臺灣問題土壤與重金屬污染診斷 陳 尊 賢 國立臺灣大學 農業化學系 特聘教授 兼生農學院副院長 兼農業陳列館館長 Tel: (02) 3366-2117, 3366-9577, fax: (02) 3366-9576 soilchen@ntu.edu.tw http://Lab.ac.ntu.edu.tw/soilsc/ Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

內容大綱 問題土壤特性及診斷 受重金屬污染土壤特性及診斷 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

問題土壤種類 酸性土壤 微量元素缺乏 鹽化土壤 山坡地土壤沖蝕 排水不良 深層砂土 壓實性土壤 受污染土壤 有機質缺乏 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣地質圖 臺灣主要土類之分佈 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

酸性土壤定義 通常土壤溶液中游離的氫離子濃度高於氫氧根離子濃度的時候，稱為具有酸性反應的土壤。 酸性土壤是指土壤的酸度(pH值:土壤中氫離子之活性)已經影響土壤中養分的可供給度、根的伸展與微生物活性，使農作物生長產生障礙。 土壤之 pH 值 <5.5 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

酸性土壤分級 土壤pH值 酸性土壤之分級 >6.5 中性以上 5.6-6.4 中酸性至微酸性 5.1-5.5 強酸性 >6.5 中性以上 5.6-6.4 中酸性至微酸性 5.1-5.5 強酸性 4.5-5.0 極強酸性 <4.5 特別酸性 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

酸性土壤產生的問題-1 土壤pH值小於5.5時，溶解性的鐵、鋁及錳含量會增加， 但是在植物的生理需求上，並不需要太多的鐵、鋁及錳， 因此會對植物造成毒害。 在強酸性土壤環境，磷會與鐵及鋁結合成為不溶性的磷 酸鐵及磷酸鋁沉澱化合物，導致植物對磷的吸收困難。 在強酸性土壤的環境下，土壤有機物很難釋放出植物所 需要的氮、硫及磷等元素。 pH值太低時，表示土壤中鹽基性的陽離子如鉀、鈣及鎂 等很容易流失，同時硼、鋅、銅及鉬等元素也會欠缺。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

酸性土壤產生的問題-2 土壤中的有益微生物如細菌、放線菌、固氮菌與硝化細菌等，在pH值過低時微生物活性會降低，因而影響許多土壤生化反應的速率。 生長於土壤中的真菌，在酸性環境下活性會增加，而這些真菌是農作物病害的主要來源之一。 酸性土壤所溶出的鋁，隨著水流進入地表水(如河川、湖泊與水庫等)或地下水，會對水生動物與植物造成毒害作用。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣酸性土壤的分佈 臺灣的酸性土壤約佔總耕地土壤面積的四分之三左右。 根據農委會農業試驗所統計，在臺灣耕地已進行調查的80萬公頃土壤中，pH 5.5以下的強酸性土壤面積超過35%，約有25萬公頃。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

台灣地區農田土壤反應等級分佈圖 台灣省農業試驗所繪製﹝1967年調查﹞ Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣地區紅壤 氧化物土 (Oxisols)：土壤已經化育很老(幾十萬年以上)，土壤中僅剩餘氧化鐵、鋁等性質者，土壤肥力很低，B 層有一氧化物層生成者 ，大都在紅土臺地上。如桃園縣埔心、南投縣埔里、屏東縣老埤等臺地之紅壤。 極育土 (Ultisols)：在高溫多雨情況下生成的土壤，土壤已經化育老(幾萬年左右)，在 B層中有一粘粒洗入聚積的層次(黏聚層)，因此特別粘，由於強烈淋洗，故肥力低。臺灣地區之丘陵臺地上之紅色土壤大都屬此種土綱。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Oxisols (氧化物土) distibuted in Chungli, Puli, and Neipu terraces Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

平鎮系 老埤系 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Ultisols (極育土) 龍崗 土系 鵝鑾鼻 土系 吳厝 土系 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

