張尊國臺灣大學：生物環境系統工程學研究所林聖淇Lin, Sheng-ChiSheng-ChiLin2007-11-272018-06-292007-11-272018-06-292006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56094在探討鹽分對作物的影響時，學理上係檢測土壤飽和抽出液電導度值(ECs)作為判別影響作物生長之標準，然在實務上，多以直接量測灌溉水電導度值(ECi)為參考之依據。本研究建立水田鹽分平衡模式，透過模擬水田水平衡方式探討灌溉水電導度與其土壤飽和抽出液電導度比值(ECi/ECs )和淋洗率與稻作蒸發散量的關係，其目的是希望了解水田的土壤在長時間浸水的情況下，土壤鹽分累積的變化。本研究分別針對研究區域(彰化、雲林)農田土壤採樣分析，配合水質監測資料來驗證模式。根據當地氣候條件推估稻作蒸發散量以及土壤質地因子計算水田土壤深層滲漏量後，得知模式計算ECi/ECs 的範圍介於0.59∼0.72；而現地採樣ECi/ECs所得平均值的範圍介於0.61∼0.76。 經由兩次土壤採樣的統計分析得知，研究區域土壤裡所累積的鹽分含量並沒有達到土壤涵容能力之飽和狀態。假設研究區域內水稻收穫量在不減產以及相同之灌溉管理條件下，建議在不同土壤質地的水田裡，所能允許灌溉水電導度最大值分別為1.83 dS/m（砂質土壤）、1.70 dS/m（坋質土壤）以及1.57 dS/m（黏質土壤），可在將來檢討臺灣地區水田之灌溉用水水質標準時之參考。In general, when we discuss the influence of salinity on crops, the most frequent index used is the electric conductivity(EC) of irrigation water in stead of the soil extract. This study constructes the salt balance model of rice fields through the simulation of water balance equation to understand the relationship between the EC of the irrigation water(ECi) and the saturated soil extract(ECs). The object of the study is that the change of the accumulated salt soil under the soil condition with full of water for a long period of rice growth. The model is verified by both ECs and ECi measured in situ in Changhua and Yunlin county. According to the estimation of crops Evaportranspiration based on the local condition of climate and percolation, the ratio range (ECi/ECs) of calculation of model is 0.59-0.72, and the ratio range (ECi/ECs) measured in situ is 0.61-0.76. In view of the statistic analysis from twice sampling soils in the rice fields, the content of the accumulated salt in soil doesn’t reach its capacity. If the rice yield doesn’t drop in production under the same irrigation management, the study will suggest that the most allowable maximum ECi specifically are 1.83 dS/m in sandy-loam, 1.70 dS/m in silt-loam and 1.57 dS/m in clay-loam. In the future, these indexes will be reference materials when we want to adjust the irrigation water quality standard in Taiwan.