111 經濟部聯招(台電、中油、台水、台糖)新進職員 農業 國營事業聯招- (農場經營管理學、土壤學) 考古題詳解

核心觀念

本題考查「碳中和」的定義，以及農業部門降低溫室氣體排放、增加碳移除的實務方法。

農業主要溫室氣體來源包括：

• 農機、抽水及乾燥設備燃燒化石燃料所產生的二氧化碳。
• 稻田淹水厭氧分解所產生的甲烷。
• 氮肥施用、畜禽糞尿分解所產生的氧化亞氮。
• 土壤有機質分解及土地利用變更所造成的碳排放。

各種溫室氣體可依其全球暖化潛勢換算為二氧化碳當量，作為統一計算基礎。

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解題方法

作答時應掌握兩個方向：

1. 減少農業生產過程中的溫室氣體排放。
2. 增加農地、土壤、森林或其他系統的碳吸存與移除。

因此，碳中和不是單純「不排放二氧化碳」，而是透過減量、碳吸存及必要的抵換，使排放量與移除量在計算期間達到平衡。

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（一）何謂碳中和？（5分）

碳中和是指在特定期間及明確的排放邊界內，經由減少溫室氣體排放、增加碳吸存或移除，以及必要的合格排放抵換，使人為溫室氣體排放量與移除量相互抵銷，達到淨排放量為零的狀態。

其概念可表示為：

$$\text{淨溫室氣體排放量} = \text{溫室氣體排放量} - \text{碳移除量} - \text{合格抵換量}$$

當：

$$\text{淨溫室氣體排放量}=0$$

即達到碳中和。

其中，溫室氣體排放量須包含二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等，並換算為二氧化碳當量。實務上應以「先減量、再吸存、最後處理剩餘排放」為原則，不能僅依賴購買碳權而忽略自身排放減量。

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（二）農業達成碳中和的方法

方法一：稻田間歇灌溉，降低甲烷排放

傳統水稻栽培長期淹水，土壤缺乏氧氣，作物殘體經厭氧分解後容易產生甲烷。採用間歇灌溉、乾濕交替灌溉或適度落乾，使土壤週期性接觸空氣，可改善土壤氧化還原狀態，抑制產甲烷菌活動，降低稻田甲烷排放。

配合措施包括：

• 依水稻生育階段進行適度灌溉。
• 在分蘗盛期實施曬田或落乾。
• 避免過量施用新鮮有機物於長期淹水稻田。
• 依土壤及作物需求調整灌溉量，兼顧節水與產量。

此方法主要屬於「減少溫室氣體排放」，並可同時降低抽水用電，因此能減少甲烷與能源使用所造成的碳排放。

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方法二：合理施肥及精準氮肥管理，降低氧化亞氮排放

過量施用氮肥會使作物無法完全吸收，多餘氮素在土壤中經硝化及反硝化作用後，容易排放氧化亞氮。氧化亞氮具有高度暖化效應，是農業重要的溫室氣體。

可採取下列措施：

核心觀念

本題考查農業經營方式的決定因素。農業經營方式係指農業生產者在土地利用、勞力配置、資本投入、作物選擇、經營組織及生產技術等方面所採取的具體方式，例如：

• 集約經營或粗放經營
• 自給性經營或商品化經營
• 家庭農場、合作農場或企業農場
• 單一作物經營、多角化經營或混合農業
• 小農經營或大規模機械化經營

經營方式並非單由自然條件決定，還會受到經濟因素及社會因素共同影響。答題時應分成兩大類說明，並交代各因素如何影響經營決策。

解題方法

可採「因素分類＋作用說明＋經營結果」的方式作答：

1. 先說明經營方式受經濟與社會環境共同影響。
2. 經濟因子著重生產要素、收益成本及市場條件。
3. 社會因子著重人口、制度、組織、文化及消費需求。
4. 每一項因素都要寫出其對土地利用、勞力使用、資本投入或作物選擇的影響，避免只列名詞。

