灌溉水電導度的意義
隨著工商業的發達，污染源的增加，台灣農田灌溉的水質，也逐漸劣化。目前已成各水利會灌溉管理上嚴重之課題。談灌溉水質，首先要認識的便是電導度的大小，它是判斷水質優劣的基本尺碼。電導度的意義和重要性如何應人要知體溫，開車的司機要知道走多少公里數一樣。
灌溉水不論是地表河川水或地下水，都要流經地殼岩層及土壤，所以多少都含有鹽分。所謂鹽分，即指無機陽離子鈣、鎂、鈉、鉀等，陰離子碳酸根、硫酸根、氯離子等的總和。從前測定灌溉水中總鹽分含量，是將一定量的水蒸乾，再求剩下固體物與水量之比值而得。非常費時，也不準確。
自從發現（十九世紀初）水中的無機鹽類和水的電導度之間有密切的正相關之後，水中鹽分的測定方便多了。它不但簡單迅速，測定值安定，也不消耗樣品和藥品，任何人一經說明，就會測定。
電導度的測定單位，最常用的有：μS／cm及μS／cm兩種，（前者比後者大千倍），前者用於測定土壤的鹽分總含量，後者是測灌溉水時用的。測定土壤是將土壤調製成飽和，取飽和液測定，當電導度大於4μS／cm時，便可判斷它是鹽土，若低於2μS／cm時便知道它屬貧脊的土壤。在測定灌溉水時，如果電導度是超過750μS／cm表示已達灌溉水質標準規定的限值，若是超過1250μS／cm時，即表示已達水稻栽培能容忍的最大限度。再超過時能明顯減產（尤其是土質粘性重，低窪排水不良的農田），就應該取締或設法改善。
灌溉水鈉吸著率的意義
灌溉水不管是地表水或地下水，多少都含有鹽分。在所有鹽分中，以陽離子鈣、鎂、鈉及陰離子碳酸根、硫酸根、氯離子佔絕對多數，達總量百分九十以上。所以研究灌溉水質，莫不將這些化學成分，彼此之間相對含量之高低及互相化合之形態，視為最重要的探討任務。
當灌溉水進入農田中後，所含的鹽分能被土壤顆粒吸著，經過土壤蒸發及作物吸收，鹽分之濃度會增至較原來灌溉水數倍至十倍以上。所以良好的灌溉管理，要注意滲透排水，要計算應行滲漏之水量，以避免鹽分過度累積。因此，在灌溉學上排水管理和灌溉是同樣地重要。
施灌污染的灌溉水，農田土壤含鹽量必然會增加。鹽分增加的危害，可分三方面：(一)作物直接受毒害。(二)土壤溶液滲透壓增大，根系吸水困難。(三)土壤劣化。作物毒害包括重金屬，內容複雜，容後專題論述。茲僅將作物吸水困難及土壤劣化之情形，略作說明之。
(一)作物吸水困難：植物的根吸取水分，是要通過根細胞膜向土壤溶液中吸取的，如果土壤溶液含鹽量大，濃度高，根系之滲透壓要增更大時才能吸收。（這情形如同做醬菜，蘿蔔放在鹽水裡，蘿蔔中水分反滲入鹽水中。）根細胞滲透壓是有一定值（約十五氣壓）。所以若鹽分高之灌溉水，對植物吸水會增加困難，以致於枯死。根據研究，灌溉水中鹽分超過750μS／cm，或土壤中鹽分超過4,000μS／cm，對水稻栽培便很不利。
(二)土壤劣化：灌溉水中之化學成分對土壤理化性之優劣，俱有決定性之影響。例如：含鈣量高之土壤，它能使土粒凝聚，產生團粒作用使結構疏鬆，增進排水，對土壤及作物均有利，鎂也是如此。然鈉含量高之土壤，能使土壤絮散，團粒作用力變弱，當土壤乾燥之後，土粒便緊密結在一起，堅硬結塊龜裂，土壤層間排水困難，使土質惡化。所以灌溉水中鈣、鎂含量高時，對土壤有利，鈉含量高則有害。美國鹽性研究所（U.