中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．i 英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ii 表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．v 圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vii 第一章 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.1 研究動機．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1.2 研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第二章 文獻回顧．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2.1 鹽分與土壤之關係．．．．．．．．．．．．．．5 2.2 灌溉用水量與污水量之探討．．．．．．．．．．8 2.3 糞肥對土壤電導度的影響．．．．．．．．．．．12 2.4 養豬廢水與電導度的關係．．．．．．．．．．．13 2.5 電導度單位換算與其他土壤性質之關係．．．．．15 第三章 研究方法與材料．．．．．．．．．．．．．．17 3.1 水田鹽分平衡．．．．．．．．．．．．．．．．17 3.2 水稻適種日期與生育日數．．．．．．．．．．．22 3.3 水稻需水量．．．．．．．．．．．．．．．．24 3.4 水田深層滲漏量．．．．．．．．．．．．．．．38 3.5 水田整田用水量．．．．．．．．．．．．．．．44 3.6 水稻田相關參數．．．．．．．．．．．．．．46 3.7 土壤飽和抽出液電導度．．．．．．．．．．．．47 3.8 灌溉水質電導度．．．．．．．．．．．．．．．50 3.9 研究區域土壤質地．．．．．．．．．．．．．55 3.10 地理資訊系統的應用．．．．．．．．．．．．59 第四章 結果與討論．．．．．．．．．．．．．．．．62 4.1 土壤電導度之敘述統計．．．．．．．．．．．．62 4.2 灌溉水電導度之敘述統計．．．．．．．．．．．64 4.3 灌溉水電導度與土壤電導度之敘述統計．．．．．68 4.4 鹽分模式計算結果．．．．．．．．．．．．．69 4.5 鹽分模式驗證結果．．．．．．．．．．．．．71 4.6 灌溉水電導度值之修正建議．．．．．．．．．．77 4.7 小結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79 第五章 結論與建議．．．．．．．．．．．．．．．．83 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82 附錄一 不同溫度之 值．．．．．．．．．．．．．．87 表 目 錄 表2.1 臺灣地區農業灌溉用水總量與廢水量比較表．．．．．．9 表2.2 放流水用於灌溉之範例．．．．．．．．．．．．．10 表2.3 氣候環境在污泥施用土地中所造成的衝擊潛勢表．．．11 表2.4 以不同灌溉水質在泰國與印度之產量實驗．．．．．．12 表2.5 電導度單位換算一覽表．．．．．．．．．．．．15 表2.6 電導度（EC）相關的經驗公式一覽表．．．．．．．16 表3.1 臺灣水稻栽種日期一覽表．．．．．．．．．．．．22 表3.2 臺灣水稻生育日數一覽表．．．．．．．．．．．．23 表3.3 農業氣象站經緯度一覽表．．．．．．．．．．．．29 表3.4 水稻蒸發散量之作物係數(Kc) ．．．．．．．．．．31 表3.5 水稻田蒸發散量一覽表（台中農改場）．．．．．．．34 表3.6 水稻田蒸發散量一覽表（台西）．．．．．．．．．．34 表3.7 水稻田蒸發散量一覽表（雲林分場）．．．．．．．．35 表3.8 水稻田蒸發散量一覽表（農業試驗所）．．．．．．．35 表3.9 各種土壤滲漏量．．．．．．．．．．．．．．．38 表3.10 水稻各生育期之灌排水方法．．．．．．．．．．．41 表3.11 水稻田深層滲漏一覽表．．．．．．．．．．．．．43 表3.12 彰化、雲林平均旬蒸發量．．．．．．．．．．．．44 表3.13 各期作整田期間水體進入土壤的灌溉水深．．．．．．45 表3.14 水田整地用水量標準．．．．．．．．．．．．．．45 表3.15 研究區域土壤採樣項目一覽表．．．．．．．．．．48 表3.16 研究區域灌溉水質監測項目一覽表．．．．．．．．．51 表3.17 研究區域灌溉水質電導度敘述統計表．．．．．．．．