高考申論題
114年
[農業技術] 土壤學
第 三 題
請說明土壤水分未達到飽和（saturation）前，影響水勢能（water potential）的土壤性質有那些？（25 分）
📝 此題為申論題
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看到未飽和狀態的「水勢能」，應先拆解其主要組成份：主要為「基質勢能（Matric potential）」與「滲透勢能（Osmotic potential）」。接著，分別針對這兩個勢能，盤點影響它們的土壤理化性質（如質地、結構、礦物種類、有機質、可溶性鹽分等），並詳細說明這些性質如何透過毛細管作用、表面吸附及離子水化等機制影響水勢能。
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【破題】 土壤水勢能（Total water potential, Ψt）代表土壤水分的能量狀態。在土壤水分未達到飽和（unsaturated）的狀態下，重力勢能（Ψg）的影響相對固定或較小，壓力勢能（Ψp）為零，決定水勢能高低的主要組成為「基質勢能（Matric potential, Ψm）」與「滲透勢能（Osmotic potential, Ψo）」。因此，影響未飽和土壤水勢能的土壤性質，主要為影響固液體介面吸附力及溶質濃度的理化特性。 【論述】
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未飽和土壤水勢能
💡 未飽和土壤水勢主要由基質勢與滲透勢組成，受物理吸附與溶質影響。
| 比較維度 | 基質勢能 (Ψm) | VS | 滲透勢能 (Ψo) |
|---|---|---|---|
| 物理機制 | 固體表面吸附力與毛細管力 | — | 溶質對水分子的水化作用 |
| 主控因子 | 土壤質地、結構、有機質 | — | 可溶性鹽類濃度（鹽度） |
| 發生位置 | 固液體接觸之界面 | — | 土壤溶液（液相）中 |
| 與水含量關係 | 隨含水量降低而顯著下降 | — | 溶液濃縮時顯著下降 |
💬兩者均為負值，共同限制水分的自由能，決定植物吸水的難易度。
