研究彙報第六期 ， Page 121-140 ，出版時間：1982-6， 詳細內容

台灣中部西海岸大安鄉排水不良酸性硫酸鹽土壤之調查研究

作者：謝慶芳　蔡宗仁　黃祥慶　陳德天

摘　　要

　　大 安 鄉 排 水 不 良 酸 性 硫 酸 鹽 土 ， 是 作 者 於 民 國 66 年 春 天 在 一 次 水 稻 災 害 調 查 之 機 會 發 現 的 。 本 次 調 查 之 目 的 在 研 究 該 酸 性 硫 酸 鹽 土 之 分 佈 情 況 及 其 特 性 ， 以 供 進 一 步 改 善 之 參 考 。 根 據 本 次 調 查 結 果 ， 此 一 海 岸 鄉 鎮 之 酸 性 硫 酸 鹽 土 分 佈 異 常 廣 泛 ， 全 部 面 積 估 計 約 在 500 公 頃 以 上 ， 其 中 有 許 多 整 年 都 在 排 水 不 良 之 狀 態 ， 而 且 多 數 每 20 至 30 公 頃 成 為 一 個 排 水 不 良 之 小 區 域 ， 因 此 ， 有 許 多 排 水 不 良 之 小 區 域 分 散 在 全 鄉 各 村 落 ， 成 為 一 種 特 殊 之 低 產 問 題 土 壤 ， 第 一 期 作 稻 谷 產 量 每 公 頃 約 2000 至 4000 公 斤 ， 第 二 期 作 約 1000 至 2000 公 斤 。

　　根 據 分 析 結 果 ， 多 數 土 壤 之 硫 黃 含 量 都 很 高 ， 而 且 都 在 土 壤 之 淺 層 ， 但 含 量 最 高 者 常 因 地 點 不 同 而 稍 有 差 異 ， 有 些 存 在 於 表 面 第 一 層 ， 有 些 則 在 60 公 分 深 之 土 層 ， 此 種 硫 黃 濃 度 與 深 度 ， 對 根 層 土 壤 之 化 學 性 質 及 作 物 生 長 均 容 易 發 生 不 良 影 響 。

　　剛 採 樣 新 鮮 土 壤 之 pH 多 數 屬 於 中 性 而 EC 也 都 正 常 ， 可 是 不 論 在 田 間 或 實 驗 室 均 可 測 到 硫 化 氫 之 產 生 ， 此 一 現 象 表 示 在 排 水 不 良 之 情 況 下 ， 由 於 土 壤 高 度 還 元 ， 極 易 產 生 硫 化 氫 ， 這 是 該 地 區 水 稻 在 排 水 不 良 之 狀 態 下 容 易 引 起 爛 根 、 缺 株 、 持 續 性 黃 化 以 及 稻 谷 產 量 特 別 低 之 主 要 原 因 。

　　土 壤 經 過 風 乾 之 後 再 加 分 析 ， 發 現 許 多 土 壤 之 pH 從 6.7～7.5 下 降 至 2.7～6.6 ， EC 則 從 1.0～2.7 mmhos/cm 上 升 到 1.3～15.7 mmhos/cm ， 可 溶 性 及 交 換 性 陰 陽 離 子 包 括 S2O4, Ca, Mg, Fe, Mn, Al 等 均 達 到 對 作 物 有 害 之 程 度 ， 這 些 事 實 告 訴 我 們 ， 在 乾 燥 過 程 中 顯 然 由 於 硫 化 物 經 過 氧 化 產 生 硫 酸 與 硫 酸 鹽 類 等 化 合 物 而 使 土 壤 化 學 性 質 發 生 很 大 的 變 化 ， 這 是 本 地 區 水 稻 在 抽 穗 期 經 過 人 工 排 水 或 於 分 蘗 期 遇 到 乾 旱 即 大 量 枯 死 之 主 要 原 因 。

