農藝作物、園藝作物及畜牧飼料作物是農業生產的重心,然而影響各種作物產量及品質的因素,不外乎有:土壤因子、作物品種、環境氣候、栽培管理及病蟲害防治。也就是指任何地區的「土壤生產力」要好,就需要重視這五大因素,從經濟的觀念上看,有投資才有收益,所以當選擇最好的作物與土壤配合。土壤是作物生產之母,要增進土壤生產力首先要認識土壤,知道怎樣才是肥沃的土壤,進而要去知道自己耕作的土壤有什麼缺點或限制作物生產的因子,再加以改善那些缺點,並消除生產的限制因子,使成為肥沃的土壤。從認識土壤到瞭解缺失因子,從保育到增進土壤肥力,都是確保作物增產及高品質的基礎。

什麼是「肥沃的土壤」

土壤是培育作物的培養基,因此,所謂「肥沃的土壤」是指最能滿足作物生產需求的土壤,它需要充分供應作物所需的「營養分」及「水分」。這些營養分包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、錳、鐵、硼、鋅、銅、鉬、氯等,至於其他功能元素,如鈉、釩、鈷、矽、硒等微量元素,依植物不同需要也有差異。

除了營養分及水分充分供應以外,「氧氣」的供應亦不可忽略,尤其旱作的需要尤切,作物的根系都需要氧氣供應呼吸作用,因此,土壤的通氣性在旱作中為一重要因子。

肥沃的土壤還要能提供適當的環境(包括生物性及非生物性),使植物根部發揮其功能,並且提供根系伸展的孔隙及環境的緩衝性(包括酸鹼度、鹽度及溫度等緩衝性)。

從上所敘,可知「肥沃的土壤」,並不難求,只要有良好的土壤管理,都有希望把貧瘠的土壤改成肥沃的土壤,使土壤充分供應作物所需的營養分、水分及氧氣三大要件,加上保持良好的土壤物理性、化學性及生物性,將有助土壤肥力的維持及保育。有了充分的土壤肥力,再加上選擇適應該地區氣候的作物及品種,兼之有良好的栽培管理方法,要達到高生產力是不難做到的事情。

如何管理土壤達到增進土壤地力

台灣位於亞熱帶~熱帶地區,高溫、多雨、多濕的環境,加上高度密集耕作的利用土壤,與溫帶之一年一期作物是不同的,致使本省農地容易引起地力衰退、土壤疲乏或忌地症的發生,尤其旱作及蔬菜連作引起的土壤問題是值得重視及加以研究解決的。

每一個地區的土壤,因氣候環境、耕作系統及土壤母質均不同,加上不同之施肥及管理,土壤特性也會有或多或少的差異,有的地力較好,有的地力較差,要增進土壤地力或肥力,首先要知道該塊田有什麼毛病或限制生產的因子存在,以下將本省常見的土壤問題列出,從問題的發生如何診斷及如何解決,分別說明如下:

一.土壤酸鹼度不適合及土壤酸化現象

(一)問題發生:本省部分太酸(PH在5.0以下)或太鹼(PH在7.5以上)的土壤,易使土壤中的植物營養分轉變為無效性,使作物不能適應,尤其土壤酸化最為常見,其原因不外雨水大量淋洗及母質酸性、植物吸走大量正離子養分、不當的施用過多酸性肥料、及過量有機酸所致,加上土壤緩衝力不佳時,更易顯現酸化現象。

(二)診斷土壤酸鹼度:常用酸鹼度電極測定法及石蕊試紙顏色測定法。測定酸鹼度時,應使土壤與水混合攪拌後測定,不應在土壤乾燥下測定,因為測定土壤酸鹼值是測定在水溶液中的氫離子濃度。

(三)解決要領:

  1. 施用中和劑:酸土施用石灰鹼性質材(如農用石灰、苦土石灰、白雲粉、蚵殼粉等),中和土壤則應配合有機質施用。鹼土施用酸性材質(如硫磺粉、稀硫酸等),中和土壤則不應過量,可採用逐年漸進中和方式去改良。
  2. 施用有機質在酸土或鹼土中,有助各種營養之有效性。
  3. 緊急補充葉面施肥可暫時改善太酸或太鹼的土壤性質,這是治標的方法,徹底改善土壤才是治本之道。

