114 專技高考高等考試 農藝技師 土壤學 考古題詳解

核心觀念

飽和導水度 $K_{\mathrm{sat}}$ 是土壤孔隙完全充水時，土壤傳導水分的能力。水在飽和土壤中的流動可用達西定律表示：

其中 $q$ 為單位面積水流量，$\Delta H/\Delta L$ 為水頭梯度。$K_{\mathrm{sat}}$ 主要受孔隙的大小、連通性及曲折程度控制；尤其是連續的大孔隙，對飽和水流的貢獻很大。

森林土壤轉為農田後，耕作、機械與植被改變會破壞原有的孔隙系統，常使大孔隙減少或中斷，因此 $K_{\mathrm{sat}}$ 下降。

解題方法

從「森林土壤原有的導水通道」與「開墾後造成的結構改變」兩方面作答，說明孔隙變化如何影響水流。

森林土壤通常有枯枝落葉及根系提供有機質，土壤動物與根系也會形成生物孔隙；團粒結構與連通的大孔隙較發達。開墾後，這些有利於快速導水的通道減少或被破壞，土壤壓實、孔隙連通性降低，因而使飽和導水度變差。

原因說明

1. 農機與耕作造成土壤壓實 重型農機反覆行駛、翻耕以及牲畜踩踏，會使土粒緊密排列，增加容積密度，並壓縮或破壞大孔隙。總孔隙度及大孔隙比例降低，水流通道縮小。

2. 根系與生物孔隙減少 森林深根、多層次根系及蚯蚓等土壤動物可形成連續的孔道。

核心觀念

本題考查土壤碳匯的科學用語，以及「土壤碳」和「土壤顏色」之間並無必然關係。坊間以「黃碳」稱土壤碳，常是為了和海洋的「藍碳」、森林植被的「綠碳」相呼應，並取臺灣常見黃色土壤的印象；但這個稱呼容易把土壤碳和土壤顏色混為一談。

土壤碳是土壤中所含碳的總稱，包括土壤有機碳與土壤無機碳。土壤有機碳主要來自植物、動物殘體及土壤生物等有機物；土壤無機碳則包括碳酸鹽等無機形態的碳。土壤顏色則受多種成土與環境因素影響，例如鐵、錳化合物、有機質、氧化還原狀態及母質等，並非由土壤碳單獨決定。

解題方法

作答時從「命名理由」與「科學上是否適切」兩方面切入：

1. 說明「黃碳」的民間命名背景：臺灣常見黃色土壤，因此借用「黃」字，與「藍碳」「綠碳」形成便於傳播的稱呼。
2. 指出土壤顏色並不一致，全球土壤有黃、紅、褐、黑、灰、白等多種顏色，同一土壤剖面不同層位也可能呈現不同色調。
3. 說明「土壤碳」是依碳的存在位置或碳庫分類；「黃色」是外觀顏色描述。

核心觀念

本題考查的是：氧化物土長期處於高溫多雨環境，經高度風化與淋洗後，土壤礦物和養分狀態如何影響作物生產，以及如何據此規劃肥力管理。

氧化物土（Oxisols）是高度風化的土壤，常見於臺灣部分老紅土台地。其黏土礦物以高嶺石及鐵、鋁氧化物為主，天然鹽基養分儲量與陽離子交換容量通常較低；土壤常呈酸性，且鐵、鋁氧化物容易吸附磷，使施入的磷肥不易被作物利用。因此，管理重點是維持適宜酸鹼度、提高養分有效性、補充易缺養分，並防止養分流失與表土退化。

解題方法

可依「土壤特性 → 生產限制 → 對應管理」逐項作答：

1. **酸性與鹽基不足：**說明石灰資材管理，並指出用量應依土壤檢測及作物需求決定。
2. **磷固定強：**說明磷肥施用方式與有機質管理，以提升磷的有效性。
3. **養分儲量低、淋洗較強：**說明氮、鉀及中量、微量元素採分次、適量補充。
4. **有機質與地力維持：**說明覆蓋、輪作及有機資材等措施。
5. **臺灣地形與降雨條件：**補充坡地水土保持，減少表土及肥料流失。

本題是申論題，無計算公式或選項；重點在於每項管理措施都能對應到氧化物土的性質。

肥力管理事項

一、先檢測土壤，再調整酸度與鹽基

氧化物土常因長期淋洗而呈酸性，且交換性鈣、鎂及鉀等鹽基養分偏低。酸度過高會影響根系生長及養分有效性，也可能增加鋁、錳毒害風險。

• 定期檢測土壤酸鹼度、交換性酸、鹽基養分及作物營養狀況。
• 依檢測結果施用石灰或白雲石粉；若同時需要補充鎂，可選用含鎂石灰資材。
• 石灰資材宜充分混入耕層，並配合作物適宜酸鹼度調整；避免未檢測即大量施用，以免造成過度矯正或微量元素有效性降低。

二、重視磷肥管理，降低磷固定造成的損失

鐵、鋁氧化物表面可強烈吸附磷，降低磷在土壤中的有效性。因此，氧化物土常需特別注意磷肥施用效率。

• 依土壤有效磷檢測及作物需求施磷，不宜只憑固定施肥量長期追加。
• 將磷肥集中施於根系附近或採條施等方式，使局部磷濃度提高，減少與大量土體接觸後被吸附的機會。
• 配合施用腐熟有機質，促進磷循環並改善土壤生物活性；有機質分解產物也可能與鐵、鋁表面競爭吸附位置，增加磷有效性。

核心觀念

本題比較兩種含鈣酸性土壤改良劑：氫氧化鈣與蚵殼粉。比較重點在於中和土壤酸度的化學反應、中和能力、作用速度、施用安全性與實際施用條件。

氫氧化鈣為強鹼性材料，蚵殼粉則以碳酸鈣為主，屬於較難溶解的碳酸鹽材料。兩者都能提高土壤 pH、降低交換性酸與鋁毒害，並供應鈣；但反應速度與施用風險不同。蚵殼粉實際效果也受純度、研磨細度及雜質影響。

中和酸度的基本反應可表示如下：

解題方法

先辨認兩種材料的主要化學成分，再從「每單位重量的理論中和能力」與「材料溶解、反應的速度」比較。最後補上田間使用上的優缺點：強鹼材料反應快，卻須控制施用量與接觸風險；碳酸鹽材料較緩和，但效果取決於粉碎細度與土壤酸度。

以純物質估算，碳酸鈣當量（CCE）以純 CaCO₃ 為 100%：

因此，等重量的純氫氧化鈣理論中和能力高於純碳酸鈣。但田間材料仍須考量純度、粒徑與施用均勻度，不能只按化學式推定實際效果。

優缺點比較