土壤檢測的項目

類型: 
實作

農夫可以把田裡的土採樣,送到各地農改場去作免費的檢測。檢測的項目包括酸鹼度、電導度、有機質、有效性磷、交換性鉀、交換性鈣、交換性鎂等等。簡單來說就是土壤的化學性質以及各種營養成分的含量。

但這裡所說的土壤檢測不是指拿土壤去實驗室作檢測,而是想要回答一個問題:『如果我們說有機最重要的就是土壤,那麼我們是否能夠透過感官或一些簡單的步驟,就對某個地方的土壤狀況有大致的瞭解呢?』如果我們將土壤視為活著的生物體,這樣的檢測就應該要包含土壤的物理性、化學性,以及生物性等面向,而不是只檢測各種營養物質的含量多少而已。

其實,檢測土壤中的各種營養物質含量也不一定要送到農改場去,市面上有販售一些測試的器材,可以用一些試劑或試紙來測量土壤中的氮磷鉀等營養物質含量。我相信這樣的實驗學生一定會很喜歡。但我想要盡量避免這樣子的實驗,因為有可能讓學生誤以為『土裡最重要的就是氮磷鉀三要素』,而這個想法並不符合「有機」的概念。

以下先根據Soil Types and Testing這篇文章列出土壤檢測的項目,當然在此只能簡述,詳細的說明會在其他「主廚食驗室」的文章中有筆記或實作的介紹。而標示粗體的三個項目:有機質、pH、土壤質地,是這篇文章中認為土壤檢測最重要的項目。

用來判斷土壤的有機質、排水性、生物活性及肥沃度。用鏟子將土挖大約10公分深取土樣,趁土乾掉之前作觀察紀錄。
(土壤也有比色卡喔,上網就可以google的到。土壤比色卡很厚一本,看起來超專業。)

  • 壓實度(compaction):

測試土壤能夠呼吸空氣或涵養水分的能力。在土中插入一個罐子,罐子中注水,計算土壤能夠吸收水分的速度。

  • 水分:

測試土壤中所含的水分。取土樣之後秤重,然後用100℃加熱24小時把水分蒸乾,之後再次秤重。
(後來看到另一種作法好像比較簡單:取土樣秤重,然後放微波爐強微波5分鐘,拿出來秤重,重複上述步驟直到減少的重量少於2公克。)

  • 有機質

有機質是土壤中的重要成分。取去除水分的土壤樣本,放進坩鍋中用火燒,由於有機質是碳水化合物,燃燒時會變成二氧化碳,燒到沒有煙冒出來之後冷卻秤重。
(突發奇想,如果沒有實驗室器材的話,說不定用噴燈也可以。)

測試土壤中酸鹼度。取土樣與少量的水混合,然後使用pH度計或試紙、試劑來測量。

  • 土壤剖面(profile):

利用土壤剖面的工具取樣,來觀察土壤的各層狀況。

土壤結構影響水分、空氣如何在土壤中移動,以及植物的根是否能夠穿透。觀察時小心地把土壤撥開(不要用工具把土敲碎),看看土壤的結構是屬於片狀、柱狀、塊狀、或是粒狀。

土壤的溫度會影響植物的生長狀況。測量時用溫度計測量土下1、2、6、12英吋深的溫度。

測量土壤中砂、壤土、黏土的組成比例。取土壤樣本放在瓶子中,加水大力搖晃,然後靜置讓土粒沈澱。顆粒最大的砂會最快沈下來,其次的是壤土,最後是黏土。
(瓶子實驗測的是土壤的「原始狀況」,實際上土壤肥不肥、排水性如何、生物相如何等與土壤是受到怎麼樣的對待有關。)

另外,美國農業部(USDA)的自然資源保育署(Natural Resources Conservation Service)發展了一套土壤檢測器材,裡頭的項目包括:

  • 土壤呼吸測試:

測量土壤中生物呼吸作用所產出的二氧化碳,作為土壤中生物活力的指標。測量時先在土中插入一個直徑6英吋的環並封住,過30分鐘後,利用針筒將裡頭的空氣抽進Draeger tube。
(土壤中的生物是土壤很重要的組成份子,但一直沒有找到好的方法觀察土壤中的生物。這個方法看起來可以很科學性地觀測到土壤中的生物活動,可惜Draeger tube很貴。)

  • 滲透測試:

類似上述「壓實度」的實驗。

  • 密度測試:

土壤密度越高,就表示空隙越小,水分和空氣就越難流動,植物生長也會受影響。

  • 電導度測試:

電導度可以測量土壤中的無機鹽類含量,無機鹽類是植物生長需要的養分,但過量的鹽分會對植物造成傷害。測量時將土樣與水一比一混合,趁土粒仍懸浮在水中時,使用儀器測量。

  • pH測試:

與上述「pH」相同。

  • 硝酸鹽測試:

硝酸鹽是土壤中植物可以吸收的氮肥。使用硝酸鹽試紙測量。

  • 土壤團粒(aggregate)穩定性:

測試在流動水的作用下,土壤團粒的穩定性。

  • 浸水實驗:

取土樣浸泡在水中,觀察土壤結構是否散失。因為土粒能夠結合在一起是靠生物的力量,所以這個實驗能夠測量土壤裡生物的活性。

  • 蚯蚓實驗:

挖一個洞,計算土裡挖出來的蚯蚓數量。然後在洞裡倒入芥末溶液,計算從土裡跑出來的蚯蚓。

  • 土壤物理觀察:

與上述「土壤剖面」與「土壤結構」類似。

除了上述的檢測之外,也可以聞土壤的味道。另外土壤裡的生物其實是很重要的組成份子,所以觀察土壤生物應該也是重要的檢測才對。

在教學的時候,「怎麼檢測」很重要,更重要的是「檢測出來的結果是什麼意思」。我們可以讓學生去看土壤到底是黑色還是咖啡色,但更重要的是要告訴他們,黑色的土是什麼意思、咖啡色的土又是什麼意思,哪一種土是比較好的。