一、經濟因子

1. 土地資源與土地規模

土地面積、地形、地力、地價及地權分散程度，會影響經營規模與生產方式。

土地廣大、地價較低且地權集中時，較適合大規模經營、機械化及粗放經營；土地細碎、地價昂貴時，農民通常提高單位面積產量，採取設施農業、精耕細作及集約經營。

2. 勞動力的數量與價格

農業勞力是否充足、工資高低及勞力品質，會影響作物選擇與機械化程度。

勞力充足且工資低時，較能發展需要大量人工的水稻、蔬菜、果樹及園藝作物；勞力缺乏或工資上升時，經營者會增加機械、設施及自動化設備的使用，並選擇較節省人工的生產方式。

3. 資本多寡與資金成本

農業資本包括土地改良資金、農機具、溫室、灌溉設施、種苗、肥料及周轉金。資本充足且利息負擔低時，較能採用資本密集、技術密集及設施化經營；資本不足時，則多採低投入、低風險的經營方式。

4. 生產成本與產品價格

投入成本及農產品價格直接影響經營者的作物選擇與投入強度。

當產品價格高、預期收益佳時，農民會增加肥料、農藥、設施及勞力投入，採取集約經營；當價格波動大、成本上升或利潤降低時，則可能減少投入、調整作物種類，並採取多角化經營以分散風險。

5. 市場需求與商品化程度

市場規模、消費者偏好、加工需求及外銷機會，會決定農業生產是以自給為主或以商品生產為主。

交通便利、都市市場接近且商品流通發達的地區，較適合發展蔬菜、花卉、乳畜、畜產及高經濟價值作物；偏遠地區市場性較弱時，較可能維持自給性或地方性生產。

6. 交通與運輸條件

農產品多具有易腐敗、體積大及季節性等特性，因此道路、冷藏、倉儲及批發市場條件會影響經營方式。

交通便利時，可生產鮮食蔬果及高價值易腐產品；運輸不便時，則傾向生產耐儲藏作物，或發展加工、乾燥及初級加工作業。

7. 農業技術與機械化程度

品種改良、灌溉技術、病蟲害防治、溫室栽培、精準農業及農業機械的發展，會擴大可採用的經營方式。

技術水準高時，能提高單位面積產量與產品品質，發展設施農業、專業化經營及契約生產；技術不足時，經營方式通常較傳統，生產效率也較低。

8. 經營風險與收益穩定性

農業容易受到氣候、病蟲害、價格及國際市場變動影響。風險較高時，農民會採取多角化經營、輪作、混合農業、保險及契作等方式，降低單一作物或單一市場失敗的損失。

9. 農業政策與金融制度

政府的價格補貼、農業貸款、租稅、農地政策、休耕政策、災害救助及產銷輔導，會改變農民的收益預期與經營選擇。

例如，政府鼓勵特定作物、提供設備補助或推動契作生產時，農民較可能轉向專業化及商品化經營。

二、社會因子

1. 人口密度與人口結構

人口密度高的地區，土地需求大、土地價格高，農業經營通常朝集約化、高產值及都市近郊農業發展。人口老化及農村青壯年外流，則會造成農業勞力不足，促使農業朝機械化、委託代耕、共同經營及大規模整合發展。

2. 農家人口與家庭勞力

核心觀念

本題考查農業生產與病蟲害管理中的四個重要名詞：

1. 以作物配置降低害蟲危害的「陷阱作物」。
2. 以農田耕作措施抑制病蟲草害的「耕作防治」。
3. 透過資源互補提高整體收益的「相成生產業務」。
4. 以增加固碳、降低排放為目標的「負碳農法」。

作答時應掌握「定義、作用原理、具體做法、實例及限制」五個層次。

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（一）陷阱作物

1. 定義

陷阱作物是指在主要栽培作物周圍、田區邊緣或田間特定位置，種植害蟲偏好取食、產卵或棲息的作物，使害蟲優先集中於陷阱作物，再配合人工移除、藥劑局部防治或其他措施加以消滅，以保護主要作物。

其核心概念是：

利用害蟲對不同植物的偏好，將害蟲由經濟作物引導至可管理的位置。

2. 作用原理

陷阱作物主要透過下列機制發揮作用：

• 提供害蟲較偏好的食物。
• 以較鮮嫩、較具吸引力的植物組織集中害蟲。
• 使害蟲集中於田區邊緣，降低其進入主作物區的機會。
• 使防治工作由全面防治轉為局部防治，減少農藥使用量。