二.缺乏土壤有機質

(一)問題發生:台灣位在多雨高溫及多濕的環境下,土壤有機質分解較快,尤其是旱田或山坡地更是缺乏有機質,在農田耕地中,本省約有65﹪之土壤缺乏有機質,旱作或果樹的生產力會降低,農民施用化學肥料量會增加,造成浪費,甚至無法提高生產力,反而使土壤病害增加及污染環境。這種問題土壤要增進施肥效果。必需從增加土壤有機質著手,才能收事半功倍的效果。要提高旱作生產力必需更加注意土壤有機質的保護,因為土壤有機質的功效甚多,能夠:

  1. 改善土壤物理特性:改良土壤團粒構造,使土壤鬆軟及穩定土壤,以促進通氣及排水。
  2. 增加土壤保水能力。
  3. 緩慢釋放植物所需之營養元素。
  4. 鉗合微量營養元素可協助植物營養元素之溶解度。
  5. 增加土壤之緩衝能力,使土壤之酸鹼反應緩和。
  6. 吸附及交換植物營養元素,提高肥料緩效性。
  7. 提供土壤有益微生物之活動,使土壤微生物能抵抗大量病菌的發展。
  8. 減少人為或天然之毒性物質及作用。
  9. 部分成分有助植物生長之功效。
  10. 色黑有助吸熱及早春種植等。

從上述可知,土壤要達到以上十點功效,就必須增加土壤的有機質含量。

(二)診斷缺乏有機質之方法:除了寄送有關農業機構,分析土壤有機質的含量之外,也可以略用肉眼觀察,如土壤乾燥後很硬,或顏色很紅、很黃,沒有團粒構造,這些都可能是缺乏有機質的特徵。土壤有機質含量愈多,一般的顏色都較為暗色。

(三)解決缺乏有機質的要領:需要施用有機物或有機肥料,以增加土壤有機質的來源,也可種植綠肥作物(如太陽麻、田菁、紫雲英、虎瓜豆等)。在栽培系統中要採用輪作系統,尤其以豆科輪作最利於增進土壤有機質。在管理上應增加覆蓋,減少土壤沖刷及表土流失,這也是保養土壤有機質的方法之一。稻田轉作時,應減少耕犁,於不整地狀況下栽培旱作,對土壤有機質之保存甚為有利。近年來腐植酸及泥炭土的應用,對土壤有機質的增加穩定頗有幫助。

三.土壤物理性不良

(一)問題的發生:台灣之山坡地土壤常見紅壤或黃棕壤,土壤屬酸性又缺乏有機質,物理性甚差,團粒構造有待改善,且保水力差,甚易乾旱,乾燥時頗為堅硬,這是典型的貧瘠土壤。土壤質地太粗或太黏,也會構成問題土壤,太粗則保水差,太黏重的土則太密實,易排水不良,引起根系生長不良。地區性排水不良或地下水位過高,易使土壤缺乏氧氣,旱作的根系則生長很淺,也易發生倒伏。有的地區及山坡地有乾旱現象,旱季時就更為明顯或提早發生旱害,致使作物或果樹養分吸收不良,也成了問題所在。

(二)診斷土壤物理性不良之方法:測定土壤質地(砂粒、坋粒、黏粒含量)常見以沈降機械分析、浮秤法及用手觸摸分級之方法,判斷是否太黏或太砂;觀察土壤孔隙度,是否太密實。以感覺觸摸時,取少量土樣,以水濕潤後搓捏,呈砂礫感是砂土;若呈滑膩感覺則含坋質高;很黏重,可搓捏成條的則含黏粒多。土壤的孔隙度、土塊或團粒構造,很容易用肉眼觀察,其土壤通氣或排水的情形。

(三)解決土壤物理性之不良:

  1. 排水不良:地區性排水不良較經濟的方法,是選擇耐水作物或品種,或利用高畦栽培。排水系統可採用簡便排水式或暗管排水方法,排水系統之建設應特別注意排水效率及使用年限的經濟效益。
  2. 土壤構造不良:土壤孔隙度或團粒構造不良,一般都增施有機質及石灰配合,如較鹼性土壤則只施有機質即可。土壤深層改良,可用深犁或氣壓式或水壓式,將深土疏鬆或深層施肥。
  3. 土壤太砂或太黏:除了選擇能適應這種不良土壤之作物或品種外,可採用客土及施用有機質來改善這種不良的質地。太砂的土壤保水性及保肥力均差,有機質可大力協助;太黏的土壤孔隙度差,濕時如泥漿乾時如石,有機質可使團粒構造形成,增加孔隙以利進水或排水。客土可多利用建築房屋時表土,以免寶貴的表土,埋入建築的下面。

