第 二 題

「基質勢（Matric potential）」為土壤總水勢（Soil water potential）的關鍵組成之一，指在未飽和土壤中，水分因土壤固體顆粒表面的吸附力（adhesion）及孔隙間的毛細管力（capillarity）而受到的束縛能量。 特徵包含：(1) 數值特性：在飽和土壤中基質勢為零；在未飽和土壤中，因水分受到基質牽制，其值恆為負值（或稱吸力，Tension）。(2) 質地與水分關係：土壤愈乾燥或質地愈細微（如黏土孔隙小、比表面積大），對水分的束縛力愈強，基質勢愈低（愈負）。(3) 驅動力：土壤水分會依循水勢梯度，由基質勢較高（較濕潤、較不負）處往基質勢較低（較乾燥、較負）處移動。 實務應用為評估農田灌溉時機與植物水分逆境的指標。當土壤基質勢降至低於植物根系的吸水能力（如永久凋萎點約 -1500 kPa 或 -15 bar）時，植物將因無法克服基質勢而枯萎，故農田常利用張力計（Tensiometer）監測基質勢以進行精準灌溉管理。

「土壤膠體」（Soil colloids）是指土壤中粒徑極小（通常小於 2 微米，< 2 μm）的微細顆粒，為土壤化學與物理反應最活躍的部分，主要由無機的層狀矽酸鹽黏土礦物、鐵鋁氧化物，以及有機的腐植質所組成。 特徵包含： (1) 極大的比表面積：因粒徑微小且多呈片狀或不規則狀，單位質量的表面積極大，提供豐富的化學反應位置。

「pH變動電荷（pH-dependent charge）」指土壤膠體表面所帶電荷的數量與性質，會隨著土壤溶液酸鹼度（pH值）的改變而變化的電荷。特徵包含： (1) 發生機制：主要由膠體表面官能基（如羧基 -COOH、酚基、羥基 -OH 等）的質子化與去質子化引起。當土壤pH值升高（偏鹼）時，H⁺解離釋出，使膠體表面負電荷增加；當pH值降低（偏酸）時，表面吸附H⁺，使負電荷減少甚至轉帶正電荷。 (2) 主要來源：土壤有機質（腐植質）、游離鐵鋁氧化物（如針鐵礦、三水鋁石）、非結晶性矽酸鹽黏土（如水鋁英石），以及 1:1 型矽酸鹽黏土（如高嶺石）的晶體斷鍵邊緣。

「Ammonium fixation（銨固定）」指土壤溶液中的銨離子（$NH_4^+$）進入2:1型層狀黏土礦物的晶格層間，被緊密吸附而轉變為不可交換態（non-exchangeable），導致植物與微生物難以直接利用的物理化學過程。 其特徵與機制包含： (1) 礦物限制：主要發生在2:1型黏土礦物（如蛭石 vermiculite、伊利石 illite 等雲母類風化物），因其矽氧四面體底面具有六角形孔隙。

「Vadose zone（包氣帶／未飽和帶）」指地表以下至地下水面（水壓等於大氣壓力之界面）之間的地層區域。 特徵包含： (1) 孔隙中同時被空氣與水分佔據，整體處於未飽和狀態。