3. 實施方式

常見做法包括：

• 在主作物周圍種植陷阱作物。
• 在主作物種植前先種植陷阱作物，提前吸引害蟲。
• 於主作物生育初期或害蟲發生高峰期維持陷阱作物。
• 害蟲集中後，將陷阱作物割除、移除或進行局部防治。

例如，十字花科蔬菜栽培時，可利用害蟲較偏好的植物作為田邊陷阱作物，使害蟲集中於田邊，再進行局部處理。

4. 使用限制

陷阱作物並非單獨種植即可達到防治效果，須注意：

• 陷阱作物若未及時處理，可能成為害蟲繁殖源。
• 陷阱作物與主作物距離、面積比例及種植時期須配合害蟲習性。
• 若陷阱作物吸引害蟲後未加以控制，反而可能增加主作物受害風險。
• 應與生物防治、物理防治及適當藥劑防治整合使用。

5. 解題技巧

判斷「陷阱作物」的關鍵在於「誘集害蟲」。若題目只描述混植、輪作、深耕或清除病株，重點便不是陷阱作物，而是其他耕作防治措施。

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（二）耕作防治

1. 定義

耕作防治是指利用耕作制度、栽培管理及田間作業，改變病蟲草害的生存、繁殖、傳播及危害條件，以降低其族群密度及危害程度的一種植物保護方法。

它屬於非化學防治的重要內容，也是綜合病蟲害管理的重要基礎。

2. 主要作用原理

耕作防治並不直接以藥劑殺死病蟲，而是透過改變田間環境，達到下列效果：

• 減少病原菌、害蟲及雜草的初始來源。
• 中斷病蟲害生活史。
• 降低病蟲害繁殖速度。
• 改善通風、日照及土壤水分條件。
• 提高作物本身的抗逆境能力。

3. 常見措施

（1）輪作

不同作物交替種植，使專一性病原菌、害蟲及寄主性雜草失去適合寄主，降低其族群密度。

（2）合理密植

避免植株過度密集，以改善通風與透光，降低高濕環境所造成的病害發生。

（3）適期播種與調整栽培期

避開害蟲發生高峰或病害適宜發生的氣候條件，降低作物受害機會。

（4）清除病株及田間殘體

移除病株、罹病葉片及收穫後殘株，可減少病原菌及害蟲越冬、越夏的場所。

（5）深耕、曬田及淹水

破壞害蟲、病原菌及雜草的生存環境，並促使土壤中部分害蟲或病原暴露於不利條件。

（6）適當灌排水

避免長期積水或過度乾旱，並降低部分土壤病害及水田雜草的發生。

（7）選用健康種苗

使用無病種子、種苗及繁殖材料，可減少病害初次感染來源。

（8）中耕除草及覆蓋

破壞雜草幼苗、抑制雜草生長，降低雜草與作物間的競爭。

4. 優缺點

優點包括：

• 污染風險及農藥殘留較低。
• 不易產生害蟲抗藥性。
• 可與其他防治方法配合。
• 有助於維持農田生態平衡。

限制包括：

• 防治效果通常較慢。
• 需要配合作物生育期及病蟲害發生規律。
• 單一措施難以完全控制嚴重危害。
• 部分措施需要較多勞力、機械或時間。

5. 解題技巧

看到「輪作、深耕、清園、合理密植、適期播種、灌排管理、除草、覆蓋」等字詞，通常是在考耕作防治。其判斷核心是：

是否藉由改變栽培方式或田間環境來抑制病蟲草害？

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（三）相成生產業務

1. 定義

相成生產業務是指同一農場內所經營的兩種以上生產業務，在土地、勞力、資本、設備或副產品利用上具有互補關係，一項業務的生產活動能促進另一項業務，因而使整體農場收益高於各業務分別經營的效果。

其重點在於：

不同生產業務間具有互補性與協同效果。

2. 形成原因

相成生產業務通常來自下列資源互補：

• 一種業務的副產品可作為另一種業務的投入。
• 不同業務的勞力需求時間不同，可互相調節。
• 農機具、倉庫、土地及管理人力可共同使用。
• 生產風險分散，降低單一作物歉收對農場收入的影響。
• 業務間形成物質循環，降低外購投入成本。