淡水 土系 名間 土系 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

農田土壤各種pH範圍分佈% pH值 面積% <4.5 4.8 4.5-5.5 33.4 5.6-6.5 23.9 <4.5 4.8 4.5-5.5 33.4 5.6-6.5 23.9 6.6-7.5 15.3 7.6-8.5 22.0 >8.5 0.7 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣酸性土壤的分佈 在農委會水土保持局(前身為臺灣省山地農牧局)對海拔100至1,000公尺間所調查之山坡地土壤方面 將近90萬公頃的調查面積中，強酸性土壤約佔總面積的76%，可見酸性土壤問題在臺灣的山坡地中更為普遍。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

山坡地土壤 pH 分佈% pH值 面積 % <4.5 22.6 4.5-5.5 53.3 5.6-6.5 18.7 <4.5 22.6 4.5-5.5 53.3 5.6-6.5 18.7 6.6-7.5 2.7 7.6-8.5 2.6 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣酸性土壤改良對策 最主要目標是要將pH值提高至6.0與6.5之間， 施用石灰資材，如石灰粉、白雲石粉、矽酸爐渣等 必要時配合有機肥料的施用，以平衡土壤中的各種營養元素。 選擇耐酸性較強的農作物。 在適地適栽的原則下，北部茶園與南部鳳梨園等土壤並不需要進行酸性土壤改良。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

微量元素缺乏症 在植物生長所需的必須營養元素中，鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、鈷、氯等的需求量較低，在一般植物體內的含量小於0.1%(以植物的乾重計算) 。 這類元素在土壤中稱為微量營養元素，簡稱微量元素(microelements)。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

七種微量元素的缺乏、毒害及正常範圍 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

缺鐵徵狀 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

缺鋅徵狀 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

微量元素易缺乏條件 高度淋洗、酸性、砂質土壤 有機質土壤 高 pH值土壤 (pH >7.5) 密集耕種、施用僅含巨量元素 (如：N、P、K) 肥料的土壤 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

影響陽離子微量元素有效性的因子-1 土壤pH值 酸性土壤中較易溶 隨著pH增加，從離子態逐漸轉變成氫氧化物或氧化物等不溶型態 N K Ca Fe Mg S Mn Mo Zn Cu B 土壤pH值 酸性土壤中較易溶 隨著pH增加，從離子態逐漸轉變成氫氧化物或氧化物等不溶型態 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

影響陽離子微量元素有效性的因子-2 有機物的影響 有些元素變成較不易溶的有機型態，但會隨著時間緩慢釋出 有機質很高的土壤會發生缺乏症狀 菌根菌的影響 (role of mycorrhizae) 許多高等植物和某些土壤真菌之間會產生菌根菌 (稱為共生作用symbiosis)，提高養份吸收效率 菌根菌對磷的吸收具重要性，也能增加微量元素的吸收。此外菌根菌亦能保護植物不致吸收過多的微量元素 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

影響陰離子微量元素有效性的因子 氯Cl 以離子態(Cl¯)存在，易受淋洗 硼B 以 B(OH)3 或 B(OH)4¯存在，經常缺乏 在酸性條件下有效性較高，pH7~8 有效性最低 會被有機物吸附，成為土壤中的主要來源 鉬Mo 以 HMoO4¯或 MoO42¯存在 有效性隨 pH 增加而提高 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤肥培管理 施用率 0.5~20 kg/ha Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

鹽化土壤 saline soils 臺灣土壤鹽化的原因 臺灣鹽化土壤的分佈與面積 臺灣鹽化土壤的改良 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤中鹽分含量 土壤中的鹽分含量，是將土壤加水到飽和狀態後，用電導度計測定抽出液的電導度來衡量。 在25℃時，當電導度值在 2 dS/m 以上時，就稱為鹽化的土壤。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤鹽化特性 pH值會偏鹼性 土壤構造變差 通氣性與透水性都會降低 使植物吸水困難 地表可以很清楚的看到白色的鹽結晶 因為土壤構造變差，產生結皮(crust)覆蓋在地表，影響了土壤的通氣性 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