　　由 於 本 地 區 之 土 壤 多 數 屬 於 粗 質 地 之 砂 質 土 壤 ， 排 水 性 良 好 ， 而 硫 化 物 多 數 分 佈 在 土 壤 之 淺 層 ， 所 以 只 要 建 立 良 好 之 排 水 系 統 ， 硫 化 物 即 容 易 陸 續 氧 化 成 為 硫 酸 及 硫 酸 鹽 類 隨 著 多 餘 的 積 水 排 掉 。 施 用 石 灰 似 乎 也 有 幫 助 ， 在 實 驗 室 舉 行 石 灰 需 要 量 試 驗 結 果 ， 每 公 頃 約 使 用 4 公 噸 之 石 灰 即 可 使 土 壤 之 pH 上 升 至 適 合 於 一 般 作 物 生 長 之 程 度 ， 過 量 之 石 灰 不 太 適 宜 。 根 據 初 步 之 排 水 試 驗 結 果 ， 稻 谷 產 量 可 以 增 加 二 至 三 倍 。

　　這 是 本 省 第 一 次 發 現 酸 性 硫 酸 鹽 土 ， 本 省 其 他 沿 海 地 區 可 能 仍 有 一 些 酸 性 硫 酸 鹽 土 之 存 在 ， 希 望 本 報 告 可 供 為 改 良 本 省 其 他 酸 性 硫 酸 鹽 土 之 參 考 。

Poorly Drained Acid Sulfate Soil at Ta-an Township in the West Coast of Central Taiwan

C. F. Hsieh, T. R. Tsai, H. C. Huang and D. T. Chen

Summary

　　Poorly drained acid sulfate soils at Ta-an was discovered by the authors in the spring of 1977. This survey was conducted to study their characters and distribution. In this survey, it was found that acid sulfate soils were widely distributed in this coastal township. The total acreage was estimated above 500 ha. Lots of them are poorly drained all around the year, and generally 20 to 30 ha constituting a poorly drained area. Therefore, there are many poorly drained areas scattering around the villages in the township to become a special kind of abnormally low-yielding problem soils. The rice yields in these areas are about 2,000-4,000 kg/ha in the first crop and 1,000-2,000 kg/ha in the second crop.

　　The sulfides contents in a lot of these soils were very high, and mostly existing in the shallow layers of the soils. However, the highest were found in different layers of the soils from the surface to the deepest sampled depth of 60 cm depending on places. This concentration and depth of sulfides may greatly affect the chemical properties of the soils in the rooting layers, and thus influence the growth of the crops.

　　The soil pHs were neutral, and the soil Ecs were normal in the freshly sampled poorly drained acid sulfate soils. However, hydrogen sulfide was detected in the field test and in the freshly sampled soils in the laboratory. This suggested that under the poorly drained conditions the acid sulfate soils were highly reduced and easy to induce the formation of hydrogen sulfide. This was the main cause of the root rot, missing hill, persistent chlorosis of rice plants, and abnormally low yields of rice in this area.

　　The results of chemical analysis for the air-dried soils showed that the pH of many soils sharply declined from 6.7-7.5 to 2.7-6.6, the EC of many soils abruptly rised from 1.0-2.7 mmhos/cm to 1.3-15.7 mmhos/cm, and the soluble ions including SO4, Ca, Mg, Fe, Mn, and Al, etc. had become toxic to the crops upon air-drying. These facts tell us that the chemical properties of the soils were largely changed in the course of air-drying apparently due to the oxidation of sulfides into fulfuric acid and sulfates. This was the reason why rice plants were easy to die at heading stage after artificial drainage or at tillering stage during the spring drought.

　　Since most poorly drained acid sulfate soils at Ta-an are coarse-textured and their sulfides mostly existed in the shallow layers, they were easily oxidized and removed through the drainage water if a proper drainage system is constructed. Applying limestone (quick lime) at the rate of 4 tons/ha will be enough for raising the soil pH to a favorable value for the growth of crops. Higher rates of limestone are discouraged because of the sandy texturure. Rice yields were often doubled or tripled after the establishment of drainage system. This was the first discovery of acid sulfate soil in Taiwan. It is possible that there are other acid sulfate soils existing in the other coastal low-land area. It is expected that the results of this study will become a reference for the reclamation of the other acid sulfate soils.