2011年6月15日 星期三

土壤的成份&酸性土壤對植物營養關係說明&土壤pH對植物營養要素之影響&查究好土壞土的線索

*土壤的成份
礦物質
1.         土壤中的礦物質通常是由形成土壤的母質岩石所供應,亦有部份可能是從沉積物中獲得。
2.         主要是母質岩石經過風化作用後所形成的。
3.         土壤中礦物顆粒大小影響土壤質地、疏水程度和透氣程度。
4.         根據礦物質的體積大小,可以分為下列四種﹕
黏粒 顆粒直徑少於0.002毫米
粉砂粒 顆粒直徑0.002毫米至0.05毫米
幼砂粒 顆粒直徑0.05毫米至0.25毫米
粗砂粒 顆粒直徑0.05毫米至2.0毫米

有機物質 
1.土壤有機物質包括動植物死亡以後遺留在土壤中的殘體、施入的有機肥料和經過微生作用所形成的腐殖質。
2.腐殖質佔土壤中有機物質的70-90%,對土壤的肥力影響很大。
3.土壤中有機物質的轉化過程主要由微生物負責。微生物將複雜的有機物質轉化為簡單的無機化合物供植物吸收。
土壤空氣
1.土壤有機物質包括動植物死亡以後遺留在土壤中的殘體、施入的有機肥料和經過微生作用所形成的腐殖質。
2.腐殖質佔土壤中有機物質的70-90%,對土壤的肥力影響很大。
3.土壤中有機物質的轉化過程主要由微生物負責。微生物將複雜的有機物質轉化為簡單的無機化合物供植物吸收。
土壤水分

1.土壤是一個多孔体,在孔隙裏主要貯存著水分和空氣。土壤中空氣和水分的數量是相對的。雨天時,土壤孔隙大部份為水分所佔據,空氣成份稀少。晴天時,土壤中的水分大量消耗,空氣成份便增加。
2.土壤中的水分可以分為束縛 水和自由水兩種。束縛水又細分為吸濕水和膜狀水,自由水則分為毛管水和重力水。束縛水是水分受土粒間的吸力所阻,不輕易在土壤中移動。吸濕水是被礦物吸收 的水分,膜狀水是被吸引在土粒間呈薄膜狀的水分。自由水是在土壤中自由移動的水分。正常情況下,水分是受重力作用影響向下移動,稱為重力水。如果在氣候乾 旱地區,蒸蒸率大於下滲率,水分會在泥土中向上移動,稱為毛管水。
3.土壤中的水分移動影響泥土中的養分分佈和土壤的肥力,對植物的生長有很重要的影響
一、何謂酸性土壤:
在土壤中之水溶解部分物質,構成土壤溶液,在土壤溶液中有氫離子(H)與羥離子(OH)存在,二者之比例不同,而有不同之酸鹼反應,稱之為土壤反應(Soil Reaction),是土壤極重要的性質,通常以pH值表示之;即pH log[H]H濃度大(OH濃度低)pH值小,土壤呈酸性反應,H濃度小(OH濃度高)pH值大,土壤呈鹼性反應,HOH濃度相等時,pH值為7,即土壤呈中性反應。
土壤中的氫離子(H)存在形態可分二部分,一部分存在於土壤溶液中,稱之為游離酸(活性酸),另一部分吸附在土壤膠體的表面,稱為交換性酸或潛在酸,二者可以互動的,形成動態平衡,當土壤溶液中H受外界的影響而使濃度增加時,則會有部分H進入膠體表面成為吸附之H,反之,土壤溶液H濃度降低時,膠體表面吸附H會釋放進入土壤溶液中,此種情形在改良酸性土壤上極具有意義。土壤pH值與酸鹼性等級區分表如后:

 pH 範圍
土 壤 反 應
4.5
極酸性(Extremely acid)
4.5-5.0
極強酸性(Very strongly acid)
5.1-5.5
強酸性(Strongly acid)
5.6-6.0
中酸性(Medium acid)
6.1-6.5
微酸性(Slightly acid)
6.6-7.3
中性(Neutral)
7.4-7.8
弱鹼性(mildly alkaline)
7.9-8.4
中鹼性(Moderately alkaline)
8.5-9.0
強鹼性(Strongly alkaline)
9.0
極強鹼性(Very strongly alkaline)


