鹽基飽和度計算器
輸入交換性 Ca、Mg、K、Na 與陽離子交換量 CEC,即時算出鹽基飽和度 BS% = (鹽基總量 ÷ CEC) × 100,評估土壤肥力與酸化程度。
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計算結果
重點速覽:鹽基飽和度(base saturation, BS%)是描述土壤膠體上『被鹽基性陽離子佔據的比例』的化學指標,是土壤肥力與酸鹼診斷不可或缺的一環。要理解它,先要知道土壤的陽離子交換量(cation exchange capacity, CEC):土壤黏粒與有機質表面帶負電,能吸附並可逆交換帶正電的陽離子,CEC 就是這些負電荷位置的總量(以 cmol(+)/kg 或舊稱 me/100g 表示),代表土壤能『暫存』多少陽離子養分。佔據這些交換位的陽離子分兩類:一類是『鹽基性陽離子』——鈣(Ca²⁺)、鎂(Mg²⁺)、鉀(K⁺)、鈉(Na⁺),它們是植物養分(前三者尤其重要)且不致酸;另一類是『致酸性陽離子』——氫(H⁺)與鋁(Al³⁺),它們讓土壤呈酸性。鹽基飽和度就是把交換位上的鹽基性陽離子總量,除以總交換量再乘 100:BS% = (Ca + Mg + K + Na) ÷ CEC × 100。舉例,某壤土交換性 Ca 6、Mg 2、K 0.5、Na 0.5 cmol(+)/kg,鹽基總量 = 9;CEC = 12,則 BS% = 9 ÷ 12 × 100 = 75%,意味著 75% 的交換位被鹽基養分佔據,其餘 25% 被 H⁺、Al³⁺ 佔據。BS% 為何重要?第一,它反映土壤的養分儲備與供應潛力:鹽基飽和度高,代表交換位上有豐富的鈣鎂鉀可供作物吸收、土壤肥沃;反之 BS% 低,鹽基養分匱乏、可能缺鈣鎂鉀。第二,它與土壤 pH(酸鹼度)高度相關:交換位被越多致酸的 H⁺、Al³⁺ 佔據,BS% 就越低、土壤越酸;隨施石灰把 Ca²⁺、Mg²⁺ 補進交換位、置換出 H⁺、Al³⁺,BS% 升高、pH 上升。一般經驗分級為:BS% > 80% 多為中性至微鹼、肥沃;50–80% 中等;< 50% 偏酸、鹽基匱乏,常需石灰改良;在強酸土(BS% 很低)中鋁飽和度高,鋁毒害會傷根。第三,鹽基之間的『平衡』也重要:不只看總 BS%,鈣、鎂、鉀彼此的比例(如 Ca:Mg、Mg:K)若失衡,即使 BS% 不低也可能出現拮抗或缺素(如鎂過高抑制鉀吸收)。使用鹽基飽和度時要注意:一是所有數值必須用同一單位(cmol(+)/kg 即 me/100g)並來自同一份土壤交換性陽離子與 CEC 分析;二是 CEC 的測定方法(如中性醋酸銨法在 pH 7 測『潛在 CEC』,或未緩衝鹽測『有效 CEC』)會影響 BS% 數值,酸性土用不同法差異可能很大,比較時要一致;三是鹽基總量理論上不應超過 CEC,若分析誤差導致超過,BS% 應理解為接近或達 100%(本工具將結果夾在 100% 內);四是 BS% 是重要參考但非唯一——完整肥力診斷還要看 pH、各養分絕對量與比例、有機質與質地。總之,鹽基飽和度把『交換位被養分性陽離子佔了多少比例』濃縮成一個百分比,是判讀土壤肥力、酸化程度與石灰需求的核心工具。
計算公式
鹽基飽和度:BS% = (Ca²⁺ + Mg²⁺ + K⁺ + Na⁺) ÷ CEC × 100。
各離子與 CEC 皆以 cmol(+)/kg(=me/100g)表示。
分級:BS% > 80% 肥沃、50–80% 中等、< 50% 偏酸需改良。
$$BS\% = \dfrac{Ca^{2+} + Mg^{2+} + K^+ + Na^+}{CEC} \times 100$$使用說明
- 取得土壤分析報告的交換性 Ca、Mg、K、Na 與陽離子交換量 CEC。