四.土壤營養分不平衡

(一)問題的發生:不平衡或過量施用化學肥料,將造成營養元素間吸收的擷抗作用,或引起元素吸收的障礙及植體內代謝問題,無論巨量、次量、微量元素都不能過量,例如:氮過多作物易徒長,枝葉繁茂,易遭病害,不易開花或落果,產期調節不易成功;磷太多將使作物生長慢,使微量元素吸收不足;而鉀施用太多,則使作物缺乏鎂、鈣等元素,微量元素施用過多,則作物中毒引起生長障礙。長期施用肥料,應注意土壤營養是否有某些元素過量,以免發生問題。

(二)診斷營養分之不平衡:土壤中營養不平衡不能用肉眼看出,但植物的症狀可以偵察出來,或以植體化學分析配合土壤分析診斷也可得知。土壤也要定期分析診斷檢查,就如人的身體檢查一樣重要,尤其是密集耕作系統,至少每三、四年須診斷檢查一次。問題土壤或植物分析診斷之採樣,應採取有代表問題的土壤或植體,最好也能採到沒問題的隔壁或附近之土壤或植體,將更能使診斷者快速找到問題所在,分開二包分裝,一起寄送各農業改良場及大專有關土壤診斷服務單位分析。

(三)解決土壤營養分不平衡之要領:

  1. 瞭解作物品種的特性:因為各種作物對土壤中的營養需求有差異,經診斷症狀後,即可採取作業,缺乏營養者則以緊急葉面補充,再進而改善土壤施肥之治本方法,如酸鹼不適者可以加以調整,使營養吸收平衡。如因某些營養過量不平衡所引起,則需花費較長的時間去改良,可施用腐熟度較高的有機質(如各種堆肥、腐植泥炭土等),去吸附,減少過量的危害,使其控制達到平衡。
  2. 配合輪作系統:土壤營養不平衡,可利用不同輪作作物能吸收多量養分而減少土壤的危害,或以旱田水田輪作系統,使達營養均衡的狀態,再配合適當的施肥,即可改善土壤養分不平衡的缺失。
  3. 抗衡的施肥:山坡地無法以水田輪作時,只靠雨水淋洗過多的營養是不易的,除上述所提施用高腐熟度之有機質外,可以依過量的頡抗元素補救,如磷過量所引起的微量元素缺乏,即以深灌施肥或葉面施肥補充;如鉀肥過量易引起缺鎂,則採用硫酸鎂或矽酸鎂等鎂肥的抗衡作用,以大量減少某種養分過多所引起之危害。

五.鹽類及重金屬累積的問題及污染

(一)問題的發生:污染及不當的灌溉水,或是化學肥料之鹽類使用過多,都會引起土壤鹽類及重金屬累積。因為土壤有吸附的能力,鹽類及重金屬雖每日少量灌入或施入除被水流失或作物吸走外,長期日積月累的結果,勢必引起問題,這是保育土壤必須重視的問題。

(二)診斷鹽類及重金屬污染之累積:最準確的是用化學分析測定所含鹽類及重金屬量。其他尚可用電導度計測定,在電導度大於4mm hos/cm時,多數作物生長會受到阻礙。鹽類的累積可用肉眼觀察,診斷時從曬乾的表土,可觀察到白色粉末或晶體狀的鹽類,鹽類累積過多者有白色物出現,許多蔬菜當然種不好。另外須從灌溉水源加予注意,以便觀察灌溉用水是否受工廠之污染。

(三)解決鹽類及重金屬污染之累積:因密集耕種作物時,大量施用鹽類肥料所引起的累積,可採用旱田水田輪作,水田耕作時可洗去大量的可溶性鹽類;或選擇較耐鹽的作物,因作物的耐鹽性有差異;施用有機質對洗鹽類也有助益,因有機質分解之有機酸,可增加鹽的溶解度。重金屬累積之污染則不易洗去或去除,少量污染尚可加入有機質吸附,以稀釋作用減少作物吸收;如嚴重污染則不應種植食用作物或飼料作物,要避免污染進入人類的食物鏈;如要種植則需慎選非食用植物,如林木植物、纖維特用作物等。客土也可解決鹽類或輕度重金屬污染之問題,以稀釋土壤的方式,減少高濃度鹽類或重金屬之危害,如困難客到表土,而使用底土時,客土後施用大量有機質即可大大改善底土,再施用肥料後即可增加肥效。