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鹽化土壤 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣土壤鹽化主要原因 海水倒灌 超抽地下水引起地層下陷 引用海水養殖 灌溉工業廢水 使用過量糞尿堆肥或化學肥料等，造成土壤的鹽分聚積 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣沿海地區土壤鹽化 臺灣沿海地區，在颱風季節常常發生海水倒灌，海水魚塭由於鹽分的滲透，臨近農田土壤因此而鹽化(鄭双福，1992)。 特別是在西南沿海地帶如雲林、嘉義、臺南、高雄和屏東等，超抽地下水引發地層下陷後，更容易導致海水倒灌。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣鹽化土壤分佈與面積 主要分佈在西部濱海地區，約從彰化縣鹿港一直延伸到高雄縣北方。 養殖業發達，特別在屏東與宜蘭地區的漁塭擴張，超抽地下水引發地層下陷，導致海水倒灌而使土壤鹽化，土壤鹽化問題已經延伸到屏東坊寮一帶。 推估臺灣地區鹽化土壤的面積，約為25,000公頃左右。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣鹽化土壤的改良 根據臺灣的自然環境特性，鹽化土壤改良可按三項原則來處理 降低地下水位 阻斷鹽分來源 改善土壤剖面之透水性 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣鹽化土壤的改良-1 暗管排鹽 開設截流溝渠，阻絕水平滲透鹽分 土壤剖面滲透性改良 設立防潮水門與堤岸 佈置防風林 引入耐鹽作物 適當的水稻輪作 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣鹽化土壤的改良-2 暗管排鹽 排水系統利用伸入土壤下層，以混凝土或塑膠製水管將含鹽分的土壤水排開。 截流溝渠，阻絕水平滲透鹽分 明溝式的排水溝，同時達到排開土壤水與阻絕鹽分橫向溢流的目的。 土壤剖面滲透性改良 適當的翻犛，改善土壤透水性。 設立防潮水門與堤岸 杜絕海水倒灌，防止沿海的土壤鹽化。 佈置防風林 防止鹽沒入侵土壤。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣鹽化土壤的改良-3 引入耐鹽作物 在無法以其他方法排除土壤鹽分的情況下，以臺灣的氣候，選擇種植菠菜、藺草、百慕達草等作物。 適當的水稻輪作 利用土壤浸水後pH值會趨於中性的特點，將鹽化土壤轉為水稻與耐鹽作物輪作的方式，不僅可稀釋鹽分，也可以降低土壤pH值。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤沖蝕 當土壤生成速率低於流失速率時，就會因為加速沖蝕作用而形成問題土壤。 臺灣地區已經開發約30萬公頃的山坡地中，還有將近一半面積未能落實水土保持，而處於時而發生土壤沖蝕的狀況。 山坡地一旦開發為農地使用 導致土壤裸露 因為耕犛、翻土等作業而攪動表土 施用肥料與農藥造成河川污染 雨季來臨時就會造成 土壤流失 河川及水庫優氧化 土石流 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

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林地崩塌與土壤沖蝕 崩塌地 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

人為過度開墾地 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

檳榔與高冷蔬菜 臺灣山坡地大量種植檳榔 檳榔的樹冠稀疏，防止土壤受雨滴打擊的功能不佳 枯枝落葉又少，無法增加土壤的有機質含量 檳榔的根系很淺，無法牢固地保護土壤 高冷蔬菜問題 經常性的翻土與耕犛，致使土壤缺乏良好覆蓋 破壞土壤構造 需要投入大量肥料與農藥而增加水土資源的污染源 民國52年以前，臺灣山坡地種植檳榔面積不到1,200公頃，但目前已超過4萬公頃，而高冷蔬菜栽培面積也達到5千多公頃，除了未做好水土保持外，甚至有超限利用的情形(游繁結，2000)。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

