109 原住民特考四等 農業技術 土壤與肥料概要 考古題詳解
第 一 題25 分
請說明比較臺南七股海濱土壤與高雄月世界泥岩土壤在農業生產上，其土壤肥力的差異性。
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核心觀念
本題比較兩種問題土壤的土壤肥力。土壤肥力不只看土壤中養分的總量，也要看養分能否被作物吸收，以及土壤的質地、通氣、排水、保水、根系生長環境與生物活性。
七股海濱土壤的主要限制是鹽分累積與砂質土壤保肥力弱；高雄月世界泥岩土壤的主要限制是強鹼、高鈉與黏重緻密的物理環境。兩者均不利農業生產，但形成限制的原因不同。
解題方法
採「土壤母質與地形 → 物理性 → 化學性 → 作物生產限制 → 改良方向」比較。答題時要避免只寫「兩地土壤都貧瘠」；應指出各自限制因子的不同，並說明對養分有效性及作物根系的影響。
| 比較項目 | 臺南七股海濱土壤 | 高雄月世界泥岩土壤 |
|---|---|---|
| 成因與質地 | 海濱、海埔與河海沉積環境，常見砂土、砂壤土；局部地區質地和鹽分差異大 | 泥岩風化或沖積物形成，粉粒、黏粒較多，土層常較淺 |
| 物理性質 | 砂質土壤排水、通氣較快，但保水與保肥能力弱；乾旱時易缺水、養分易隨水淋失 | 土體緻密、有效孔隙與透水性低；雨後易泥濘、逕流與侵蝕強，乾燥時易硬化、龜裂，限制根系伸展 |
| 化學性質 | 受海水、含鹽地下水、海風鹽霧及蒸發影響，土壤可溶性鹽分與電導度易偏高；有機質常偏低 | 常呈強鹼性，土壤中鈣、鈉等含量偏高；有機質與有效性磷常偏低，可溶性鹽分也可能偏高 |
| 對養分與作物的影響 | 鹽分增加土壤溶液滲透壓，作物吸水受阻，並可能發生鈉、氯等離子毒害；砂土陽離子交換量低，養分較易流失 | 高 pH 會降低磷及鐵、鋅、錳等元素的有效性；高鈉可能破壞土壤團粒、降低入滲與通氣；緻密、易蝕的土體使作物根系與水分利用受限 |
| 生產評估 | 鹽分未控制前，多數作物生長受限；排水、淡水及土壤條件適合的地區可發展耐鹽作物 | 自然條件下耕作限制較大，需處理鹼性、高鈉、低有機質與侵蝕問題，才能提高生產力 |
七股海濱土壤的肥力特徵
第 二 題25 分
氮礦化作用（nitrogen mineralization）速率是決定有機肥料施用量的重要前提，請說明其原因。
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核心觀念
氮礦化作用是土壤微生物將有機態氮分解、轉變為無機態氮的過程，主要產物為銨態氮；銨態氮再經硝化作用轉為硝酸態氮。作物主要利用銨態氮與硝酸態氮，因此有機肥料所含的總氮，並不等於施用後能立即供作物吸收的氮量。
解題方法
有機肥料施用量須依作物需氮量及肥料可供應的氮量估算。肥料中的氮分為可迅速利用的無機態氮，以及須經微生物分解才釋出的有機態氮。後者能在一定期間內轉為無機態氮的比例與速率，會影響施肥後實際可供作物利用的氮量。
若以簡化估算表示，某期間可供應的氮量可寫為：
第 三 題25 分
請比較說明硫酸銨與尿素這兩種氮肥在施用後，在土壤肥力表現上的差異性。
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核心觀念
本題比較兩種氮肥施入土壤後的氮轉化、土壤酸鹼變化、養分供應與氮素損失。
硫酸銨（）是銨態氮肥，含氮量約 ～，並可提供硫。尿素（）含氮量約 ，施入土壤後須先經尿素酶水解，轉為銨態氮，再經硝化作用轉為硝態氮，才能進入後續的土壤氮循環。
解題方法
可依序比較「氮的型態與轉化」、「土壤酸化」、「伴隨養分」、「氮素損失與施用管理」四項。兩種肥料的共同點是氮經硝化後都會造成土壤酸化；主要差異則在於尿素水解時會暫時提高肥料顆粒周圍的 pH，較易發生氨揮散，而硫酸銨直接提供銨態氮，且另含硫。
施用後的土壤肥力差異
| 比較項目 | 硫酸銨 | 尿素 |
|---|---|---|
| 氮的型態與轉化 | 直接提供銨態氮（），可被土壤膠體吸附；之後經硝化作用形成硝態氮（）。 | 先經尿素酶水解形成銨態氮，再經硝化作用形成硝態氮；轉化速度受溫度、水分及土壤條件影響。 |
| 土壤酸鹼反應 | 銨態氮硝化會釋出氫離子，使土壤酸化；長期大量施用，通常酸化作用較強。 | 水解初期，肥料周圍會短暫偏鹼；其後銨態氮硝化仍會造成土壤酸化。長期酸化程度一般低於等氮量硫酸銨。 |
| 其他養分 | 含硫酸根，可補充硫，適合硫需求較高或缺硫土壤；本身不提供磷、鉀。 | 高濃度氮肥，單位重量供氮較多；不供應硫、磷、鉀等其他養分。 |
第 四 題25 分
請比較腐植質與氧化鐵在土壤中對於固定微量元素能力的差異性。
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核心觀念
本題比較土壤中兩類重要膠體——腐植質與氧化鐵——固定微量元素的方式。關鍵在於辨認其表面官能基、電荷特性及固定作用的強弱與選擇性。
腐植質含有大量羧基、酚羥基等含氧官能基，能與金屬離子形成配位或螯合複合物。氧化鐵表面則有羥基位點，可藉由表面吸附及配位作用固定元素。兩者都能固定微量元素，但作用機制和對不同元素形態的親和性不同。
解題方法
可依「固定材料特性 → 作用機制 → 固定對象與結果」比較：
- 腐植質以有機官能基和金屬離子結合為主，尤其容易與金屬陽離子形成有機金屬複合物。
- 氧化鐵以礦物表面羥基吸附為主；除金屬陽離子外，對砷酸根等含氧陰離子也有顯著吸附能力。
- 固定通常會降低元素在土壤溶液中的游離濃度，但腐植質形成的複合物有時仍可溶於水，可能增加元素移動性；因此「形成複合物」不必然等於「完全失去植物有效性」。
腐植質與氧化鐵的差異
| 比較項目 | 腐植質 | 氧化鐵 |
|---|---|---|
| 主要活性部位 | 羧基、酚羥基等官能基 | 表面鐵羥基位點 |
| 主要作用機制 | 配位、螯合、離子交換及有機複合物形成 | 表面吸附、表面配位；某些情況下伴隨共沉澱 |
| 較典型的固定對象 | 金屬陽離子，如 Cu、Zn、Ni、Co 等 | 金屬陽離子及含氧陰離子；對砷酸根等吸附尤其重要 |
| 主要影響 | 複合可降低游離離子活度； |