110 高普考普通考試 農業技術 土壤與肥料概要 考古題詳解

核心觀念

肥料標示的「31-10-10」代表肥料中氮、磷酐、氧化鉀的重量百分率，依序為：

• 第一數字：全氮（$N$）$31\%$
• 第二數字：磷酐（$P_2O_5$）$10\%$
• 第三數字：氧化鉀（$K_2O$）$10\%$

因此，磷與鉀的標示是以氧化物形式計算，不能直接視為元素磷（$P$）與元素鉀（$K$）的百分率。

解題方法

假設肥料重量為 $100$ 公斤，標示表示其中含 $31$ 公斤氮、$10$ 公斤 $P_2O_5$ 與 $10$ 公斤 $K_2O$。氮的標示已是元素氮含量；磷、鉀則須依原子量換算成元素含量。

磷酐中磷的質量比例為：

故元素磷含量為：

核心觀念

本題考查土壤有機質對土壤團粒構造，以及孔隙、通氣與排水的影響。土壤構造是土粒彼此排列、結合成土塊或團粒的方式；通氣與排水則受孔隙的大小、數量及連通性影響。大孔隙有利空氣交換與重力水排除，小孔隙主要保留水分。

解題方法

由「有機質促進團粒形成與穩定」切入，再說明團粒間孔隙如何改善通氣、入滲及排水。須同時區分大、小孔隙：有機質改善孔隙分布與連通性，並非單純增加所有孔隙或使土壤變得更疏鬆。

土壤構造的影響

1. 促進團粒形成：有機質及其分解產物可作為膠結物，將黏粒、粉粒及其他土粒結合成團粒；微生物菌絲與根系也有助於黏結土粒。
2. 提高團粒穩定性：有機質可增加團粒抵抗雨滴打擊、灌溉及濕潤後崩解的能力，減少表土結皮與板結。
3. 改善土壤構造型態：土壤較容易維持疏鬆、穩定的團粒狀態，根系穿透及土壤生物活動也較有利。

通氣與排水的影響

核心觀念

土壤總體密度（bulk density，亦稱容積密度）是指單位土壤總體積所含的乾土質量。總體積包含土粒本身的體積與土壤孔隙體積，計算式為：

其中，$\rho_b$ 為總體密度，$M_s$ 為烘乾至恆重後的土壤質量，$V_t$ 為土壤總體積。常用單位為 $\mathrm{g/cm^3}$ 或 $\mathrm{Mg/m^3}$。測定時須以烘乾土質量計算，不能將含水土質量直接代入。

總體密度與土壤質地、結構及孔隙狀況有關。相同質地的土壤若受壓實，孔隙減少，總體密度通常增大；有機質較多、團粒結構良好的土壤，總體密度通常較低。

解題方法

題目分成兩部分作答：先定義總體密度並寫出公式，再在「質地相近」的條件下，比較不同總體密度土壤的物理狀況及其對作物生長的影響。

質地相近可減少砂、坋、黏粒比例差異的干擾，因此可將總體密度差異主要連結到土壤疏鬆或壓實程度。總體密度較高，代表單位總體積內乾土質量較多，通常也表示孔隙較少；總體密度較低則通常表示孔隙較多、土壤較疏鬆。

對作物栽培的影響

核心觀念

本題考查水稻田淹水狀態下土壤氧化還原條件、氮素轉化，以及銨態氮肥施用位置對氮素損失與水稻吸收的影響。銨態氮（$\mathrm{NH_4^+}$）帶正電，易被土壤膠體吸附；硝酸態氮（$\mathrm{NO_3^-}$）則不易被帶負電的土壤膠體吸附，容易隨水移動。

水田表層與深層的主要差異，在於氧氣供應及氧化還原狀態：表層較容易接觸空氣，較偏氧化；深層長期淹水缺氧，較偏還原。

解題方法

比較兩種施肥位置時，依序判斷「氮肥是否容易轉化」、「轉化後是否容易損失」及「根系能否有效吸收」。

• **表層施用：**肥料先進入較氧化的土層，銨態氮可經硝化作用轉成硝酸態氮。硝酸態氮向下進入缺氧土層後，容易經反硝化作用轉為氮氣或氧化亞氮逸散；也可能隨田水排放或滲漏流失。若表層水體的銨態氮轉為氨，還會增加氨揮散的機會。因而表施的氮肥利用率通常較低。
• **深層施用：**肥料埋入根系附近、缺氧的還原層，硝化作用受抑制，銨態氮較能維持原形。