二、酸性土壤對作物的影響:
作物對土壤酸性之適應:
作物種類不同對土壤酸鹼性之適應能力也各異,作物栽培應擇適合之土壤環境,才能獲得良好的生產,也可增加不良外在條件之抵抗力, 因此,選擇適宜之土壤反應範圍或調整土壤反應,使之適宜作物之需要,是作物栽培上不可或缺的要件,茲將重要作物適宜之土壤pH值範圍列如下表:
主要作物適宜土壤酸鹼度(pH)範圍
作 物
最適pH
作物
最適pH
作物
最適pH
作物
最適pH
水稻
5.0-7.0
香蕉
6.0-6.7
蘭類
4.0-5.0
甘藍
5.5-6.8
大麥
6.5-8.0
柑桔
5.2-6.4
菊花
5.5-6.5
白菜
5.5-6.8
小麥
5.5-7.0
鳳梨
5.0-6.0
天竺葵
5.0-7.0
芹菜
5.5-6.8
蕎麥
5.5-7.0
枇杷
5.0-6.0
非洲菊
6.0-7.0
韭菜
6.0-6.8
燕麥
5.5-7.5
荔枝
5.0-6.5
秋海棠
5.0-7.0
大蒜
5.5-7.2
黑麥
5.0-7.0
番石榴
5.5-6.5
翠菊
6.0-8.0
洋蔥
5.5-6.8
玉米
5.0-7.0
釋迦
5.5-6.5
金魚草
6.0-7.5
蘆筍
6.0-6.8
小米
5.0-6.5
蓮霧
5.5-6.5
波斯菊
5.5-6.5
花椰菜
5.0-6.8
甘藷
5.5-7.0
芒果
5.5-6.5
百日草
6.0-8.0
馬鈴薯
6.0-7.0
花生
5.5-7.0
木瓜
5.5-6.5
三色菫
6.0-6.5
蘿蔔
4.8-5.4
蜀黍
5.5-7.5
楊桃
6.0-6.5
矮牽牛
6.0-7.5
胡蘿蔔
5.0-6.8
大豆
5.5-7.0
5.5-6.5
萬壽菊
5.5-6.5
番茄
5.0-6.8
紅豆
5.0-7.2
葡萄
6.0-7.4
唐菖蒲
6.0-7.5
草莓
5.0-6.8
4.5-6.0
5.2-6.1
孤挺花
5.5-6.5
胡瓜
5.5-6.8
食用甘蔗
5.5-7.5
4.9-6.0
美人蕉
6.0-7.0
洋香瓜
5.5-6.8
向日葵
6.0-7.5
5.0-6.0
大岩峒
5.0-6.5
西瓜
5.5-6.8
油菜
6.0-7.5
5.0-6.0
大理花
6.0-8.0
西瓜
5.5-6.8
菸草
5.5-7.5
蘋果
5.5-6.6
仙客來
5.5-6.5
毛豆
6.0-6.7
蕪菁
5.5-6.8
5.5-6.6
風信子
6.0-7.5
菜豆
5.5-6.8
甘蔗
6.0-8.0
4.6-5.6
火鶴花
5.5-6.5
豌豆
5.5-6.8

()土壤pH對植物營養要素之影響:
土壤中植物營養要素之存在量與存在型態,均與土壤pH值有密切關係,尤其是營養要素的有效性受pH值之影響至大,茲以下圖表明各種植物營養要素之效率與土壤pH值之關係,圖中線條寬度之大小,表示其效率之大小。
*土壤營養之有效性與土壤PH的關係:

各種元素呈現最大有效性之PH範圍
營養分
最適PH值範圍
(N)
5.8~8.0
(P)
6.5~7.5
(K)
6.0~7.5
(Ca)
7.0~8.5
(Mg)
7.0~8.5
(S)
5.0~10.0
(Fe)
4.0~6.0
(Mn)
5.0~6.5
(B)
5.0~7.0
(Cu)
5.0~7.0
(Zn)
5.0~7.0
(Mo)
7.0~10.0

●酸性土壤對植物營養關係說明如下:
1.    溶解性鐵、鋁、錳之毒害,土壤酸性愈強則溶解性鐵、鋁、錳愈多,對許多作物造成毒害,也影響作物之生產。
2.    磷的效率低,磷多與鐵、鋁結合形成不溶解性之磷酸鐵與磷酸鋁等化合物,有礙作物對磷之吸收。
3.    有機態氮、磷、硫等元素,不易釋放供作物攝取,因在酸性土壤中微生物分解有機物受阻。
4.    鈣、鉀、鎂要素缺乏,土壤受雨水之淋洗,土壤中鈣、鉀、鎂等元素流失,造成這些元素之缺乏,也影響作物之攝取。
5.    鉬之溶解度低,植物難以攝取利用,對需要鉬之作物容易缺乏。
6.    土壤中有益微生物分解受阻,如分解有機物之放射菌及細菌、固氮菌、硝化細菌等,其繁殖活性受阻,影響作物之生育及產量。
三、酸性土壤分布:
台灣地區之土壤,受先天成土條件及雨水淋洗,及後天長期集約耕種利用,長期施用化學肥料,工業發展造成酸雨等之影響,除部分之沖積土外,大部分地區土壤屬酸性土壤,依據省農試所於民國四十八年至五十六年採樣
調查,有60 %之農田土壤屬酸性土壤,其中有33 %為強酸性土壤,其pH值在5.5以下,又山坡地土壤受雨水沖刷,土壤中許多鹽基元素流失,除泥岩(青灰岩)及東部海山脈地區外,一般多屬酸性土壤,可見台灣地區酸性土壤之分布相當普遍,又大多數作物適宜的pH值範圍在6.07.0之間,顯示酸性土壤之改良對農業生產之重要性。