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臺灣土壤排水不良原因 土壤因水分過多，通氣不良，造成植物根部缺氧或累積毒性有機酸，這種土壤就稱為排水不良。 當土壤排水不良時，會因缺氧而阻礙根系的代謝作用，影響根對養分與水分的吸收，容易引起作物的病害，使機械在田間不易操作。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤排水不良 臺灣土壤排水不良原因 土壤排水等級 臺灣排水不良土壤的分佈與面積 臺灣排水不良土壤的改善方法 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣土壤排水不良原因 一般所指的排水不良土壤是泛指旱田，但臺灣許多水田土壤在冬天需要休耕或輪作旱作時，因滲漏速率太低，會導致土壤毒性有機酸累積，也被歸類為排水不良。 引起土壤排水不良的主因是地下水位過高或土壤質地過於粘重，其次像桃園、新竹、宜蘭等多雨地區的氣候因素，也會造成土壤排水不良。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

USDA土壤排水等級 美國農部之土壤調查手冊 (Soil Survey Staff, 1993) 將土壤排水等級分為七個： 排水過剩 (excessively drained) 間或排水過剩 (somewhat excessively drained) 排水良好 (well drained) 中度排水 (moderately well drained) 排水稍差 (somewhat poorly drained) 排水不良 (poorly drained) 排水極差 (very poorly drained) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣土壤排水等級 排水良好 常年可栽種作物，而且沒有水分過多引起的災害，田間的操作一整年都不受影響。灰斑出現於表土80公分以下 排水不完全 部分作物生長或田間操作稍為會受到水分過多的影響。灰斑出現於表土50-80公分以內 排水不良 土壤剖面經常充滿飽和水分，而且嚴重限制作物栽培的種類，並影響作物生長及田間操作。灰斑出現於表土50公分以內 排水極不良 地表經常積水，除了水生植物外，其他旱作無法生長。 灰斑出現於表土30公分以內 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

