【專題報告二】土壤資訊系統在合理化施肥的應用
 

行政院農業委員會農業試驗所農業化學組
劉滄棽、黃維廷、林毓雯、郭鴻裕

壹、前言及背景
     為照顧農民,政府採取穩定肥料供需與價格政策,充分供應農民所需肥料。但國內作物施肥,仍然缺乏定址及與農耕操作有關的養分需求研究。土壤各種礦質養分的供應能力,常常受到最近期間作物栽培管理的影響,而有不同的表現。土壤反應、作物殘體的管理,將影響肥料效率或是肥力,土壤磷鉀含量及氮供應能力之分級,都需要進一步之研究,以制定肥料需求推估方法,應用於田間,合理施用肥料並降低施肥量。且農民普遍看不懂肥料,也不會算肥料。現有複合肥料配方,無法配合作物、氣候、生長期和土壤肥力等適時調整。

     各農業試驗改良場所執行「土壤分析及植體營養診斷服務」,每年達到1萬6千多件,但未能考慮現場土壤狀態,並且在目前體制下各自進行,分散力量,有待結合成共同體系,分工合作,擴大對農民之服務。若應用土壤速測與植體分析及作物營養診斷技術,配合地理資訊系統所建立之土壤特性資料、氣候資料,綜合以上資訊再輔以作物管理知識,如圖1所示可提供農民正確之營養診斷及合理施肥建議。


圖1 各種主題之農田土壤管理圖

貳、目前現況及問題
     世界經濟論壇(WEF)的2008年全球風險報告指出影響未來十年全球經濟社會的四大風險之一為糧食安全。因為過去十年大多開發中和已開發國家,糧食價格偏低,不太認為這是一個問題,過去一年卻面臨糧價飆升。全球糧食存量則出現二十五年來的最低,未來衝擊全球糧食供應穩定性問題更加複雜。

     尿素、液氨等氮肥主要由天然氣轉化,由於中國及印度糧食需求增加,耕作用肥增加,曾出現數倍的漲幅。目前尿素價格雖暫隨原油價格回跌,由長期能源消耗的觀點來看,仍需要精確估算施用量以避免浪費。另磷、鉀肥為礦石開採,難以循環使用,在礦產蘊藏量漸減下,國際肥料價格不易大幅回跌。

     一般之農田施肥皆以氮、磷、鉀三要素為主,氮肥易於損失,極少殘存土體中;磷肥則較不易移動,故經年施用磷肥,表層土壤中殘留甚多之磷素;鉀肥在土壤中之移動速度介於氮素及磷素之間,但亦稍有殘留跡象。

     又早年以水稻耕作為主,土壤呈還原狀態,土壤磷有效性高,又水稻對磷素敏感性較低,一般較少施用磷肥。近年水稻轉為旱作以及農民栽種經濟作物為主,土壤轉為氧化狀態,使得磷素有效性降低,加以旱作需要施用大量磷肥,表土磷素含量增加迅速。

     又目前農民施肥偏好複合肥料與堆廄肥,部分地區土壤磷素含量很高,但亦有不少荒廢農田,所以農田土壤磷鉀肥含量極值差異增大。農田土壤中含有過量之養分,不但是投資之浪費,並造成養分不平衡,不利於作物生長甚造成作物減產,更造成地表水與地下水質污染之問題。

 
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