無論是農作物還是園藝作物、觀賞植物，其生長勢必須要有支撐的基礎，如陽光、養分、空氣及水。而最為普遍和寶貴的基礎是土壤，不僅為作物提供生長環境，作物生長所必要的養分、空氣及水分也與土壤密切相關。當下農產品安全問題越來越被重視，然而我們仍然還是把目光只聚焦在如何安全使用農藥或生物農藥，殊不知只要土壤生態健全，植物健康生長即可誘發植物自身抗病系統，降低或避免使用農藥。
我國幅員遼闊，土壤的組成也非常多樣，再加上不同區域氣候差異大，農民朋友種植的作物種類及品系繁多，要想用一套完整通用的施肥指南是不可能的。因此，在作物的管理過程中，要能融會貫通所有物理、化學及生物等知識進行綜合管理。本文根據多年的農技服務經驗，簡要說明作物養分需求差異性之外，其他主要綜合管理的意義，則以目前農業常見問題作為引述。
土壤基本健康檢查，從6大作物特性切入
1、養分需要量
作物養分需要量與產量、作物特性有關。從常見蔬菜及水果食用部位礦物養分含量我們可以看到不同作物對各種土壤礦物養分需要量，作物體廢棄時可作為土壤礦物養分來源，以及提供人類礦物養分的營養價值。
其中，許多蔬菜及水果，尤其是葉菜類，其鉀濃度高於或近於氮濃度，但民間常說蔬菜施肥重氮肥就好，不重鉀肥的情形下，容易讓許多作物因缺鉀而易罹患病蟲害。
2、生長速率
作物不同、生長期不同，則生長速率不同。在瞭解了作物生長速率的同時，其養分吸收率就須配合提升，作物才能健康生長。因此，一般施肥補充養分，須配合作物生長需求。例如，生長期約4 周的葉菜類，最後1 周的生長量為採收量的3/4，可知在此時期養分要供應充足，否則底葉很快黃化，而引起病害。
3、土壤質地需求
各類土壤質地中，壤質土壤為最好，是最能適應所有作物的土壤。根菜類最適種於砂質土壤，其產品形態及採收較容易；但是砂質土壤保肥性、保水性差，水分及養分管理須採取少量多次。黏質土壤保肥性好，但是有效水分比率沒有壤質土壤好；黏質土壤若缺乏團粒化程度，乾燥時候太硬，作物難以穿透生長，過溼時候土壤通氣不足，作物根部容易窒息。
因此，太沙的土壤須提高土壤有機質，以提高土壤保肥性、保水性；太黏重的土壤也要利用提高土壤有機質促進土壤團粒化，以改善土壤團粒化降低其不利因素。
4、土壤酸鹼值需求
物質的溶解度與土壤酸鹼值（pH）有關，土壤或有機栽培介質在一般狀況下，酸鹼值越高則帶負電荷越高，對陽離子的吸附量就越高。作物需要的陽離子態養分有銨、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、鈉、鎳等，然而酸鹼值太高時，銨會轉為氨而揮發，其他陽離子溶解度會降低，尤其三價鐵離子（Fe3+），土壤酸鹼值每上升1 單位，溶解度就較低1 千倍。
其中，作物對鐵的需要量又是所有微量元素中最多的，且鐵在作物體內若未與有機物鉗合就成為氧化鐵，將沉澱而失去有效性，這就是為何土壤酸鹼值一高出許多，作物就出現缺鐵症狀。多數作物也會利用根部釋放出酸、具鉗合能力的有機酸或高分子鉗合性氨基酸—稱為載鐵物質，幫助作物溶解土壤的鐵及其他微量元素；有些作物則靠根圈微生物幫助溶解吸收。
土壤酸鹼值若低於5.5，雖然有助於陽離子態微量元素的有效性；然而土壤鐵、錳原本含量就高，一旦酸鹼值低造成溶出太多，作物吸收太多就容易中毒，尤其是作物需求量較低的錳。二則有個大問題，在於鋁的溶出，一般作物無法處理鋁而容易中毒，耐酸性作物可利用生理功能降低其毒害；然而如茶樹等需要鋁及較多量的錳，因此土壤酸鹼值低於5.5 反而適合它們。若酸鹼值過低時，容易造成缺鉬，以及造成磷肥轉化為磷酸鋁或磷酸鐵沉澱。缺鉬，豆科作物無法行固氮作用，吸收硝酸態氮也不會轉化為銨，而無法合成氨基酸。