排水極不良 地下水位在20 cm 上下出現 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

排水不完全 地下水位在60-120 cm 上下變動 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-1 根據農委會農業試驗所的統計(郭鴻裕等人，1999) 臺灣地區排水不良土壤面積約為42,300公頃左右 臺灣地區排水極不良土壤約有54,000公頃左右 臺北縣 排水不良土壤面積有2,370公頃，其中以淡水河沿岸之蘆洲地區佔380公頃為最多，石門鄉290公頃居次。 桃園縣 桃園縣境內排水不良的土壤多分佈在濱海鄉鎮，約有10,900公頃之多，其中以靠海的新屋鄉佔2,890公頃為最多，而鄰近的觀音鄉與大園鄉也都在1,000公頃以上。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-2 宜蘭縣 蘭陽平原的地下水位較高，因此造成土壤普遍排水不良。 列入排水不良等級的土壤有13,150公頃，宜蘭市、壯圍鄉、員山鄉、冬山鄉、五結鄉與三星鄉等鄉鎮都在1,000公頃以上，其中又以三星鄉的2,280公頃為最多。 排水極不良等級的土壤在宜蘭縣也有610公頃左右，其中以礁溪鄉330公頃與頭城鎮220公頃最多。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-3 新竹縣 新竹縣境並無排水極不良之土壤，排水不良的土壤面積共有1,900公頃，其中以新豐鄉1,230公頃最多，其他鄉鎮都在500公頃以下。 苗栗縣 由於山地與丘陵遍佈使苗栗縣耕地土壤比較沒有排水不良的問題，因此並沒有排水極不良的地區分佈；排水不良等級的土壤也僅有340公頃，竹南鎮與後龍鎮分別有150與130公頃。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-4 臺中縣 沿海的農業鄉鎮是土壤排水不良集中的地區，大安鄉列入排水不良等級土壤有690公頃最多，其次為龍井鄉的280公頃與梧棲鎮270公頃。 臺中縣列入排水極不良等級的土壤有230公頃，其中仍以大安鄉最多，有100公頃面積。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-5 彰化縣 彰化縣主要農田土壤都是位在沖積平原上，所以排水不良等級之土壤達4,210公頃，其中以伸港鄉1,100公頃為最多，而和美鎮與線西鄉都在300公頃以上；排水極不良土壤僅出現在彰化市及溪州鄉，分別為40與20公頃。 南投縣 南投縣是臺灣地區唯一不濱海的縣份，境內山多平原少，土壤少有排水不良情形，只有在靠近河川的南投市部分農地會有排水不良等級之土壤，約有60公頃左右。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-6 雲林縣 土庫鎮是雲林縣境內唯一分佈排水不良等級土壤的鄉鎮，共有220公頃；包括雲林縣、嘉義縣及臺南縣在內的嘉南平原地區，並無排水極不良等級之土壤。 嘉義縣 嘉義縣排水不良等級土壤均集中在平原地帶與沿海鄉鎮，其中以大林鎮540公頃最多，其次為義竹鄉的160公頃。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-7 臺南縣 嘉南平原地區排水不良土壤面積最少的是臺南縣，只有30公頃，大多分佈在永康市低窪地區。 高雄縣 高雄縣排水不良與排水極不良等級土壤共有1,200公頃，排水不良等級有810公頃，以路竹鄉180公頃最多，湖內鄉110公頃居次；排水極不良等級土壤有390公頃，鳥松鄉與美濃鎮均以140公頃為最多。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的分佈與面積-8 屏東縣 屏東地區並無排水極不良等級之土壤，但排水不良等級土壤有960公頃，其中以佳冬鄉180公頃最多，其餘鄉鎮都在100公頃以下。 花蓮縣 花東縱谷區是花蓮縣排水不良土壤主要的分佈地區，全縣共有680公頃排水不良等級之土壤，其中壽豐鄉就有620公頃，其餘豐濱鄉與玉里鎮零星分佈各30公頃 臺東縣 臺東縣是一個山多平原少的縣，排水不良等級的土壤只有50公頃，其中以長濱鄉30公頃最多。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的改善方法-1 根據臺灣地區的地形、氣候與作物特性，改良土壤排水不良問題的目標是要排除表土一公尺內的排水不良影響因素，這些因素包括 高地下水位 土壤底層有不透水層 及 氣候因素 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣排水不良土壤的改善方法-2 針對高地下水位的改良方法為暗管排水。 針對不透水層的改良方法為打破不透水層並做暗管排水。 針對氣候因素的改良方法是，選擇耐濕型的作物、暗管排水、發展設施農業及配合地面排水計畫與設施。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

深層砂土 一般來說，當土壤中的砂粒含量達到70%以上的時候，就可以稱為砂土。 砂土缺乏良好的土壤構造、保肥力與保水力差，有機質含量也較低，因此無法提供植根做為機械支撐，若不經適當的土壤改良，也無法使作物得到好的產量與品質。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

深層砂土分佈與性質 深層砂土在臺灣地區多分佈在濱海地區與臨近河川的新沖積地上。 在海岸堆積形成的砂土較乾燥，而且含有較高的鹽分。 在河川新沖積地上的深層砂土則比較容易有排水不良的問題。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

深層砂土的耕作與管理 針對臺灣深層砂土的特性 在沿海地區多半栽種深根而且耐旱的防風林或作物，如木麻黃或竹類等臺灣常見的防風林樹種 蘆筍、花生及瓜果類等則是適合深層砂土的作物。 除了選擇適當的植物種類外，臺灣深層砂土的管理方式可採用表面覆蓋、建立灌溉系統及施用有機質資材等來加以改善作物生長環境。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

壓實性土壤-1 指土壤長期不斷耕犛後，孔隙率降低，或是粘粒含量過高，造成土壤構造緊密、通氣性變差、排水不良、根難以穿透等問題。 臺灣地區壓實性土壤多出現在粘粒含量多的紅壤與耕作歷史久遠的水田土壤中，而西南部沿海地區的看天田土壤 ，也有壓實性的問題。 臺灣地區某些紅壤質地粘，粘粒含量往往高達40%以上，因此土壤構造緊密，不論在耕犛或植根的發育上，都是很大的障礙。 水田土壤的壓實性問題，可能起因於長久的耕作歷史以及密集式的種植水稻。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