3. 典型實例

（1）農牧混合經營

核心觀念

本題綜合考查土壤分類、土壤水分常數、農業經濟學中的生產報酬法則，以及肥料管理法規。作答時應掌握各名詞的「定義、形成原因、農業意義及適用範圍」。

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解題方法

（一）Alfisol 之主要特性

Alfisol 為美國土壤分類系統 Soil Taxonomy 中的一個土綱，判斷重點是是否具有黏粒聚積的黏化層，以及土壤鹽基飽和度是否達到規定標準。

主要特性如下：

1. 具有黏粒聚積層

通常具有黏粒聚積的黏化層，包括 $argillic$、$kandic$ 或 $natric$ horizon。表層土壤中的黏粒經淋洗後，向下移動並聚積於下層，形成明顯的黏粒增加現象。

2. 鹽基飽和度較高

其黏化層在規定深度及條件下，鹽基飽和度通常為 $35\%$ 以上。因此相較於高度淋洗的 Ultisol，Alfisol 保有較多鈣、鎂、鉀等交換性鹽基，肥力通常較佳。

3. 風化及淋洗程度中等

Alfisol 的風化程度通常介於較年輕土壤與高度風化土壤之間，未像 Ultisol 一樣經歷強烈且長期的鹽基淋失。

4. 常見於季節性濕潤地區

多形成於溫帶、亞熱帶或季節性乾濕變化明顯的地區，水分狀況通常不如極端乾旱土或長期積水土壤。

5. 農業利用性較高

由於黏化層具有較高陽離子交換能力，且鹽基含量相對充足，Alfisol 通常具有中等至良好的天然肥力，適宜種植穀類、牧草、果樹及其他作物。但若黏化層位置較淺，仍可能造成排水不良、根系伸展受阻等問題。

農業判斷重點

Alfisol 可用「有黏化層、鹽基飽和度較高、肥力中等偏佳」三個關鍵詞記憶。其與 Ultisol 的主要區別，在於 Alfisol 的鹽基飽和度較高、淋洗程度較低。

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（二）Wilt Point

Wilt Point 通常稱為萎凋點；在土壤學及作物生理學中，主要指永久萎凋點（Permanent Wilting Point, PWP）。

定義

當土壤水分降低至某一程度時，植物根系已無法吸收足夠水分以維持細胞膨壓，植株發生萎凋；即使置於高濕度環境中，也無法恢復正常膨壓，此時的土壤含水量稱為永久萎凋點。

永久萎凋點通常以土壤水分張力約：

$$-1500\ \text{kPa}$$

或約 $15$ bar 作為標準。

重要意義

1. 萎凋點以下的水分，雖然仍存在於土壤孔隙或土粒表面，但被土壤吸附得太緊，作物根系無法有效利用。

2. 有效水分通常定義為田間容水量與永久萎凋點之間的水分：

$$\text{有效水分}=\text{田間容水量}-\text{永久萎凋點}$$

即：

$$AWC=FC-PWP$$

其中：

• $AWC$：有效水分（available water capacity）
• $FC$：田間容水量（field capacity）
• $PWP$：永久萎凋點（permanent wilting point）