- 確認全部以同一單位 cmol(+)/kg(=me/100g)填入。
- 系統即時算出鹽基總量與鹽基飽和度 BS%,判讀土壤肥力、酸化與石灰需求。
鹽基飽和度 BS% 判讀參考
| BS% | 土壤狀態 | 管理意義 |
|---|---|---|
| > 80 | 中性–微鹼、肥沃 | 鹽基養分充足 |
| 60–80 | 良好 | 多數作物適宜 |
| 50–60 | 中等偏酸 | 留意鈣鎂鉀補充 |
| < 50 | 偏酸、鹽基匱乏 | 常需施石灰改良 |
| 本例 ΣBase9/CEC12 | BS=75% | 屬良好 |
BS% 與 pH 高度相關;還須看 Ca:Mg:K 平衡與各養分絕對量。
理財情境案例
壤土肥力診斷
土壤分析:交換性 Ca 6、Mg 2、K 0.5、Na 0.5 cmol(+)/kg,CEC = 12。
鹽基總量 = 6+2+0.5+0.5 = 9;BS% = 9 ÷ 12 × 100 = 75%。
BS% 75% 屬良好、偏中性,鹽基養分充足;再檢查 Ca:Mg (=3) 與鉀水準是否平衡即可。
酸性土需石灰改良
另一酸性紅壤:Ca 2、Mg 0.5、K 0.3、Na 0.2,CEC = 10,鹽基總量 = 3。
BS% = 3 ÷ 10 × 100 = 30%,交換位七成被 H⁺、Al³⁺ 佔據、強酸、鋁毒害風險高。
應施石灰把 Ca、Mg 補進交換位、置換 H⁺/Al³⁺,提升 BS% 與 pH,改善根系環境。
常見問題
鹽基飽和度和土壤 pH 有什麼關係?
兩者高度相關但不等同。交換位被越多致酸的 H⁺、Al³⁺ 佔據,BS% 越低、土壤越酸;施石灰把 Ca²⁺、Mg²⁺ 補進交換位、置換出 H⁺、Al³⁺,BS% 升高、pH 也上升。一般 BS% 高(>80%)對應中性至鹼性,BS% 低(<50%)對應酸性。但實際關係還受土壤緩衝能力、黏土礦物與有機質影響,pH 仍應直接量測。
BS% 多少才算好?
沒有絕對標準,隨作物與土壤而異。經驗上 BS% > 80% 多屬肥沃中性土、60–80% 良好、50–60% 中等偏酸、< 50% 鹽基匱乏偏酸常需改良。喜酸作物(如藍莓、茶)反而適應較低 BS% 與 pH。重點不只看總 BS%,還要看鈣、鎂、鉀彼此的平衡是否恰當。
為什麼各離子要用 cmol(+)/kg 而不是 mg/kg?
因為鹽基飽和度是比較『電荷』佔交換位的比例,而 CEC 本身就是以電荷量(cmol(+)/kg,即每公斤土有多少 centimole 的正電荷位置)表示。不同離子價數不同(Ca²⁺、Mg²⁺ 二價,K⁺、Na⁺ 一價),必須換算成當量電荷才能相加並與 CEC 比較。若報告給的是 mg/kg,要先除以各離子的當量重量換算成 cmol(+)/kg 再代入。
鹽基總量會超過 CEC 嗎?
理論上不會——鹽基佔的交換位不可能超過全部交換位,所以 BS% 上限是 100%。若計算出鹽基總量大於 CEC,通常是分析誤差、CEC 測定方法不同(如未緩衝鹽測的有效 CEC 較小)或土壤含可溶性鹽干擾所致。此時 BS% 應理解為接近或達 100%(本工具會把結果夾在 100% 內),並宜檢查分析數據與方法一致性。
只看 BS% 夠嗎?還要看什麼?
不夠。BS% 反映鹽基養分佔交換位的『總比例』,但作物吸收還取決於各養分的『絕對量』與『彼此比例』。例如 BS% 不低,但鎂過高會拮抗鉀吸收造成缺鉀。完整肥力診斷要一併看土壤 pH、Ca:Mg:K 比例、各養分絕對含量、有機質、質地與 CEC 大小(CEC 高的土保肥力強、緩衝大)。BS% 是關鍵一環而非全部。
相關工具
參考資料
內容審核:香港計算器科學團隊。BS% = ΣBase ÷ CEC × 100,離子以 cmol(+)/kg。