壓實性土壤-2 臺灣水田的開墾，至今約略三百年左右，加上水稻為一年兩期作，土壤每經耕犛、灌水、耙平、植苗、排水等循環後，在30至50公分深度左右，會形成堅硬的犛底層，而隨著時間愈久，犛底層的壓實度也愈高。 這些犛底層堅硬的水田土壤排水不良、通氣性差、土壤中的毒性有機酸不易排除，生產力因而較低。 在水田改作旱田時，若不適時打破這些犛底層，對旱作作物的傷害極大。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤壓實後 植物根部不易往下生長 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤壓實後 植物根部不易往下生長 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

壓實性土壤的改良方法-1 利用深耕將犛底層打破 上、下層土壤將因而混合，配合施用足量的肥料以提高整體的土壤肥料，若是強酸性土壤，可配合石灰的施用。 利用明溝或暗管排水 排除多餘水分與毒性物質。 添加土壤改良劑 促進團粒構造以抵抗土壤壓實的形成。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

壓實性土壤的改良方法-2 添加有機質 可降低土壤的總體密度，提高土壤孔隙率。 種植具有打破壓實層能力的作物 在輪作系統中種植苜蓿等作物。 引入蚯蚓 蚯蚓的活動會增加土壤孔洞，而蚯靷的排洩物則能促進團粒化作用。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤污染物來源 工業廢水 畜牧業廢水 空氣污染 廢棄物處置不當 農藥及肥料 地層下陷 油品洩漏 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

工業廢水 臺灣地區曾發生許多工業廢水排放不當而造成土壤污染的案例，這些工業廢水主要來自化工廠、皮革工廠、染整廠與電鍍工廠等，所排放的廢水含有各種有機與無機污染物。 其中最引人注意的是桃園縣觀音鄉大潭村與蘆竹鄉中福村之重金屬污染，因為附近化工廠所排放的廢水污染了這兩個地方的農田，使土壤中的鎘、鉛含量過高。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

廢棄物處置不當 一般廢棄物與有害事業廢棄物任意棄置或不當掩埋於土壤中，形成所謂不明廢棄物場址，導致場址與附近土壤受到污染。 這些污染物可能來自電鍍、皮革、染整、電子、廢五金、石化、造紙及農業等所產生的污泥與廢棄物。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

農藥及化學肥料不當施用 臺灣地區高溫多雨，殺蟲劑、殺草劑及殺菌劑等農藥的使用得以讓作物正常生長，但也污染了土壤與水源 。 化學肥料施用過多的原因是臺灣肥料價格低廉，同時農民施肥常識不足，常有不正確及過量施肥的情形。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

地層下陷 地層下陷是臺灣地區土壤鹽化的主因之一，含鹽分過高的土壤也是污染土壤種類之一。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

油品洩漏 地下儲油槽與輸油管線會因龜裂或老舊腐蝕等原因而洩漏油品至周遭土壤中。 這些油品主要有苯、甲苯、二甲苯和乙苯等揮發性有機污染物。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤有機質缺乏 有機質是土壤重要的組成分，與土壤性質有密切關係 有機質含量較多的土壤，其生產力較高。 棲息在土壤中的生物也幾乎以有機質為能量與養分的來源。 臺灣地處熱帶與亞熱帶地區，有機質分解快速，因此常造成土壤有機質缺乏。 除了有機質土壤或濕地土壤外，臺灣地區農田土壤有機質含量平均僅約2%左右，因此有機質缺乏也是臺灣土壤的問題之一。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

土壤有機質的功能 供給高等植物所需之養分。 可吸附陽離子。 促進礦物質溶解。 增加土保水力。 促進團粒作用並改善土壤構造。 供應土壤微生物能源。 使土壤顏色變暗，增進土壤吸收熱能及提高土溫。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

台灣地區農田土壤有機質含量分佈圖 台灣省農業試驗所繪製﹝1967年調查﹞ Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

