115 原住民特考三等 農業技術類科 土壤學 考古題詳解

核心觀念

本題考查臺灣農地土壤有機質偏低的成因，以及維持與提升土壤有機質的管理措施。土壤有機質是土壤中動植物殘體及其分解、轉化產物的總稱，能改善土壤團粒構造、保水與保肥能力，並提供土壤生物養分。農地有機質含量取決於有機物輸入量與分解、移出量之間的平衡；輸入不足或分解、移出過快，都會使有機質逐漸降低。

解題方法

作答可依「有機質收支」分兩部分說明：

1. 先說臺灣農地為何輸入少、流失或分解快：從氣候、耕作制度、殘體處理及地形水土流失等面向分析。
2. 再提出對應措施：增加有機物投入、減少分解與土壤流失，並兼顧施用品質及田間管理。

這樣作答能讓每項改善措施直接回應一項成因，避免只羅列肥料名稱而未說明作用。

臺灣農地土壤有機質偏低的原因

1. 高溫多雨，加速有機物分解與淋洗 臺灣氣候溫暖濕潤，土壤微生物活動旺盛，動植物殘體分解速度快；降雨又容易造成養分淋洗及地表逕流，使有機物及其分解產物不易累積。

2. 複種與集約耕作，作物殘體帶離田區 部分農地一年多作，收穫頻繁，作物根系、莖葉與其他殘體未充分還田；收穫物及殘體移出田區，使有機物輸入量不足。

3. 耕作擾動及不當管理促進分解 頻繁翻耕會增加土壤通氣，使有機物更容易被微生物分解。焚燒作物殘體則直接損失有機碳，長期降低土壤有機質來源。

4. 坡地沖蝕與地表流失 坡地農業若缺乏覆蓋及水土保持措施，豪雨容易沖走表土。表土通常富含有機質，侵蝕會直接帶走有機物及養分。

5. 有機資材投入不足或不均衡 若長期偏重化學肥料，而未配合施用堆肥、綠肥或其他有機資材，且作物殘體未還田，土壤有機物補充量便不足以抵銷分解與流失。

改善方法

核心觀念

本題考查土壤酸化的成因，以及如何透過土壤改良與耕作管理減緩酸化。土壤酸化是土壤溶液中氫離子增加、土壤 pH 下降的過程；酸性增強時，交換性鋁可能增加，進而抑制作物根系生長，並影響磷及其他養分的有效性。

pH 為氫離子活度的負對數：

因此，pH 每下降 1，氫離子活度約增加 10 倍。不過，pH 只反映土壤溶液的酸度；土壤緩衝能力不同，即使 pH 相同，所需改良資材量也可能不同。

解題方法

可依「酸從何而來、鹼性物質如何流失、如何補充或降低酸負荷」三個方向作答：

1. 列出酸化來源：涵蓋氮肥轉化、作物收穫移除鹼性陽離子、淋洗與侵蝕、酸沉降，以及含硫土層氧化等因素。
2. 對應管理措施：以土壤檢測和合理施用石灰中和酸度；再以養分管理、減少淋洗侵蝕及適當水分管理降低酸化速率。
3. 補充限制與辨析：指出石灰用量應依土壤緩衝性及改良目標決定；石膏不能取代石灰作為中和土壤酸度的主要資材。

造成農地土壤酸化的原因

1. 氮肥施用與硝化作用

銨態氮經硝化作用轉變為硝酸根時會產生氫離子：

長期大量施用銨態氮肥，或施用尿素後產生銨態氮並進一步硝化，都可能增加土壤酸度。若硝酸根隨水淋洗，常伴隨鈣、鎂、鉀等鹼性陽離子流失，酸化效應更明顯。

2. 作物收穫移除鹼性陽離子

作物吸收的鈣、鎂、鉀等陽離子，若隨收穫物移出農田而未以肥料或有機資材補回，會使土壤鹼基逐漸減少，降低緩衝酸度的能力。長期高產且未補充鹼基，是農地酸化的重要原因。

3. 鹼性陽離子淋洗及土壤流失

在降雨多、排水良好或灌溉量過大的環境中，鈣、鎂、鉀等陽離子容易淋洗至深層或流失出田區；地表逕流及土壤侵蝕也會帶走富含鹼基的表土。鹼基減少後，土壤交換位置更容易由氫離子與鋁離子占據。

4. 酸性沉降及酸性灌溉水

酸雨或其他酸性沉降可直接增加酸負荷。若灌溉水本身酸度高，或長期缺乏足以中和酸度的鹼度，也會使土壤酸化加劇。

5. 有機質分解與酸性有機物累積

有機質分解可形成有機酸；在排水不良、通氣差或有機質大量累積的環境中，有機酸可能增加土壤酸度。此因素的影響程度會受到分解狀況、土壤緩衝性及排水條件影響。

6. 含硫土層排水後氧化

核心觀念

本題考查水分管理造成的氧化還原環境差異，以及這些差異如何影響土壤剖面、養分有效性與根系生長。水田長期或季節性淹水，土壤孔隙多被水占據，氧氣補充受限，容易形成還原環境；旱田排水良好、孔隙含氣量較高，通常維持氧化環境。

解題方法

以「水分狀態 → 通氣與氧化還原 → 化學及形態性質 → 作物生長」作為比較主軸。作答時應寫出一般趨勢，並指出水田淹水與排水期間可能出現的變化，避免把所有水田視為全年持續淹水。

水田與旱田土壤性質比較

核心觀念

本題考有機質含量的質量百分率，以及土層容積、土壤容積密度與含水率之間的換算。題目未提供容積密度，採常用估算值 $1.33\ \mathrm{g/cm^3}$；有機質含量增加 $1\%$，按乾土重量增加 $1\%$ 計算。

解題方法

一公頃表土 $0\sim15\ \mathrm{cm}$ 的體積為：

容積密度 $1.33\ \mathrm{g/cm^3}$ 相當於每立方公尺土壤約 $1.33$ 公噸，因此該土層的土壤質量約為：