3. 土壤質地會影響萎凋點。黏土具有較多微細孔隙及較大的比表面積，保水力較強，但其中一部分水分被吸附得很緊，因此其萎凋點通常高於砂土。

解題技巧

看到 Wilt Point，應立即寫出三項內容：

• 植物永久萎凋且無法恢復；
• 土壤水分張力約 $-1500\ \text{kPa}$；
• 有效水分為田間容水量減永久萎凋點。

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（三）施肥報酬漸減率

核心觀念

施肥報酬漸減率是指在其他生產條件不變時，持續增加某一肥料投入量，作物由新增肥料所獲得的新增產量會逐漸減少的現象。

這是農業生產中的邊際報酬遞減法則，不是指總產量立即下降，而是指「每增加一單位肥料所增加的產量」逐漸減少。

公式說明

設肥料投入量為 $F$，作物產量為 $Y$，則總產量函數為：

$$Y=f(F)$$

邊際產量為：

$$MP_F=\frac{\Delta Y}{\Delta F}$$

施肥報酬漸減表示：

$$\frac{\Delta Y}{\Delta F}$$

會隨肥料投入量增加而下降。

若以平均報酬表示：

$$AP_F=\frac{Y}{F}$$

則在合理施肥階段，邊際產量下降，平均報酬通常也會逐漸降低；當肥料過量時，總產量甚至可能下降。

生產階段

1. 第一階段：報酬遞增

肥料投入初期，土壤養分不足，增加肥料可使產量快速增加，邊際產量上升。

核心觀念

本題考查農業循環經濟中「有機廢棄物沼渣資源化利用與有機質肥料製造」之核心知能，涵蓋土壤學、農場經營管理及肥料學領域。

1. 厭氧醱酵與沼渣特性：有機廢棄物（禽畜糞尿、廚餘、蔬果殘渣）經厭氧醱酵提取沼氣（甲烷）發電後，殘留之固體產物稱為「沼渣」（Digestate）。沼渣雖富含有機質與氮、磷、鉀等養分，但因有機碳大部分已被代謝轉化為甲烷，致使其碳氮比（$\text{C/N}$ 比）顯著偏低、含水率極高，且集中累積了飼料或食鹽殘留之重金屬與鹽分（電導度 $\text{EC}$ 值高）。
2. 法規與國家標準：依據《肥料管理法》及經濟部公告之「肥料規格品目」（以命題當年民國 111 年法規為準），沼渣欲加工改質為有機質肥料（如堆肥、雜項有機質肥料），必須滿足水分、腐熟度（$\text{C/N}$ 比）、重金屬限量（銅 $\text{Cu}$、鋅 $\text{Zn}$、鎘 $\text{Cd}$、鉛 $\text{Pb}$、汞 $\text{Hg}$、鉻 $\text{Cr}$ 等）、有害物質及病原菌規範。

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解題方法

本題為申論題，切入點應從「沼渣之理化性質與生物安全隱患」作為影響因素，並對應提出「廠內前處理、調配調理劑、後續好氧腐熟堆肥化（Post-composting）及品質控管」等實務改善對策。解題結構分為兩大部分：

1. 沼渣性質影響因素：分別由水分、碳氮比與腐熟度、鹽分（$\text{EC}$）、重金屬含量、病原菌與雜草種子、物理雜質等構面進行系統化分析。
2. 改善與處置方式：針對上述各項不良性質，提出對應之工藝改善方法與資材調配策略。

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選項分析

（本題為申論題，以下針對沼渣再利用為有機質肥料時，應考慮之各項「性質影響因素」及對應之「改善方式」進行逐項系統化分析）：

1. 高含水率（Moisture Content）

• 性質影響：沼渣經過厭氧醱酵及固液分離後，水分含量通常仍高達 $70\%\sim 80\%$ 以上。水分過高易造成運輸成本大幅增加，直接施用易導致土壤密實缺氧；若直接進行堆肥，過高水分會堵塞資材孔隙，造成通氣不良與厭氧發臭，阻礙腐熟進程。
• 改善方式：
• 固液分離：使用高效螺槳擠壓機或帶式壓濾機強化脫水。
• 添加乾燥調理劑：摻配高乾燥度、高孔隙度之農林廢棄物（如鋸木屑、稻殼、廢木屑、菇類栽培廢棄包），將混合料水分調節至最適堆肥含水率（$50\%\sim 60\%$）。
• 熱乾燥：利用沼氣發電產生之餘熱進行機械乾燥或太陽能溫室乾燥。

2. 低碳氮比（C/N Ratio）與未完全腐熟

• 性質影響：有機質於厭氧過程中，易降解之有機碳大量轉化為甲烷（$\text{CH}_4$）與二氧化碳（$\text{CO}_2$）逸失，致使沼渣殘留之碳氮比顯著降低（常低於 $10\sim 15:1$）。若未經調整直接施用或包裝，易引發游離氨（$\text{NH}_3$）濃度過高傷根，且未完全腐熟之資材入土後會產生二次發酵缺氧及有機酸毒害。
• 改善方式：
• 外加高碳源資材：添加高碳氮比（高 $\text{C/N}$）之有機資材（如稻草、鋸木屑、碎木屑），將原料碳氮比提升至最適堆肥範圍（$25\sim 30:1$）。
• 二次好氧堆肥腐熟（Post-composting）：將調節後的沼渣進行 $2\sim 4$ 週之好氧堆肥發酵，利用好氧微生物使其達到完全腐熟安定化。

