115 原住民特考三等 農業技術類科 作物學 考古題詳解

一、核心觀念

本題屬於《作物學》基本名詞解釋，重點在於掌握作物起源與遺傳、作物間交互作用，以及作物水分利用效率等概念。作答時宜採「定義—作用或特徵—農業上的重要性—代表例子」的方式說明。

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二、各名詞詳解

（一）起源中心（centre of origin）

核心觀念

起源中心是指某一作物最初發生、形成，並經長期演化與栽培選拔而產生大量遺傳變異的地區。此概念與俄國遺傳學家 Vavilov 所提出的「作物起源中心學說」密切相關。

起源中心通常具有下列特徵：

1. 野生祖先或近緣種分布較多。
2. 栽培種、地方品種及變異類型豐富。
3. 遺傳多樣性高，常可發現抗病、抗蟲、耐旱、耐寒等重要基因。
4. 是作物育種尋找種原的重要地區。

解題方法

說明時應掌握「起源」不只是最早被人類栽培的地點，更重要的是該地區具有高度遺傳變異，能作為作物演化與育種的基因庫。

例如：

• 小麥、裸麥、大麥等主要起源於近東及西亞地區。
• 玉米起源於中美洲。
• 水稻的重要起源與分化中心包括南亞及東南亞地區。
• 馬鈴薯起源於南美洲安地斯山區。

解題技巧與常見陷阱

「起源中心」與「栽培中心」不一定完全相同。作物可能在某地最早被栽培，後來在另一地區產生大量地方品種與遺傳變異。因此，答題時必須寫出「遺傳多樣性集中」這項核心意義，不能只寫「最早種植的地方」。

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（二）花粉直感（xenia）

核心觀念

花粉直感是指授粉所用花粉的遺傳特性，直接表現在當代種子或果實某些組織性狀上的現象。

被子植物進行雙受精時：

• 一個精細胞與卵細胞結合，形成胚。
• 另一個精細胞與中央細胞結合，形成胚乳。

由於胚乳具有父本花粉所提供的遺傳物質，因此父本性狀可能在當代種子的胚乳上直接表現。例如玉米不同品種相互授粉後，種子胚乳的顏色、質地或糖分性狀可能受到花粉親影響。

解題方法

作答時應包含三個重點：

1. 花粉親的遺傳作用可在當代種子或果實上表現。
2. 主要表現在胚乳等由受精產生的組織。
3. 其生物學基礎是被子植物的雙受精作用。

「花粉直感」不是說花粉本身的外觀直接附著在果實上，而是指花粉所攜帶的基因經受精後，使種子或相關組織出現父本性狀。

代表例子

玉米授粉後，若花粉親帶有控制胚乳顏色或甜性的基因，當代籽粒即可呈現不同顏色或甜味。這是花粉直感最常見的說明例子。

解題技巧與常見陷阱

花粉直感主要涉及種子胚乳；若是花粉影響果皮、果肉或其他由母體組織發育而來的部分，通常稱為「後生直感」（metaxenia），不宜與花粉直感混為一談。

可用下列方式記憶：

• Xenia：花粉影響種子，尤其是胚乳。
• Metaxenia：花粉影響母體果實組織。

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（三）忌避作物（repellent crop）

核心觀念

忌避作物是指本身具有特殊氣味、揮發性物質、根部分泌物或其他化學特性，能使害蟲、病原生物或其他有害生物不易接近、取食或定殖的作物。

忌避作物常應用於：

• 間作或混作。
• 輪作制度。
• 生物防治與害蟲綜合管理。
• 作物周邊的防蟲栽培。

其作用方式可能包括：

1. 釋放揮發性物質，干擾害蟲尋找寄主。
2. 產生特殊氣味，使害蟲產生忌避反應。
3. 根部分泌物改變土壤環境，降低某些病原或害蟲的危害。
4. 與主要作物混植，使害蟲不易辨識或集中危害目標作物。

例如葱、蒜等具有強烈氣味的作物，在部分混作系統中可對某些害蟲產生忌避效果。

解題方法

定義中要同時寫出「作物本身」與「忌避有害生物」兩個要素。忌避作物的重點不是提高主要作物產量，而是透過伴生或混植降低害蟲危害。

解題技巧與常見陷阱

忌避作物容易與「誘引作物」混淆：

• 忌避作物：使害蟲遠離主要作物。
• 誘引作物：吸引害蟲集中到特定作物，再加以移除或防治。

此外，忌避作物也不等於所有具有殺蟲效果的植物。忌避主要是「驅離、降低接近或取食」，不必然直接殺死害蟲。

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（四）化感作用（allelopathy）

核心觀念

化感作用是指植物透過釋放化學物質，對鄰近植物或後續栽培作物的種子萌發、生長、根系發育、養分吸收及病蟲害發生產生促進或抑制作用的現象。

這些化學物質稱為化感物質，來源包括：

核心觀念

本題考查水稻的生育進程、產量構成要素，以及各生育階段對產量形成的作用。作答時應掌握「生育時期—產量構成要素—施肥時機」三者的對應關係。

水稻產量可用下式表示：

$$\text{稻穀產量} = \text{單位面積穗數} \times \text{每穗粒數} \times \text{稔實率} \times \text{粒重}$$