S. Salinity
Laboratory）之研究結論謂灌溉水中鈉害之大小可用鈉吸著率來表示，它的公式是：
鈉吸著率（SAR）＝Na＋（Ca+++Mg++）/2
（註：計算單位是以Meq/1為準，算出後為無名數）
上列公式說明：分子鈉增加，鹹害程度增加，反之，分母鈣、鎂增加，鹹害減少。根據美國鹽性研究所的規定灌溉水電導度（EC）在750μS／cm時，鈉吸著率允許至六比值；電導度在1,500μS／cm，SAR之限值只能有五。超過此規定，便不適於灌溉。因此，凡是對水污染研究或在管制上有職責的水利工作者，判斷灌溉水質時，不但要測定EC值，同時還要測定計算SAR值，才能全盤瞭解鹽分之為害。
灌溉水氮濃度設限之意義
氮是作物生長最需要元素之一，缺少它時，植株矮小，葉細枯黃，最後死亡。反之，吸取太多時，植株肥大嫩弱，容易倒伏，不能抗病蟲害，徒長難結實。所以作物栽培應如何適時供應適量之氣素，歷來都是農業經營者視為研究上一大課題。
台灣在一九四○至七○年代，尚屬農業社會，污染源不多，農業上氮肥之需求量很大。因此，家庭廢棄物、人畜糞便等，便成農業資源，農民要出錢購買取得，才能運輸到田間，當作肥料撒施於田間。今日之年長者，都能記憶，往日清晨的市鎮，都有水肥牛車及肩挑糞桶的農民，穿梭市街，一片喧鬧聲，印象深刻。
進入一九八○年，台灣之經濟起飛，由於工商業發達，都市社區擴大及人口集中的結果，各式各樣的污染源也日益增多，尤以家庭廢污及豬糞尿，含氮量特多，於是造成今日農村氮素之嚴重污染問題。
氮素之污染，為害是多方面的，首先是對農作物的衝擊，水稻栽培是分蘗過盛，後期倒伏，易罹病蟲害；蔬果是種實不良，品質酸澀；水產養殖銨（NH3+）毒性劇烈，是魚類中毒的主因；環境方面，陸地則雜草叢生，水面是布袋蓮繁殖；至於地下水，若是氮素滲入，硝態氮增多，便不能飲用，更是影響農民健康。
台灣灌溉水質，根據政府頒佈有關氮之限值標準為1
mg／1，若依此標準，則台灣所有灌溉渠道，尤其是灌排併用或迴歸利用水路，已達80以上，超過此值，情況十分嚴重。灌溉水質氮素限值規定為1
mg／1，其實際之意義是在防範水稻生長後期之成熟期（即水稻種植後第八十天至四個月），水稻發生徒長，影響結實的惡果。至於生長前期的分蘗期，是不在此限。根據水稻栽培，一般農家施肥的習慣，都是在種植整地時，施用全部堆廄肥及50％氮肥，另50％是在種植三十天內（分蘗始期）施畢，目的是儘量促進前期之生長，而避免成熟期徒長，影響稻穗之結實。
水稻全期作需要多少氮肥呢？以亞熱帶台灣一般的土壤肥力而言，大概是一○○公斤公頃，相當於五○○公斤的硫酸銨。假若灌溉水中含有一毫克公升之氮，全期作栽培之需水量為一二、○○○噸公頃時，則灌溉水中可供應水稻之氮量為十二公斤公頃，佔施氮肥之百分十二。準此推估，如果灌溉水中氮之含量達八毫克公升時，種植水稻可不必施肥，施肥便造成水稻徒長。換言之，若是在有施肥之水稻，施灌含有氮素之灌溉水，都會造成優養化之污染。
台灣農田渠道，都是明渠，縱橫田野，上流下接。因此，各種污染物質，極易滲入，尤以渠道下流地區，含氮量高者，均在一○毫克公升以上，水質灰黑發嗅，蠕蟲蠢動，農民多不敢引灌，視渠道為污染物之淵藪，農村之盲腸。此種情形在彰化之鹿港、秀水；雲林之西螺、嘉南學甲、將軍；高雄之阿蓮、後勁；屏東之萬丹等灌區，多類如此。
氮是作物的營養份，也是作物的污染質，其區別是在量之多少。因此，如何取得最合理之平衡點，應是灌溉水質管制上，最應考慮的課題。然而由於各方之立場觀點不同，對量之管制，看法也有甚大之差異。例如：
(一)學者的看法：基於對水稻成熟期不致徒長，影響種實，所以應採嚴格立場，規定限值不應超越一毫克公升。
污染者之立場：如畜牧養殖及工廠排放者，農民不施肥時，灌溉水中含氮量在十毫克公升，作物尚能容忍。
農民使用者的願望：在水稻生長初期，1 0
mg／1以上，都可接受，但在成熟期，要求有純潔水質。同時也懷疑，灌溉水氮素含量是否能保持穩定，因之也使農民在施肥調節上發生困難而影響產量。
此種情況，困擾多年，無法解決。最近由農委會主管當局水利科，召集有關多方檢討，最後認定：採用1
mg／1，實嫌過嚴，1 0
mg／1又屬過寬，將對水稻生育及農村環境衛生不利。故暫時認定：灌溉水質氮素含量可允許施寬至3
mg／1。此種裁決，可說：雖不滿意，但可接受。
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