3. 高可溶性鹽分與電導度（EC 值）

• 性質影響：若料源包含大量廚餘（含食鹽 $\text{NaCl}$）或禽畜糞，厭氧後水分蒸發與濃縮作用會使鹽分高度集中於沼渣中，電導度（$\text{EC}$ 值）過高。施用於土壤易造成土壤鹽鹼化、提高土壤滲透壓，導致作物根系吸水困難（俗稱「燒根」）。
• 改善方式：
• 料源配比控管：源頭限制高鹽分廚餘之進料比例。
• 混合低鹽資材稀釋：摻配低鹽度之植物性農藝殘渣或木質素資材進行物理稀釋，降低最終成品之 $\text{EC}$ 值。

4. 重金屬積聚（以銅 Cu、鋅 Zn 為主）

• 性質影響：養豬與養禽飼料中常添加高劑量之銅、鋅作為生長促進劑或抗生素替代品。

核心觀念 本題考查「土壤學」中土壤微生物生態與土壤管理實務之核心關係。土壤微生物（包括細菌、真菌、放線菌及原生動物等）是土壤有機質分解、養分元素循環（如碳、氮、磷、硫循環）、土壤結構形成（菌絲與胞外多醣促進團粒化）及植物病害抑制作業的關鍵驅動者。土壤管理措施（Soil Management Practices）透過改變土壤物理環境（通氣性、水份、結構）、化學環境（pH值、鹽度、養分有效性）及生物底物（有機質來源與碳氮比），進而顯著改變土壤微生物之群落結構、生物量（Microbial Biomass）與代謝活性。

解題方法

1. 配分與字數策略：國營事業聯招簡答題講求精準、結構明確。題目明確限制「簡述 3 種土壤管理對土壤微生物之影響，列舉第 4 種後不計分」，作答時必須嚴格控制鎖定 3 種最具代表性、機理最明確的土壤管理措施，切勿多寫。
2. 切入點選擇：選擇涵蓋物理、化學及生物性調控的 3 種典型管理措施：

• 措施一：有機質與堆肥施用（生物性與養分調控）
• 措施二：耕作方式（翻耕 vs. 保育性耕作/減耕/免耕）（物理結構與通氣調控）
• 措施三：化學肥料施用與酸鹼度調節（石灰施用）（化學環境與 pH 值調控）

3. 論述邏輯：每種管理措施採「管理行為 $\rightarrow$ 土壤環境改變 $\rightarrow$ 對微生物群落/活性之具體影響」的三段式邏輯進行說明。

選項分析 本題屬申論簡答題，非選擇題型。以下針對 3 種精選之土壤管理措施進行詳細影響剖析：

1. 有機質與堆肥之施用（Organic Matter / Compost Application）

• 機制剖析：向土壤補充外源有機碳源與養分，改善土壤保水性與通氣性。
• 對微生物之影響：有機碳為異營性微生物（Heterotrophic Microorganisms）之能量與碳源來源，施用有機質可顯著提升土壤微生物生物量碳（Microbial Biomass Carbon, MBC）與微生物生物量氮（MBN），並促進土壤酶（如磷酸酶、脲酶）之分泌。此外，豐富的有機質可促進固氮菌、菌根真菌及放線菌之繁殖，增強土壤抑病性（Suppressive Soils），抑制土傳性病原菌。

2. 耕作方式（翻耕 vs. 保育性耕作/免耕, Tillage vs. No-Tillage）

• 機制剖析：傳統機械翻耕會破壞土壤團粒結構，剪切真菌菌絲，並使深層土壤暴露；免耕或減耕則保持土壤擾動最小化。
• 對微生物之影響：傳統翻耕短期內增加通氣性，使好氣性細菌（Aerobic Bacteria）活性驟增並加速有機質礦質化，但長期會破壞真菌菌絲網，降低真菌/細菌比（Fungi/Bacteria Ratio）；保育性耕作（免耕）則能保護叢枝菌根真菌（AMF）等絲狀真菌網絡，維繫穩定的微生態結構。