鹼性土壤施用化學性微量元素，將很快被沉澱在土壤中而作物難以吸收，所以就有所謂螯合態微量元素的肥料問世及使用。其實，含高腐植質的堆肥，才是最好的天然螯合劑，且會引誘眾多根際微生物進入，更有利作物生長。
此種鹼性土壤若使用酸化土壤的銨態氮肥，作物吸收銨態氮很快就可以酸化根圈土壤，其硝化作用也能酸化土壤。我國大多地區都是酸性土壤，在被施用超量尿素、硫酸銨等肥料後，造成土壤越來越酸化。一來浪費肥料錢，二來這種管理方法之下一定多病蟲害，農藥花費也不可能少。因此，肥料的使用必須依據科學論證，用對最重要。
5、耐鹽性
土壤表面所帶負電荷可以強烈吸附水分，當水分厚度增加，吸附力低於15 大氣壓時，作物才能吸取；當土壤水分厚度高至吸附力低於地心引力，這些水會被排出，稱為重力水。重力水被重力排出後空氣才能進來，作物根部才有氧氣可呼吸。
任何離子也會吸附水，土壤主要的陰陽離子為Ca2+、Mg2+、K+、Cl-、NO3-、SO42-、H2PO4-、HPO42-、HCO3-；其他離子如H+、Na+、NH4+、Mn2+、Fe2+、Al3+ 則因土壤不同而差異性大。一般以電導度（EC）表示陰陽離子含量，電導度越高代表陰陽離子越多。
施肥過多，容易引起土壤電導度值過高，而且由於施肥無法與所有土壤混合，擴散作用也沒那麼容易，很容易引起局部電導度值超標，這也是最為容易印證肥料施用量不可過高及不可太靠近根部的原因所在。
6、通氣性
土壤良好的通氣性，能夠促進作物生長，根部纖維化及多分支，且累積較多碳水化合物，養分含量較高。有研究發現，降低根部氧氣供應相對會抑制生長，且一旦降低氧氣濃度，氣孔導度就會降低，葉溫則會上升。水耕研究發現氧氣濃度高達11％～ 14％時，番茄根部會產生誘發自身抵抗腐黴屬性的化合物，並降低其在養液中的族群數，氧氣較低時就會被感染而得病。
種植一般作物時，灌太多水及下大雨時，常造成根部浸水而窒息死亡；另外，土壤缺乏有機質，表土產生土皮降低通氣。肥料施入地表，尤其磷肥太多時，加上土壤太溼，青苔覆蓋阻塞表土。土壤若因地下水位太高或長期灌太多水，造成土壤中鐵錳氧化物還原後隨水流走，導致土壤灰化，當氧氣進入則再氧化，因此形成灰斑、褐斑夾雜。
施肥也得天時地利
在瞭解了作物特性及養分特性後，就可以避免施肥中常見的問題，更可以降低生產成本，提高作物健康、產量與品質。
前面提到當作物生長速率快時，養分吸收速率也快，該時期土壤養分須充分或及時補給，在補給時應考慮所需養分在土壤中的移動性。通常建議基肥階段將磷肥施入土壤，一般是溶解度較高的磷酸一鈣形態，這是因為磷肥於土壤中容易轉化為難溶形態，將鈣質土壤轉化為磷酸鈣。土壤常有浸水問題，土壤氧化還原現象頻繁，所以即使是鈣質土壤也會有磷酸鐵的形態沉澱；而酸性土壤施用磷肥，很容易轉化為磷酸鐵、磷酸鋁等難溶形態磷酸鹽。
氮肥及鉀肥在土壤中的移動性較好，可以部分基肥施用，其餘當追肥使用。使用時最好深施，若不能深施也要在土壤溼潤下的傍晚施用，使肥料溶入土壤。儘量避免太熱時施用氮肥，尤其是鹼性土壤，施用尿素或硫酸銨在表土時容易造成氨揮發，更嚴重時氨會造成葉片肥傷。葉面肥必須在光線不強、空氣相對溼度較高時施用，以提升肥效及避免肥傷。
平衡肥，不等於合理施肥
