112 地方特考四等 農業技術類科 土壤與肥料概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查保育農法（conservation agriculture）的三項基本原則，以及這些原則如何增加土壤有機碳、促進土壤碳匯。土壤碳匯是指土壤累積並儲存碳，使土壤中的碳增加或減少流失。

解題方法

依保育農法的標準架構，掌握三個關鍵：少擾動、常覆蓋、多樣化。作答時除列出原則，也要簡要說明各原則如何增加碳投入或減少碳損失。

1. 減少土壤擾動：採免耕、少耕或帶狀耕作，降低翻耕頻率與強度。減少土壤團粒破壞及土壤有機質與空氣接觸，有助於降低有機碳分解、氧化與流失。
2. 維持土壤常態覆蓋：以覆蓋作物、作物殘體或適當的有機材料覆蓋地表。

核心觀念

土壤質地是指土壤中砂粒、坋粒與黏粒的相對含量，通常以各粒級占土壤細土部分（粒徑小於 2 mm）的質量百分率表示。土壤質地測定的基礎，是利用不同粒徑顆粒在水中的沉降速度不同，將土粒分散後測定懸液濃度隨時間的變化，再換算各粒級含量。

常用粒徑界定為：砂粒約 $2\text{–}0.05\ \mathrm{mm}$、坋粒約 $0.05\text{–}0.002\ \mathrm{mm}$、黏粒小於 $0.002\ \mathrm{mm}$。實際粒級界線依採用的分類制度而略有差異，作答時應說明所採標準。

測定原理

測定依據為 Stokes 定律：在水中沉降的球形土粒，其終端沉降速度與粒徑平方成正比，並受土粒與水的密度差及水的黏滯度影響：

其中 $v$ 為沉降速度、$r$ 為土粒半徑、$\rho_s$ 與 $\rho_w$ 分別為土粒及水的密度、$g$ 為重力加速度、$\eta$ 為水的黏滯度。因此，顆粒愈大沉降愈快；經過一定時間後，懸液中仍未沉降的顆粒便是小於該時間所對應粒徑的細粒。

解題方法：沉降分析法

常見方法為比重計法（Bouyoucos 法）與移液管法。兩者皆先將土粒充分分散，再利用沉降速度和粒徑的關係求出砂、坋、黏粒含量。

1. 樣品前處理：取已風乾、磨碎並通過 2 mm 篩的細土，稱取一定質量。移除或校正有機質、可溶性鹽類及碳酸鹽等可能影響分散或密度讀值的成分。
2. 分散土粒：加入分散劑（常用六偏磷酸鈉），並以機械攪拌使土壤團粒解體，讓測定反映原級土粒粒徑，而非團粒大小。
3. 製備懸液並計時：將土壤懸液轉入沉降筒，加水至定體積，充分混合後開始計時。
4. 測定懸液濃度：

• 比重計法：在規定時間讀取比重計讀值，依讀值、空白校正及溫度校正，換算懸液中尚懸浮土粒的濃度。

核心觀念

題目給的是每公頃氮素推薦量 $120$ 公斤，指的是「純氮」的重量，不是氮肥產品的施用重量。計算時先依肥料的化學式求出氮素質量分率，再用氮素推薦量除以該分率。

解題方法

尿素的化學式為 $\mathrm{CO(NH_2)_2}$，每莫耳含 $2$ 個氮原子。其莫耳質量為：

每莫耳尿素所含氮的質量為 $2(14)=28\ \mathrm{g}$，因此尿素的氮素質量分率為：

每公頃所需尿素量：

核心觀念

綠肥作物是種植於田間，在生育期或生育後期將綠色植體翻入土壤，藉由分解增加養分與有機質、改善土壤性質的作物。它的效益不只在供肥，也包括休閒期的地表覆蓋與地力維護。

解題方法

作答可分成「種植目的」與「作物條件」兩部分。先說明綠肥如何改善土壤，再從適應性、生物量、植體特性與田間管理等面向，說明哪些作物適合栽培與翻埋。

種植綠肥的目的

1. 增加土壤有機質與養分：植體翻入土中分解後，可增加土壤有機質，並釋出氮、磷、鉀等養分，減少部分化學肥料需求。豆科綠肥與根瘤菌共生，可固定空氣中的氮素，增加土壤氮素來源。
2. 改善土壤理化性質：有機質有助於形成穩定團粒，改善土壤結構、通氣性、保水性與耕作性；根系生長也能促進土壤孔隙形成。
3. 維護土壤與保育水土：休閒期間以植被覆蓋地表，可減少雨滴沖蝕、逕流與土壤流失，並降低養分淋洗。
4. 抑制雜草並維持田間環境：綠肥覆蓋可減少雜草生長空間；輪作綠肥也有助於維持田地生產力與田間生態。

適合當綠肥的作物條件

1. 適應當地氣候與土壤：能配合種植季節、土壤水分及排水條件生長，且生育期能銜接主作物的栽培制度。