109 原住民特考三等 農業技術 土壤學 考古題詳解

核心觀念

團粒穩定度是指土壤團粒抵抗雨滴撞擊、濕潤崩解、分散及機械擾動而維持完整的能力，常以濕篩法測定。它反映土壤結構是否能在田間環境中持續發揮功能。

團粒穩定度可作為綜合性農田土壤品質指標，理由在於它同時連結土壤的生物、化學與物理性質，並影響多項農田功能：

• **反映有機質與生物活性：**有機質、根系分泌物及微生物產生的黏結物質，有助於顆粒形成並穩固團粒；蚯蚓等土壤生物也會促進團粒形成。因此，穩定團粒通常代表土壤具有較佳的有機質供應與生物作用。
• **反映黏結與交換性質：**黏土礦物、鐵鋁氧化物及鈣等陽離子可參與土粒絮凝與黏結。土壤質地、礦物組成及交換性陽離子狀態，都會影響團粒穩定度。
• **影響入滲與排水：**穩定團粒有助於維持粒間孔隙，使水分較能入滲並向下移動，降低地表逕流與積水。
• **影響通氣與根系生長：**良好的孔隙結構可提供空氣交換空間，利於根系伸展、呼吸與土壤生物活動。
• **影響抗侵蝕與抗結皮能力：**團粒不易被雨滴打散，可減少細粒堵塞孔隙、地表結皮及泥砂流失。

核心觀念

本題考查臺灣農田土壤中高嶺石與針鐵礦同時富集的成土環境。高嶺石是 1:1 型層狀矽酸鹽黏土礦物；針鐵礦則是含水氧化鐵礦物，化學式為 $\mathrm{FeOOH}$。兩者不是彼此生成的關係，而是常在相似的風化與淋洗條件下形成、保存並累積。

解題方法

作答時從「共同的成土條件」切入，說明臺灣農田土壤在高溫多雨環境下，母質經長期化學風化，鹼金屬、鹼土金屬及部分矽質成分容易被淋洗，促使黏土礦物向高嶺石等較低矽、低鹼基的種類轉變。

核心觀念

本題考查土壤成土時間增加時的化學風化、淋洗作用，以及土壤酸鹼度、陽離子交換容量與鹽基飽和度的關係。題目未指定土壤母質、氣候與排水條件，以下依典型濕潤氣候下、由年輕至高度風化的土壤演育序列說明。

陽離子交換容量（CEC）是土壤膠體吸附及交換陽離子的總能力，主要受黏土礦物種類、有機質含量及土壤 pH 影響。鹽基飽和度是交換位上由鈣、鎂、鉀、鈉等鹽基性陽離子占據的比例：

氫離子與鋁離子增加，或鹽基離子被淋洗，通常會使土壤酸化；高度風化也會改變黏土礦物組成，影響 CEC。

解題方法

沿著「風化增強 → 鹽基淋洗 → 土壤酸化 → 黏土礦物轉變」的順序判斷三者變化：

1. pH 值：整體下降。 年輕土壤通常保有較多母質釋出的鈣、鎂等鹽基；成土時間增加後，鹽基逐漸遭淋洗，氫離子與鋁離子的相對影響上升，土壤由中性或弱酸性趨向酸性。
2. **鹽基飽和度：下降。

核心觀念

本題比較的是美國土壤分類系統（Soil Taxonomy）中兩個不同的土壤目（order），重點在各自具有代表性的診斷特徵：

• **黑沃土（Mollisol）以表層的暗色、富有機質、鹽基飽和度高的黏沃表層（mollic epipedon）**為主要辨識特徵。
• 膨轉土（Vertisol）以富含膨脹性黏土，乾濕交替時反覆膨脹收縮，形成裂隙、滑擦面與楔形結構為主要辨識特徵。

因此，Mollisol 的辨識重點是表土的腐植質與顏色；Vertisol 的辨識重點是黏土膨縮所造成的剖面形態。兩者可能同樣呈暗色、質地偏黏，但暗色本身不能區分兩土目。

解題方法

依序比較「診斷表層」、「主要剖面構造」、「乾濕變化造成的形態」及「辨識依據」，即可掌握差異。Mollisol 的核心是 mollic epipedon；Vertisol 的核心是膨縮黏土造成的裂隙、滑擦面及楔形土塊。

形態特徵比較

核心觀念

土壤有機質的含量，取決於有機質的補充與損失。題目問「除了施用有機質肥料之外」如何管理，重點是從減少有機質分解與流失著手，並透過作物與耕作管理維持土壤中的植物殘體和根系來源。

土壤有機質主要因兩種途徑減少：

1. 分解與礦化：微生物分解有機質，將其中的碳轉為二氧化碳；耕作、通氣、溫度及水分等條件會影響分解速率。
2. 侵蝕與搬運：表土中的有機質隨水蝕或風蝕流失，也可能因地表逕流而被帶離田區。

解題方法

先辨認有機質的主要損失途徑，再將管理措施分成「減少分解」與「防止流失」兩類；另可列出能增加作物殘體與根系留田的栽培措施，以涵蓋完整答題方向。

• 減少分解：減少翻耕與土壤擾動，避免裸露休耕，維持適當水分與耕作條件。
• 防止流失：採取水土保持措施，降低地表逕流、風蝕與表土搬運。
• 增加田間殘體來源：安排覆蓋作物、輪作及多年生作物，並保留作物殘體。

可採行的土壤管理措施

一、減少耕作與土壤擾動

採行免耕、少耕或保育耕作，減少翻土及頻繁耕犁。耕作會增加土壤通氣與有機質和微生物的接觸，促進有機質分解；減少擾動可降低此類損失，也有助於維持土壤團粒結構。

二、維持地表覆蓋，避免裸地休耕

種植覆蓋作物、綠肥作物或草生植被，縮短土壤裸露時間。地表覆蓋可減輕雨滴打擊、降低逕流與侵蝕；覆蓋作物的根系及收穫後殘體也能增加田間有機質來源。