增加土壤有機質的方法-1 減少有機質分解 利用敷蓋作物殘株或覆蓋塑膠布，減少表土有機質直接暴露而分解，同時兼顧水土保持。 施用有機質肥料 利用不同來源的堆肥及其他有機質肥料，補充土壤有機質。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

增加土壤有機質的方法-2 利用農業廢棄物 農產品在收穫或加工過程中，會產生許多含碳的廢棄物，農業廢棄物經過適當的處理，若能回歸到土壤中，對土壤有機質的提升，是一項很經濟的做法。 這些農業廢棄物包括稻桿、稻殼、玉米桿、穗軸、花生殼、豆粕、果菜外皮、酒糟、骨骼、羽毛及血水等。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

增加土壤有機質的方法-3 實施有機農業 在農政單位的推廣與鼓勵下，不使用化學肥料與農藥，改以有機質肥料及天然礦石提供土壤養分，並利用生物防治法去除並蟲害，除了可以避免化學品污染生態與影響人體健康外，也可以增加土壤有機質的含量。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Soil pollution in Taiwan Source of Soil pollution Distribution of pollutants in soil profile Soil pollution status in Taiwan Case studies of soil pollution Management strategies Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

前 言 土壤品質 - 作物品質 - 環境品質之關係 水污染與土壤品質: 土壤污染大多來自水污染 不當之土壤管理(施肥、施藥): 會影響土壤的品質及作物品質，進而影響環境之品質。 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

污染成因 可能污染土壤的重金屬主要有砷、鎘、鉻、汞、鎳、鉛、鋅及銅等八種。 重金屬污染土壤後土壤中之細菌、真菌及放射菌等菌數下降，而有機氮之礦化、硝化，根瘤菌之固氮作用等亦隨之降低，因而導致農作物減量。 作物對重金屬之需求不一，有些重金屬成分 (銅, 鋅) 為植物所需，然量多時將引起毒害，且土壤中過多的重金屬將被作物吸收累積於植物體內，而含重金屬之作物經由食物鏈將影響人類食用之安全。　 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

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土壤污染來源與途徑 生活污水: 氮、磷 農業廢棄物: 氮、磷、重金屬 工業廢棄物: 有機及無機污染物 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

主要農田受污染案例 重金屬污染: 鎘米事件、鉛蓄電池污染、酸洗工廠污染 鹽份污染: 畜牧廢水未處理 農業資材未管制及濫用 任意棄置管制毒物: 有機污染物 排放污染物: RCA有機污染 桃園煉油場管線漏油污染 農地污染面積 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

桃園縣 內壢工業區 排放水 污染 中福鄉地區 水田土壤 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

桃園縣 內壢工業區 排放水 污染 中福鄉地區 水田土壤 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

污染農田之重金屬大部分累積於表土30公以內 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

污染農田之重金屬大部分累積於表土30公以內 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

柴油污染 桃園縣 南坎附近 農田土壤 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

柴油污染 桃園縣 南坎附近 農田土壤 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣農田土壤重金屬全量 背景值 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

臺灣地區農田污染 潛在分怖地區 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

內壢工業區 排放水污染下游農田土壤及作物 內壢工業區 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

內壢工業區 排放水污染下游農田土壤及作物 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

新竹地區工業區污染排放水下游農田土壤 香山工業區 頭前溪 客雅溪 新竹科學園區 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

香山工業區 排放水污染下游農田土壤及作物 客雅溪 香山工業區 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

香山工業區 排放水造成下游農田土壤及作物不同程度之污染 客雅溪 香山工業區 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

彰化市地下工廠 排放水污染下游 和美鎮 農田土壤及作物 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

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農田土壤污染後之影響 土壤之物理性劣化 酸化 氮過多 鹽害 重金屬毒害 作物品質不良,威脅食物鏈之安全 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

受重金屬污染之植物生長特性 生長異常 生產力明顯降低 (>30%) 葉片黃化、褐色化或枯萎死亡 果實畸形 某些作物不易顯示特別徵狀 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