53 表3.18 彰化地區土壤質地分類統計表．．．．．．．．．．55 表3.19 雲林地區土壤質地分類統計表．．．．．．．．．．56 表3.20 研究區域土壤電導度與灌溉水電導度採樣點數．．．． 一覽表． ．．．．．．．．．．．．．．．．．59 表4.1 研究區域土壤飽和抽出液電導度值敘述統計表．．．．62 表4.2 研究區域不同時期土壤飽和抽出液電導度值t檢定表．．62 表4.3 雲林地區土壤飽和抽出液電導度極端值（4月）一覽表．63 表4.4 研究區域灌溉水電導度值敘述統計表．．．．．．．．64 表4.5 研究區域不同時期灌溉水電導度值t檢定表．．．．．．64 表4.6 同時期不同區域灌溉水電導度值t檢定表．．．．．．65 表4.7 研究區域土壤飽和抽出液與灌溉水電導度值敘述統計表．68 表4.8 水田理論淋洗率（LF）計算結果．．．．．．．．．69 表4.9 水田理論灌溉水與土壤電導度比值（ ）．．．． 一覽表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70 表4.10 灌溉水電導度與土壤飽和抽出液電導度比值ㄧ覽表．71 表4.11 土壤採樣點所屬土壤質地統計表．．．．．．．．．．74 表4.12 不同土壤質地灌溉水與土壤飽和抽出液電導度．．．．． 比值ㄧ覽表．．．．．．．．．．．．．．．．．75 表4.13 不同土壤質地灌溉水電導度最大建議值ㄧ覽表．．．77 圖 目 錄 圖1.1 水田水平衡收支示意圖．．．．．．．．．．．．．．3 圖2.1 作物對土壤鹽分忍受度之分類圖．．．．．．．．．6 圖2.2 不同電導度值施灌水深與水稻減產率之關係圖．．．．6 圖3.1 水田水平衡示意圖．．．．．．．．．．．．．．18 圖3.2 水田土壤區水平衡示意圖．．．．．．．．．．．19 圖3.3 行政院農委會農業改良場地理位置圖．．．．．．．．30 圖3.4 水稻田蒸發散量估算(台中農改場) ．．．．．．．．33 圖3.5 2004年台中農改場降雨資料分析．．．．．．．．．．36 圖3.6 2004年台西降雨資料分析．．．．．．．．．．．．36 圖3.7 2004年農業試驗所降雨資料分析．．．．．．．．．．37 圖3.8 2004年雲林分場降雨資料分析．．．．．．．．．．37 圖3.9 水田環境示意圖．．．．．．．．．．．．．．．39 圖3.10 水稻栽培管理概略圖．．．．．．．．．．．．．42 圖3.11 彰化、雲林地區土壤飽和抽出液電導度觀測值(4月) ．．49 圖3.12 彰化、雲林地區土壤飽和抽出液電導度觀測值(10月) ．49 圖3.13 彰化水利會工作站範圍灌溉系統圖．．．．．．．．．52 圖3.14 雲林水利會工作站範圍灌溉系統圖．．．．．．．．．52 圖3.15 彰化、雲林地區灌溉水電導度觀測值(4月) ．．．．．54 圖3.16 彰化、雲林地區灌溉水電導度觀測值(10月) ．．．．．54 圖3.17 彰化地區土壤質地分佈圖．．．．．．．．．．．．57 圖3.18 雲林地區土壤質地分佈圖．．．．．．．．．．．．58 圖3.19 彰化土壤採樣點與水質監測點位置圖．．．．．．．．60 圖3.20 彰化土壤採樣點(1公里內)所屬水質監測點圖．．．．．60 圖3.21 雲林土壤採樣點與水質監測點位置圖．．．．．．．．61 圖3.22 雲林土壤採樣點(1公里內)所屬水質監測點圖．．．．．61 圖4.1 雲林地區受海水污染之土壤採樣點位置圖．．．．．．63 圖4.2 彰化灌溉水電導度累積機率分布圖（4月）．．．．．．65 圖4.3 雲林灌溉水電導度累積機率分布圖（4月）．．．．．．66 圖4.4 彰化灌溉水電導度分布圖（4月）．．．．．．．．．67 圖4.5 雲林灌溉水電導度分布圖（4月）．．．．．．．．．67 圖4.6 彰化地區灌溉水與土壤飽和抽出液電導度比值(4月) ．．72 圖4.7 彰化地區灌溉水與土壤飽和抽出液電導度比值(10月) ．72 圖4.8 雲林地區灌溉水與土壤飽和抽出液電導度比值(4月) ．．73 圖4.9 雲林地區灌溉水與土壤飽和抽出液電導度比值(10月) ．73 圖4.10 研究區域不同土壤質地之灌溉水與土壤電導度．．．．． 比值(4月) ．．．．．．．．．．．．．．．．．76 圖4.11 研究區域不同土壤質地之灌溉水與土壤電導度．．．．． 比值(10月) ．．．．．．．．．．．．．．．．．7622913768 bytesapplication/pdfen-US電導度淋洗率灌溉水Electrical conductivityLeaching fractionIrrigation water[SDGs]SDG13thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56094/1/ntu-95-R93622004-1.pdf