我們常常會碰到這樣的現象，在我們診斷出農民施用氮肥過多時，許多農民朋友常會這樣回答我：“我用的是複合肥，常見氮、磷、鉀比例為15-15-15或16-16-16 ，不會氮肥過量。”肥料在土壤中的移動速率，其中硝酸態氮大於尿素態氮，尿素態氮大於銨態氮，銨態氮大於鉀肥，鉀肥遠大於磷肥。因此施用平均肥，作物吸收最快的還是氮肥，所以只要氮肥用量太多就會過剩。
以我們在A縣及B縣所做土壤檢測為例，在下圖中，A縣屬鈣質土壤，酸鹼值應在7.2 ～ 7.5 之間，卻高達8.2，審視其鈉含量高達286 毫克/ 公斤，顯示可能高鈉肥料用量太高，一般為牛糞、雞糞堆肥。土壤酸鹼值降至6 是好事，若繼續施用太多酸化肥料，造成酸鹼值持續下降時則須注意。
再者，表中顯示磷、鉀偏高，浪費肥料。許多研究發現鹼性土壤施用太多磷肥，造成微量元素缺乏，尤其缺鋅。鈣質土壤鈣、鎂含量高為正常，此種農田不要再施用強調加鎂的複合肥料，否則過高將抑制鉀的吸收。此外，在土水比為1：5 下，土壤電導度超過0.7 dS/m 則太高，顯示肥料偏高且抑制根部生長。
B縣土壤養分及電導度也是偏高，土壤屬酸性土壤，有些農民使用石灰調整，所以酸鹼值平均6.1 相當好，可是有些土壤調整後超過6.5，反而不利養分吸收。然而，有些土壤酸鹼值低於5.5，對葡萄的生長及品質會有不良影響，甚至有些已低至3.6。
表一、A縣及B縣葡萄園土壤化學性質狀況
施用磷肥讓果樹開花？
有許多肥料經銷商告訴農民，果樹開花須施用多量磷肥，造成果園土壤有效性磷累積太高，且引起果樹缺乏微量元素，尤其是鋅。一般測土配方檢測的土壤磷稱為有效性磷，即該期作物可以吸收的磷。例如，葡萄園產量1000千克/ 畝全磷吸收量換算磷酸2.67千克/ 畝，隨果實帶走的磷酸只有1.2千克/ 畝，其餘留在樹幹及枝條中。
果樹要開花，葉片須累積足夠碳水化合物濃度，才能誘發花芽形成。如果花芽形成時氮肥過多，碳水化合物就不足，也就難以形成花芽。如果磷累積太高造成缺乏微量元素，則花芽不健康，屆時授粉不良及生理落果嚴重。磷肥施用量可類似下圖番茄施肥一例，土壤有效性磷高者施用量低，甚至不必再施，視產量高低、品種而調整。
合理施肥則果樹得以健康生長，花芽形成時葉片累積足夠碳水化合物及養分含量，符合最適條件。此時期若葉片氮濃度太高，則可以葉面補充氮以外的其他養分；如果葉片暗綠，表示缺磷，則磷濃度應提高。若此時期才將磷肥施入土壤，是緩不濟急。在良好管理下，磷肥利用率約15％～ 30％，長期利用率可達50％以上。
表二、依土壤有效磷、鉀濃度，一般及高產番茄磷、鉀推薦量
鉀肥越多不代表口味越好，葉片碳水化合物含量才是關鍵
在膨大期，許多農民朋友大量追施鉀肥，期待提升農產品的品質。但是由於施用過度，往往造成相反的效果。蔬菜或水果要想品質好，貯存時間長，關鍵與花芽分化一樣，必須讓葉片累積高量碳水化合物。
缺鉀作物的光合作用效率及二次代謝產物合成一定低，品質一定不好。但是，鉀太高時會抑制吸收鎂、鈣，缺鎂則葉片黃化而降低光合作用速率，缺鈣則果實口感不良且容易腐爛。重點是適量施用，例如表二番茄磷、鉀肥施用量，須依土壤有效性濃度高低調整，有效性濃度高的農田就減施或不施。
依據推薦量施用鉀肥，生長旺期及關鍵生長期可以葉面補充含鉀的水溶性肥料。若呈現缺乏現象，再提高鉀肥比率。例如，葡萄園產量1000千克/ 畝，鉀肥吸收量約10千克/ 畝，其中從果實中帶走量約4.75 千克/畝，其餘存留在枝條中。在良好管理下，鉀肥利用率約40％，長期利用率約80％。
氮肥是作物生長關鍵營養素，施多了也會吸收不良