各項土壤缺點之增進方法及目標
土壤問題
增進之方法
目標
1.強酸性土壤
施用石灰、爐渣、白雲石粉等鹼性或蚵殼質材。以逐年(2至3年)分施為佳.配會有機質材。
提高至PH5.6至6.0
2.強酸性
   強淋溶
   (退化)]土壤
施用矽酸爐渣,並添施錳之微量元素。鐵錳集積層或沈積層翻起混合表土,並加上述要素及磷。
土壤游離Fe(鐵)>1,40Oppm<2,300ppm,易還原性Mn(錳)>2Oppm<350ppm,水稻分糵期葉片Fe>70ppm<30Oppm全株Mn>20ppm<2,500ppm
3.缺矽土壤
施用爐渣
提高稻草含SIO2(二氧化矽)27%
4. 需添加
    有機質之土壤
施用堆肥、粗有機質、廄肥、榖殼之等有機肥科,注意保水及土壤構造改良或施用不易分解之泥炭類及樹皮堆肥.可施保土壤有機質之增加及種植綠肥作用。
每年每公頃施用有機質2-10噸
5.缺乏營養素土壤
依試驗結果調整土壤條件後使用缺乏之元素。
改善至缺乏症狀消失
6.強鹼性土壤
施用有機質、硫磺粉、酸性泥炭。
調整植行之土壤PH至7.9以下
7.砂土
依不同性質之砂土改良:
A.施用多量有機質,以改良土壤構造,增加土壤保水力。
B.酸性土另施石灰資材。
C.強鹼性土施用硫磺粉,用量合於收益下.降低pH。
D.如缺微量元素,而有機肥所含微量元素仍不足時.即予補充所需之微量元素。
E.土質地比砂質表土為細者先翻起底土混合.再加施磷肥.如砂質表土厚度大,翻土不經濟時.則於表土下 40公方處.設置適距之暗渠排水,可免多雨之浸水。
F.季風帶砂需增加土壤保水力以有機肥改良表土構造,減少酸或鹼度,或應補充微量元素,設種防風強的高草,田埂植防風樹,設塑膠屏,及增水利等因地制宜之工作。
依上述需要之目標相同
8.鹽土或鹽類累積
以暗管排水或開發水源,每年次以洗鹽,並改種耐鹽作物。
1公尺內之土壤電導度在2mmhos/cm以下
9.紅壤
施用有機質、石灰及含矽資材,重視磷肥.底土打散或深溝施肥。
 
10.排水不良之土壤
以排水工程處理及調整土壤剖面質地次包括簡易暗淺溝及深渠。
土層100公分內不能有暫時性之缺氧(<5%O2)
11.根際土壤密實或有犁底層
以化學或物理機械的方法打破密實性,或深溝施肥。
 
12.淺層土及礫石地
放淤、客土、去粗礫,加重有機質,增進保肥及保水能力。
表土深度有效土層>15公分

主要種植材料的孔隙量之比較
材料
全孔隙率(%)
氣相率(%)
液相率(%)
火山灰土
57.0
13.1
43.9
紅土
59.9
8.4
51.0
河砂
54.5
22.0
32.0
泥炭
94.4
30.6
64.0
珍珠石
92.4
55.6
36.0
珍珠石、泥炭
等量配合
93.4
41.9
51.0

*查究好土壞土的線索:
當我們信口說這是壞土的時候,其實壞在哪裡,原因並不很清楚,而且不知怎樣著手改良才好的情況居多,因此,先讓我們來分析一下土壤在甚麼樣的狀態下,植物的生育會如何地好,或會如何地不好,以做為著手改良之前探索原因的線索。

PH=log/H〕,PH的範圍介於0~12之間,而以7為中性。
PH值愈低時表示土壤膠體中H濃度愈高。

圖1:土100cc中的土水與空氣的比率
   土
 水
 空氣
均衡的組織比率,
當水多於空氣時植物的生育就不良了

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