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土壤健康診斷技術

土壤健康診斷技術
 
陳仁炫
國立中興大學土壤環境科學系教授
農學院土壤調查試驗中心主任
     
土壤健康診斷如同人體健診一樣,應有一定的先後次序,而該先後次序乃由各土壤因子對作物生產的相對影響程度的大小來排定;影響程度愈大者應列為最優先檢測之項目,而影響程度低者,必要時可免於檢測,或排在後面檢測項目中。若未能按照健康診斷的先後次序來檢測,常會因未能掌握住徵結所在而反得到事倍功半,甚至徒勞無功的後果。我們一定要確記,除了氣候條件外",根系環境的適宜與否,為主宰作物產量和品質的最重要因素",因此,土壤的健康診斷其實就是在檢測作物根系環境的狀況是否正常。根系環境之適宜性實際上是受根系周遭土壤的物理、化學和生物性所左右,其中又以土壤物理因子的影響層面最廣,因此,土壤的健康診斷首要步驟即應從土壤物理性著手,若土壤物理性無礙時,再檢測土壤化學性及土壤生物性。一般土壤健康診斷的步驟及方法可簡要敘述如下:
(一)、先檢測土壤物理性質
 
1. 土壤通氣及排水性
   土壤孔隙主要由空氣和水兩者所佔據,若水分過多時,則氧氣易發生缺乏,水分過低,則作物無法營正常生長,因此,水分和空氣兩者必需互相調和,最佳的狀況為水分和空氣各佔土壤孔隙的50%。
   造成通氣不良的原因,主要來自於土壤發生壓實或排水不良,故首先必需檢查土壤是否有壓實和排水不良的跡象。我們可利用下列方法予以檢測:
 
(1)利用土鑽挖洞,由不同深度土壤的密實程度和灰斑存在與否來研判。
(2)利用穿刺阻力計來探試,由穿刺阻力計之讀數,可瞭解在不同深度土壤的密實情形,穿刺阻力計讀數愈大,表示探針所接觸的土層愈密實。
(3)利用土鑽挖洞或用土鏟挖剖面來觀察,由40-150公分深度內土壤顏色來判斷;若在離地面60公分以內之剖面出現鏽斑(灰斑)即是排水不良的徵狀,且鏽斑出現的位置愈靠近地表,表示排水狀況愈差。
 
2. 土壤質地
土壤質地代表土壤中黏粒、坋粒和砂粒的相對含量。土壞之黏粒愈多表示土壤愈黏重,此類土壤遇雨呈泥濘狀,乾時則呈現龜裂現象而不易耕作;砂粒愈多表示土壤保肥力和保水力將愈差,因此土壤不宜黏粒過多(如黏質土壤)或砂粒過多(如砂質土壤),最佳的狀況為壤質類土壤。土壤質地在田間可用指摸法來研判,在實驗室則可用機械分析來測定。
 
(二)、其次檢測土壤化學性質
1. 土壤酸鹼度(pH)值
土壤pH值攸關養分在土壤中的有效性,作物根系環境的適宜性,微生物的活性,故為土壤化學性質中首要檢測的項目。土壤pH的檢測方法可利用(1)酸鹼度試紙及(2)酸鹼度計(pH meter)來測定,其中又以後者較為準確。坊間亦有簡易手提式pH計出售,唯使用前必需先利用pH 4及pH 7的標準液進行校正工作,否則所得測值將不準確,且會造成誤導。一般而言,pH低於5.5者屬強酸性土壤,除耐酸作物(如茶,鳳梨,杜鵑….等)外,其他作物均將生長不良,同時pH高於8.0者,亦不利於一般作物的生長。
 
2. 土壤電導度(EC)
EC值的大小代表土壤溶液中可溶性鹽類的多寡。EC值愈高,表示土壤溶液中可溶性鹽類愈多,因此愈不利於植物的生長及水分和養分的吸收。一般而言,若土壤飽和抽出液之EC>4dS/m,則可能造成鹽害問題。土壤EC值可利用電導度計來測定,市面上亦有攜帶型電導度計出售,在唯需注意的是測定時,應使用蒸餾水或礦泉水,避免使用溝水或灌溉水。
 
3. 土壤有機質含量
土壤有機質含量的多寡會影響土壤中養分的供應能力和土壤的保肥力。土壤有機質的多寡可由(1)土壤顏色來推估:一般而言,黑色和暗棕色土壤有機質含量較高,而灰色,紅色和黃色的土壤均為有機質低的土壤;及(2)以實驗室分析測得。若土壤有機質含量低於2%時,則需藉由植物性或動物性有機質的添加來增高土壤有機質含量。
 
4. 土壤重金屬含量
由於工業廢水、污泥、垃圾等問題之衍生,使得土壤遭受重金屬及有毒物質污染的可能性愈來愈大。土壤中重金屬經作物吸收後,除了會抑制一般作物的生育外 亦可經由食物鏈而影響人類及牲畜的健康,因此土壤重金屬含量的分析在土壤健診中逐漸受重視且不可忽略之。一般較受關注的重金屬包括砷(As)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)、汞(Hg)、鎳(Ni)、鉛(Pb)和鋅(Zn)。土壤重金屬含量的測定並非絕對需要的,完全要看農地周遭是否有污染源以及是否有污染物會流入農地等因子來決定。若土壤中重金屬含量超過本省暫定分級標準之中等測值者,則需注意重金屬的危害威脅,必要時應進行土壤改良,且污染嚴重之土壤應禁止農用。
 
5. 土壤中養分含量
最常被測定的項目包括氮、磷、鉀、鈣、鎂的含量,而微量要素的測定亦有逐漸需要的趨勢。藉由土壤中各種養分含量的測值,可知土壤供應各種養分的能力以及那些養分可能會出現營養障礙(包括過多、缺乏或不平衡),而需增施或減施肥料。
上述所述為一般土壤健康診斷的步驟及項目,而其他性質是否需要測定,則視檢測之目的及參酌上述檢測的結果再來決定,其必要性可請教專家或學者。
 
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