化及顏色的 71

75 圖例等資訊, 透過各種主題圖的展現, 使用者可以掌握大範圍之土壤特性的變化 ( 圖三 ) 如果是選擇 網格土壤資料查詢, 則透過本系統所提供的四個不同比例尺之圖形的輔助, 使用者可以利用放大及縮小來選取所需的資料範圍, 並利用游標的拖曳功能或以螢幕上的方向箭頭來平移資料, 最後以點選的方式來選取資料, 此時系統將顯示所選擇位置的網格調查資料, 並提供肥力診斷分析及建議, 即時提供使用者做為施肥管理參考的資料 ( 圖四 ) 另外, 在 氣象資料 查詢方面, 同樣利用游標點選或以下拉式選單的方式來選取即可獲得包括全年及逐月之平均溫度及平均雨量等 26 種氣象資料 ( 圖五 ), 可以提供作為作物生長 適栽區域選定及災害發生機率推算等之應用 未來之發展目前花蓮區土壤肥力資訊網已建置完成的資料庫有 250 公尺網格土壤調查資料 及 氣象資料 兩部分, 但因土壤資料之分析曠日費時, 而舊有的土壤調查資料包含多項物理屬性資料, 雖然資料略嫌老舊, 但這些資料是屬於土壤的基本性質, 受時間之影響產生的變異並不會太大, 所以應該還是可以利用, 因此計畫先將舊有之土壤調查資料重新網格化後納入本系統, 以補物理資料之不足 另外, 土壤及植體營養診斷服務是各改良場為民服務的基本工作之一, 根據歷年的統計資料顯示, 花蓮區農業改良場每年為農民提供數量可觀之植體及土壤診斷分析 ( 表二 ), 如能加以妥善利用, 對土壤資料的充實將有極大的幫助 ( 陳吉村,1995; 花蓮區農業改良場年報,2001;2002;2003) 而為對農民提供更完善的服務, 因此亦將利用網路查詢 電子信箱 簡訊傳送等工具, 加速土壤及植體分析資料的提供效率及將調查資料與網格系統接軌, 所以亦將建立植體及土壤診斷分析資料庫, 並利用衛星定位系統 地理統計等技術, 在提高資料供應速度的同時亦將資料網格化納入系統, 使資料能逐年更新 ( 圖六 ) 結語 行政院農業委員會花蓮區農業改良場花費許多人力及物力完成花蓮及宜蘭 兩縣七萬餘公頃之土壤採樣工作, 這些寶貴的土壤調查資料能提供許多過去所沒 72

76 有的資訊, 除進行傳統之資料的利用外, 更結合網際網路及資料庫架構一完整的 土壤肥力資訊網, 提供農業推廣人員及農民迅速土壤資訊獲取的管道, 發揮資料 最大的利用效益, 未來亦將視需要逐步增加功能, 以服務更多的農民 參考文獻陳吉村 花蓮區土壤肥力資訊網. 花蓮區農業專訊第 50 期.( 印刷中 ) 陳吉村 花蓮地區土壤資訊系統之建立與應用. 土壤資訊應用研討會論文集. p 土壤管理手冊 國立中興大學土壤調查試驗中心. 王明果 台灣土壤調查之回顧. 土壤及農業氣象資源應用研討會專刊, 台灣省茶葉改良場特刊第 3 號. p 謝兆申 王明果 台灣地區主要土類圖集. 國立中興大學土壤調查試驗中心. 陳吉村 郭鴻裕 劉滄棽 朱戩良 台灣地區農田土壤肥力管理及改良資訊系統 簡介. 土壤肥料通訊 56: 5-9. 陳吉村 李達源 郭鴻裕 土壤調查資料之的管理及應用 - 台灣地區農田土壤肥力管理及改良資訊系統. 土壤肥料通訊 61: 5-8. 陳吉村 台灣地區農田土壤肥力管理及改良資訊系統之建立. 國立台灣大學農業化學研究所博士論文. 陳吉村 李達源 郭鴻裕 土壤微量元素空間分佈之分析 : 以花蓮吉安地區為例. 土壤與環境. 3(4): 陳吉村 花蓮區農業改良場之土壤及植物營養診斷服務近況. 土壤肥料通訊 49: 花蓮區農業改良場年報 行政院農業委員會花蓮區農業改良場. 花蓮區農業改良場年報 行政院農業委員會花蓮區農業改良場. 花蓮區農業改良場年報 行政院農業委員會花蓮區農業改良場. 73

77 表一 花蓮縣及宜蘭縣網格土壤調查進度表 花蓮縣 宜蘭縣 年度 鄉 鎮 面積(公頃) 鄉 鎮 面積(公頃) 新城鄉 82 3,200 吉安鄉 83 6,200 壽豐鄉 84 6, 鳳林鎮 羅東鎮 85 1,600 宜蘭市 86 1,900 頭城鎮 87 4,200 三星鄉 88 6,000 4,100 富里鄉 員山鄉 89 4,200 1,700 瑞穗鄉 五結鄉 90 2,000 3,700 卓溪鄉 冬山鄉 6,500 玉里鎮 1,300 萬榮鄉 ,000 花蓮市 蘇澳鎮 2,000 2,500 秀林鄉 壯圍鄉 5,000 1,600 光復鄉 大同鄉 1,200 3,300 豐濱鄉 礁溪鄉 1,200 南澳鄉 45,420 27,280 總計 圖一 花蓮區土壤肥力資訊網首頁 74 採樣點數 , , ,160 2,957 11,632

78 圖二 利用下拉式選單進行資料點選 圖三 土壤肥力管理主題圖 75

79 圖四 單點網格土壤資料查詢及肥培管理建議顯示 圖五 氣象資料主題圖 76

80 表二 花蓮區農業改良場歷年土壤及植體分析件數統計表 年度 土壤 植體 有機資材及堆肥 總件數 , , , ,218 2,581-4, ,982 2,600-4, ,364 1,872-4, , , , , , , ,068 電子郵件 網際網路 網格資料 土壤及植體分析資料 土系資料 郵寄資料 花蓮區土壤資訊系統 衛星定位 簡訊通知圖六 花蓮區土壤資訊系統架構圖 電話通知 77