六.表土流失問題

(一)問題的發生:土壤肥力在台灣坡地土壤受流失的威脅影響甚鉅,尤其山坡地高墾為果園後的水土保持甚為重要,表土是歷經長年自然改良的寶貴土壤,山坡地如表面植物保護缺乏時,優良的表土很薄,大多會被沖刷洗走,不只是個人的土壤肥力損失,也將引起水庫、河川及水源之污染或汙積泥砂。表土的流失同時伴隨著肥料的流失,肥料減少的損失不可忽略。

(二)診斷表土流失:這是相當容易的判斷,只要看在雨中流出的水,是否帶有泥色或混濁,即可知表土是否流失。

(三)解決表土流失的要領:表土要有保護,可採用覆蓋或草生栽培,尤其是以果園的草生栽培最為有效,而且雨季時不必除草,表面上看草生會吸收競爭部份施入的肥料,但吸入肥料經砍割覆蓋或犁入後,肥分又回到土壤,對多年生果樹的表土肥力,甚有助益,草生栽培又可使雨水深入土層,增加有機質、使土鬆、保肥性好,實為一舉數得之效。

七.土壤病蟲害問題

(一)問題的發生:引起土壤病蟲害的因子甚多,可能因土壤物理性、化學性或生物性不良所引起。因為病菌大量繁殖或植物的耐病力降低,就易引起作物根系病害。土壤病害的發生與氣候環境及灌溉水來源有密切關係;種苗的傳染病菌也不應忽視,健康的育苗是很重要的。

(二)診斷土壤病蟲害:要精確瞭解根系發生之病害,以鑑別病菌之種類,需要專門的鑑別方法。根系枯死的原因,可能是生物性或非生物性所引起,或互為因果關係。線蟲的危害根系較易觀察出來,在根上會有膨大凸起或瘤狀的症狀發生。

(三)解決土壤病蟲害之要領:治療土壤病蟲害,包括化學藥劑處理、物理處理(如高溫)、生物處理等方法,另外可利用土壤改良劑,以化學、物理、生物性等不同方式改良土壤,使病蟲害不易繁殖或增加作物抗性,而達到控制土壤病蟲害的目的。例如施用石灰質材,使土壤由酸調整後,也有改善病蟲害之效果;施用有機質使土壤改良,也可減少土壤病害發生,但應注意糞便類有機質,如未經處理,易致多種菌或蟲的感染,當埋入土中為宜,也可減少臭氣發生。

化學藥劑是現代農業生產不可少的藥方,安全使用並無大問題。土壤微生物之保育,有益微生物對抗病菌,這種生物制衡不可忽略,不當或過量使用藥劑,對土壤中有益微生物及根圈微生物是有害的。

八.連作的土壤問題

(一)問題的發生:許多旱作常因連作引起問題土壤,因不同作物或栽培、管理、施肥,都可能引起不同的連作問題,一般不外乎在土壤物理性,化學性或生物性上發生問題,常見的是病菌或蟲體孳生過多、有毒物質、鹽類累積或養分不平衡所致。

(二)診斷連作問題:一種或同類作物連作次數後,發生生長不良,施肥並不能完全改善,常見如幼苗的枯萎及爛根。生長點或新葉不正常或不伸展的問題發生。

(三)解決連作之問題土壤:連作常發生問題土壤的作物,就不宜採連作,輪作栽培的好處甚多,尤其旱田水田輪作最好。連作之問題土壤除改種其他作物,也可在酸性土壤施用石灰質材改善酸化或改善土壤微生物環境;可施用有機質改善或種植綠肥,有機質吸附有毒物及分解有毒物質,並有制衡土壤微生物之功效,加上補充巨量、次量及微量元素,可減少營養分之不平衡。生物性之制衡作用,也可採用施入有益微生物的應用。另外改變土壤環境(如浸水、翻曬等),也可防止部分連作問題之發生。連作田常有大量的地上部或地下根部,這些殘質也可能是問題的根源,因此,清除田間殘質,可減少毒物質或病蟲害的危害。

結 論

以上所常見的八大問題,不是所有的土壤都會存在,因此,首先須從您自己耕作的田中判斷,可能有那些問題或限制地力的因子存在,進而解決這些危害地力的瓶頸,土壤的地力或肥力,自然會改觀,有了健全的保育土壤,才有健康的土質,也才能增進土壤的生產力。因應當前農業生產,產期調節及高品質是重要的條件,需要進行產期調節及高品質生產時,土壤的配合是需要的,多做觀察、試驗及記錄,需要有更多的「試驗的精神」,我們的農業將展現更美好的明天。

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