氮肥不足則作物生長不良，但是氮過多往往造成病蟲害的發生及腐爛，果樹可能不開花或果實品質不良。例如，葡萄園產量1000千克/ 畝，其氮吸收量約8千克/ 畝，如果氮肥利用率為50％，則施用尿素16千克/畝就已足夠；其中尿素從果實帶走量約1.35千克/ 畝，其餘存留在枝條中。
前幾年，我們在某地區研究白菜的合理施肥量，由於該地區土壤含碎石多且降雨較強，發現產量6000千克/ 畝的大白菜，其養分吸收氮量約16千克/畝；經實驗施用含高量腐植質堆肥後，氮肥用量在少雨期施用約27千克，多雨期施用約37千克氮就足夠。但是農民朋友施用複合肥，且氮肥用量高達80 千克/ 畝，另有高量雞糞，結果產量僅約5000千克/畝，且土壤嚴重酸化。
氮肥種類選擇有訣竅，關係土壤酸鹼值
氮肥種類中，施用硫酸銨絕對會造成土壤酸化；施用尿素及硝酸銨，理論上如果施用養分全為作物吸收，則不會造成土壤酸化；硝酸鉀及硝酸鈣施入土壤也不會酸化。硫酸銨、尿素、硝酸銨如果都施用過量，就會造成土壤嚴重酸化。
如果是鹼性土壤，適當讓土壤酸化對作物有利；酸性土壤則儘量少用硫酸銨，但是須考慮硫的養分問題。如果基肥已施用磷酸鈣，其含有豐富的硫，就可以不用硫酸銨，否則氮肥中最好有1/5 ～ 1/4 氮以硫酸銨態使用，以確保不缺硫。
水稻根圈雖然會有根圈微生物生成硝酸態氮提供水稻吸收，但是水田不建議施用硝酸態氮，因為一旦施入土壤，多數硝酸態氮會被脫氮損失。十字花科及具辛辣味作物的硫需要量比禾本科的水稻、玉米高。
有機肥不是零缺點，用對才有效
一般認為施用有機質肥料，可以提高土壤有機質（腐植質）含量、提高土壤團粒化、調整土壤酸鹼值等，具有改良土壤物理、化學及生物性質的正面作用。這種觀念主要是傳統上利用作物殘體、動物排洩物等製作完全腐熟的堆肥，施用後所產生的正面效果。
然而現今的有機肥料，包括許多高養分作物渣粕類、動物下腳料等，幾乎不含腐植質且高氮養分。此等有機質肥料、動物生糞，長期施用對土壤性質改良效果相當有限，且可能造成負面影響。
最讓人詬病的生雞糞就是一例。生雞糞造成蒼蠅問題外，會引起土壤中大量蟲體繁殖而傷及作物根部。
此外，有研究表明，每天翻堆雞糞，堆肥在5 ～ 7 天就不會發生蒼蠅問題，且肥效最高，然而若超過此時間，不僅氮肥損失量大，其磷肥也會轉化為較難溶解的磷酸鈣、磷酸鐵等形態，降低雞糞堆肥的肥料價值。長期施用幾乎沒有腐植質的有機質肥料，如豆粕、動物下腳料，會造成土壤酸化、降低土壤原有有機質含量。
有機質肥料所含腐植質、有機酸根，經微生物分解時可以消除氫離子，而提高酸性土壤酸鹼值，有機質分解產生的二氧化碳則可以降低鹼性土壤酸鹼值。粕類、動物下腳料等成分少，對提升酸性土壤酸鹼值的功能低，而所含氨氮經硝化作用產生硝酸態氮時，一樣會造成土壤酸化。
即使土壤健康99分，還有1分外界因素
土壤周邊問題，也顯著影響著土壤體質。例如，覆蓋物的問題，雜草處理是相當費工的問題，早期使用作物廢棄物，如稻草、玉米杆、幹雜草、稻殼、高梁殼、腐熟堆肥等，近年來大量使用薄膜等。農田覆蓋薄膜，夏季時往往因地溫太高，造成根系生長不良且脫水狀況。覆蓋不透氣薄膜2 釐米深，測得土壤溫度可超過40℃。
此外，農民普遍澆水太多，造成根系生長不良，以及銨態氮硝化作用不良或硝酸態氮脫氮。灌溉前最好先檢查作物根圈土壤是否太乾，否則不用灌溉；砂質土壤則須少量多次灌溉，避免缺水或養分流失而生長不良。綜上所述，作物生長鬚考慮作物本身的特性、土壤的特性、氣候狀況及肥料種類與特性，才能進行綜合管理。
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