2-2-3-1

表2-5  土性與物理特性的關係（真下1967）

c)土壤的物理性

w土壤的三相分布

土壤由固相、液相、氣相三相構成。固相為無機物與有機物，液相是土壤水，氣相則是土壤空氣。土壤三相所佔比例會影響植物根的生長，以及水分、氧氣與養分吸收能力。理想的植物生長土壤，乃是固相50%、液相25%、氣相25%。

w土壤的單粒構造與團粒構造

構成土壤的各種粒子集合狀態稱為「土壤構造」，大致區分為單粒構造與團粒構造。單粒構造乃是泥土粒子一個一個分散排列；團粒構造則是土壤粒子與腐植質結合在一起，變成較大的粒子（微小團粒），這些微小團粒還會進一步彼此聚集而變成更大顆粒。

通常必須形成團粒構造，才能呈現理想的土壤三相分布。團粒構造有的孔隙大，有的孔隙小，前者容易保有空氣（通氣性），後者容易保持水分（透水性、保水力），純砂土與純黏土難以形成團粒構造，前者缺乏保水性容易乾燥，後者缺乏通氣性與透水性，植物呼吸困難，都不利於植物生長。

要讓土壤形成適合植物生長的團粒構造，可使用耕耘、添加有機物、石灰與土壤改良材等。

表2-6  土壤的堅密度與物理性質之關係（真下1967）

                1)山中式硬度計指標刻度（mm）

表2-7  土壤構造與物理性質之關係（真下1967）

P.79

w土壤水的種類與有效水分

土壤內部的水分會被吸附在土壤粒子表面，整體呈現接近固體的狀態，水份存在於粒子之間的空隙而被吸附，但也能自由地在粒子之間移動。就水分的吸收保持力而言，通常位於1,000～0.1氣壓之間。根據土壤與水結合力高低與結合方法，有以下4種分類。

1毛細管水。此乃毛細管作用所形成在粒子孔隙中的水分。亦即水分乃是因為毛細管作用才能上下、左右移動。大部分植物的吸收利用都是根據這種模式。

2重力水。土壤中水分增加之後，毛細管引力無法維持而依賴重力而移動的水分，植物也能加以利用。這種水分通常會往下方移動，形成浸透水、停滯水與地下水。

3結合水。土壤粒子內部化學作用所結合形成的水分，即使加熱到110℃仍不會蒸發。當然，這是植物所無法利用的水分。

4吸濕水。土壤粒子表面被膜狀地被分子間吸引力吸附的水分，植物無法加以利用。

土壤水有植物能利用與不能利用之分，植物能利用範圍內的水分稱為有效水分，過多植物淹死，過少則枯萎，會造成植物淹死的過多水分又名「圃場容水量」，比如下過大雨過剩的重力水往下層移動而停滯。反之，土壤水分逐漸減少，一旦少到讓植物開始枯萎，稱為「初期萎凋點」，若更進一步失去水分而枯死，稱為「永久萎凋點」。

擁有團粒構造的土壤有的孔隙大，有的孔隙小。大孔隙透水性佳；小孔隙富含有效水分，保水力高。

d)土壤的化學性

w土壤酸化

土壤有酸性、中性與鹼性等不同的化學性質，會影響植物生長、土壤動物活動與土壤物質之型態變化。

通常大多數植物適合生長在微酸到中性（pH6～7）的土壤，強酸強鹼皆難以存活。日本雨水多、地形陡峭，因為雨水含碳酸進一步形成氫離子，和土壤膠質的鹼基彼此置換，因此導致大部分土壤呈現酸化。

構成土壤的2μ以下黏土礦物腐植稱為土壤膠質，這些膠質表面大量吸附鈣離子（Ca++）、鉀離子（K+）、鎂離子（Mg++）等陽離子，這些陽離子容易被含有碳酸的氫離子（H+）取代，而氫離子具有酸性，因此，氫離子濃度越高的土壤，酸性越強。

w酸性土壤與植物的生長

酸性土壤中的鋁離子容易和其養分磷酸結合，導致植物根部難以吸收養分，生長狀況變差。這樣的磷酸變化稱為「磷酸固定」，特別容易出現在火山灰土壤。若要矯正土壤酸性，可添加石灰使之中和。但行道樹土壤多半呈鹼性，撒石灰反而會破壞植物生長。

w土壤的保肥力

植物生長所需三大要素為氮（N）、磷（P）與鉀（K），此外，鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫磺（S）、鐵（Fe）等無機成分（鹼基），也多少需要。這些營養成分通常以帶負電離子的狀態被吸附在土壤膠質裡面，然後當植物根部釋放出酸性物質，酸性物質所含的氫離子與其他鹼基就會和這些成分交換，使之從土壤溶液中分離出來，形成離子狀態的無機成分也就是養分，然後由根部加以吸收。

土壤膠質表面所吸附的鹼基與土壤溶液中的鹼基可以反向地進行交換（鹼基置換），但這種機能有一定的限度。土壤能保持吸收的鹼基最大量稱為「鹼基置換容量」。鹼基置換容量越大的土壤，含有越多可作為植物成分的無機成分，保肥力越大。黏土礦物與腐植質可以吸收、保持更多鹼基，因此這類土壤通常保肥力較強。

e)土壤生物

土壤中有蚯蚓與蜈蚣等動物，以及細菌、菌類等微生物，可分解植物或動物遺體等有機物。

分解過程釋放出植物所需的無機成分與二氧化碳，植物從根部吸收這些物質之後，再加上光合作用，就可形成植物體。過程中也同時完成碳、氮與無機成分的循環。

土壤動物除了較大型的蚯蚓、蜈蚣與螞蟻，還有水虱、跳蟲、蜱、線蟲等中型動物，以及阿米巴原生動物等小型動物。其中數量與種類最多且功能最重要的，乃是中型動物。這些土壤動物搬運土中的植物遺體，加以粉碎而讓微生物能輕易地加以分解。此外，他們將下層土搬到表層，過程中改善土通氣與排水，提高土壤肥沃度。

健康的土壤1g含有數十億個土壤微生物，種類非常豐富，包括細菌、放線菌、菌絲、藻類等。微生物具有分解有機物的能力，在分解有機物過程中，蛋白質會變成氨（阿摩尼亞），成為「阿摩尼亞化成作用」。然後，氨會再度變成硝酸（硝化作用），並將空氣中的氮直接加以同化、利用（固氮作用），這便形成了氮的循環。

f)腐植

土壤中暗色無定形的高分子化合物（腐植物質）與動物、微生物、植物遺體，合稱為「腐植」。

腐植根據其機能，可分為耐久腐植與營養腐植二種。

耐久腐植能抵抗生物分解，長期維持安定，主要作用是吸附正離子與水分，增加土壤的酸或鹼，避免土壤pH變化，是土壤緩衝機能重要功臣。營養腐植則可讓土壤生物分解，形成各種無機養分，藉以提高土壤生物活性、促進形成團粒構造，讓土壤成為更良好的植物生長環境。