從土壤有機質含量估算無機氮

假設

這個計算我主要使用兩個假設，(1)碳氮比約10：正常穩定的土壤碳氮比大約會接近10；(2)無機氮佔總氮約2%：這裡主要參考Pilbeam (2007) 在 Handbook of Plant Nutrition 這本書裡面所提到的數值，在穩定的土壤有機質當中，無機氮大約佔總氮的2%，需要放在心上的是，這個數值的變動性相當大，雖然從許多文獻和分析資料可以看到它的可靠性，但常常可發現比例在1-5%不等。

用土壤有機質1%計算

有機碳佔比為有機質的58%，因此有機碳為0.58%，相當於5800 ppm。碳氮比為10，那麼土壤總氮大概是5800/10 = 580 ppm。無機氮佔總氮的2%，相當於 580*0.02 = 11.6 ppm。

參考文獻

V.B., Allen and D.J. Pilbeam. (2021) Handbook of Plant Nutrition

施入一包氯化鉀可增加表土多少鉀濃度呢？

從肥料袋講起

從肥料袋上面可以看到氯化鉀的標示為(0-0-60)，肥料袋的這個標示分別為氮、磷酐(P2O5)、過氧化鉀(K2O)的百分比，也就是過氧化鉀的重量佔全袋的60%，一般而言，常用的肥料重量每包40公斤，那這裡面K2O的含量就是24公斤。

換算為鉀含量

上一段我們知道1包40公斤的氯化鉀有24公斤的過氧化鉀(K2O)，接下來要換算成鉀的重量。

我們來看一下K2O這個化學式：2個鉀(K)和1個氧(O)，因此鉀的重量佔比為 39*2/(39*2+16) = 0.83 ，24公斤的過氧化鉀，含有24*0.83 = 19.9 公斤的鉀，為了方便計算，我們就用20公斤取代之。

接下來考慮土壤

每公頃的表土(0-15公分)重量約兩百萬公斤，因此每分地表土有二十萬公斤，為了方便計算，投入的鉀量20公斤，相當於 20/200,000 = 0.0001，若要換算成ppm，乘上1,000,000 ，就相當於100 ppm。

也就是說，如果我們均勻地把1包氯化鉀投入到1分地的表土(0-15公分)，短期內沒有被植物吸收、淋洗，大約提升土壤鉀濃度約100 ppm。必須要永遠放在心上的是，大部分的施肥情形比這裡的假設情境更加複雜，例如在表土施加肥料、深層施肥、在畦上施肥......等，還有植物的吸收、雨水淋洗等，讓整體情境變得更複雜。我們這裡舉這個例子，是為了讓大家知道，每次的施肥都會造成土壤裡面的肥力狀態相當的變動。

增加1%有機質需要施入多少有機質肥料呢？

先說我個人的建議：穩定的進行土壤管理(不清耕、草生栽培、減少耕犁)，讓植物體的根部和殘株進入土壤，土壤有機質就會穩定的上升，也就是說，有機質肥料不是增加土壤有機質的唯一手段。

為了方便我們記住數字，使用1分地(約0.1公頃)當作討論的單位。

一公頃的表土(0-15公分) 重量約2,000,000公斤，也就是兩百萬公斤， 換算1分地有20萬公斤重量，如果要增加1%，需要20萬公斤*0.01 = 2000 (公斤)的有機質。假設有機質肥料的有機質含量是80%，因此需要的有機質肥料量為 2000 /0.8 = 2,500 (公斤)，以1包肥料40公斤計算，大約需要62包肥料。這個驚人的數字，還沒有列入每一次施入有機質肥料，會有相當的比例分解。

另一個問題是，我們在這個過程當中投入多少氮？

以一般雜項堆肥的總氮含量為2%估算，每分地投入2500公斤有機質肥料，相當於投入2500*0.02 = 50 公斤，如果礦化量為50%，那相當於每分地投入25公斤氮素，也就是250(公斤/公頃)，這可能已經超過一期作所需要的氮量。

參考資料：友善環境農業資材補助推薦名單

https://www.afa.gov.tw/cht/index.php?code=list&ids=2212