鎳毒害徵狀 (高橋英一 等人, 1980) 鎳毒害 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

鎘毒害徵狀 (高橋英一 等人, 1980) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

砷毒害徵狀 (高橋英一 等人, 1980) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

panicle formation stage of rice at Lukang sites Different species of rice has its own growth stages Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Field work Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Fresh samples treatments Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Spatial distribution of cadmium contents of brown rice 彰化縣 污染現場 一期作稻米中 鎘濃度分佈 Spatial distribution of cadmium contents of brown rice at Chanhwa sites, the 1st crop 2005 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

彰化縣 污染現場 二期作稻米中 鎘濃度分佈 Spatial distribution of cadmium contents of brown rice at Chanhwa sites, the 2nd crop 2005 Unit：Cd mg/kg Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Relationship between heavy metals concentration in rice and in soils Relationship between Cd concentration in soils and brown rice grains in Korea paddy fields near closed mine areas. (cited from Kim et al., 2007) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

The relationship between Cd concentration in soils and brown rice grains in four districts of Japan. (a) Fuchu, (b) Kurobe, (c) Annaka, (d) Bandai. (cited from Morishita, 1975) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Relationship between Cd concentration in soils and rice grains in Thailand paddy fields. (data from Orathai, personal communication, 2007) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Cd in brown rice of Taiwan The relationship between Cd concentration in soils and brown rice grains in three Cd-contaminated areas of Taiwan. (cited from Li et al., 1988 and Chen, 1991). Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Field studies in 1990s The relations of Cd content in brown rice and soil (0.1M HCl extractable) for database of twice rice cropping system per year from 1994 to 1996 in central Taiwan. (cited from Liu et al., 1998) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

The relations of Cu content in brown rice and soil (0 The relations of Cu content in brown rice and soil (0.1M HCl extractable) for database of twice rice cropping system per year from 1994 to 1996 in central Taiwan. (cited from Liu et al., 1998) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

The relations of Zn content in brown rice and soil (0 The relations of Zn content in brown rice and soil (0.1M HCl extractable) for database of twice rice cropping system per year from 1994 to 1996 in central Taiwan. (cited from Liu et al., 1998) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

The relations of Cr content in brown rice and soil (0 The relations of Cr content in brown rice and soil (0.1M HCl extractable) for database of twice rice cropping system per year from 1994 to 1996 in central Taiwan. (cited from Liu et al., 1998) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

The relations of Ni content in brown rice and soil (0 The relations of Ni content in brown rice and soil (0.1M HCl extractable) for database of twice rice cropping system per year from 1994 to 1996 in central Taiwan. (cited from Liu et al., 1998) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

The relations of Pb content in brown rice and soil (0 The relations of Pb content in brown rice and soil (0.1M HCl extractable) for database of twice rice cropping system per year from 1994 to 1996 in central Taiwan. (cited from Liu et al., 1998) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Cadmium in rice: relation with soil Cd? Note: Present action value of Cd in soil of Taiwan: 5 mg kg-1 (Cited from Guo et al. 2006; 2007) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

Cadmium in rice: quality Cadmium in rice (8 locations; 12 varieties) Indica species The others are Japonica species (Cited from Guo et al. 2006; 2007) Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

問題討論 土壤污染之主要原因及污染源為何? 哪些工業區附近農田土壤或地下水已受到污染? 政府公告之污染區是否與污染現況分佈一致? 為何不一致? 農產品之品質標準為何? 土壤重金屬濃度與農作物中重金屬濃度之關係為何？主要影響之土壤特性為何？ 土壤污染區之農產品是否一定不能食用? Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

結 論 重視土壤資源之保護，避免土壤資源被破壞 土壤與水資源為最重要資源之一 要瞭解問題土壤之特性並加以改良及應用 結 論 重視土壤資源之保護，避免土壤資源被破壞 土壤與水資源為最重要資源之一 要瞭解問題土壤之特性並加以改良及應用 土壤污染會影響農產品品質、人體健康及環境品質 Sep 9 & 10, 2009 植物病因診斷鑑定研習班 陳尊賢/ 臺灣問題土壤與重金屬污染診斷

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