其中粒重通常以千粒重表示。各產量要素的形成時期不同，因此施肥必須配合生育階段，才能提高肥料利用效率及產量。

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（一）水稻生育階段

1. 營養生長期

營養生長期是水稻由種子萌發至幼穗開始分化前的階段，主要形成根、莖、葉及分蘗。

可分為：

• 發芽與幼苗期：種子吸水萌發，形成初生根、芽鞘及第一片葉。
• 秧苗期或活著期：移植後根系恢復，植株建立正常吸收能力。
• 分蘗期：由葉腋產生分蘗，決定有效穗數的基礎。
• 有效分蘗期：部分分蘗逐漸成為有效穗，另有部分分蘗因養分不足而停止生長。
• 最高分蘗期：分蘗數達到最高，之後無效分蘗逐漸枯死。

營養生長期主要影響單位面積穗數，但過度徒長會增加無效分蘗、倒伏及病害風險。

2. 生殖生長期

生殖生長期自幼穗分化開始，至抽穗、開花完成為止，主要進行幼穗形成、花器官分化及受精。

可分為：

• 幼穗分化期：莖頂生長點由營養芽轉為生殖芽，開始形成幼穗。
• 枝梗及小穗分化期：幼穗上的枝梗、小穗及花器官逐步形成，決定每穗粒數的潛力。
• 孕穗期：幼穗逐漸伸長，為葉鞘包覆，外觀上呈現孕穗。
• 抽穗期：穗部由劍葉葉鞘抽出。
• 開花授粉期：穎花開放、花藥散粉，完成授粉與受精。

生殖生長期主要影響每穗粒數、稔實率及穗部發育。抽穗開花期若遭遇高溫、低溫、乾旱或淹水，容易造成不稔實。

3. 穀粒充實與成熟期

自受精後至稻穀成熟為穀粒充實期，主要累積澱粉、蛋白質及其他貯藏物質。

一般可分為：

• 乳熟期：穀粒內含乳白色液體，胚乳開始快速充實。
• 糊熟期：乳狀物逐漸變稠，胚乳由液態轉為糊狀。
• 黃熟期：穀粒逐漸轉黃，葉片及稈部開始黃化。
• 成熟期或完熟期：穀粒含水率下降，胚乳硬化，粒重大致確定。

此期主要決定稔實粒數及粒重。若葉片功能良好、根系活性高，可增加光合產物向穀粒的運輸，提高千粒重。

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（二）影響水稻產量構成的要素

水稻產量構成要素主要包括以下四項：

1. 單位面積穗數

指每單位面積內能夠抽穗並結實的有效穗數。其形成主要與分蘗數、有效分蘗率及栽植密度有關。

基本形成時期為營養生長期，尤其是分蘗期及最高分蘗期。

2. 每穗粒數

指每一穗所具有的小穗或穎花數，通常包括實粒與空粒的總數。其潛力主要在幼穗分化至孕穗期形成。

幼穗分化期養分不足，容易減少枝梗及小穗數；孕穗期生長受阻，會降低每穗粒數。

3. 稔實率

稔實率是實粒數占總穎花數的比例：

$$\text{稔實率} = \frac{\text{實粒數}}{\text{總穎花數}} \times 100\%$$

稔實率主要受抽穗開花期的授粉、受精、花粉活力及環境條件影響。高溫、低溫、乾旱、陰雨及病蟲害均可能降低稔實率。

4. 粒重

粒重通常以千粒重表示，反映單粒稻穀的充實程度。其主要形成於乳熟期至黃熟期，受葉片光合作用、根系吸收能力、莖稈貯藏物質及成熟期病害影響。

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（三）水稻生育期、施肥時機與產量的關係

1. 基肥與早期追肥：促進分蘗，增加有效穗數

基肥及分蘗初期追肥主要供應水稻早期生長所需的氮、磷、鉀等養分。

• 氮肥可促進葉片伸展、根系生長及分蘗發生。
• 磷肥有助於根系發育、早期活著及分蘗形成。
• 鉀肥可增強莖稈、改善水分調節及提高抗逆性。

此階段施肥的主要效果是增加分蘗數，並提高有效分蘗率，進而增加單位面積有效穗數。

但氮肥施用過量，會造成：

• 無效分蘗增加；
• 植株徒長；
• 田間通風變差；
• 倒伏及病害發生率提高；
• 生育期延長、成熟延遲。

因此，早期施肥應以促進健壯分蘗為目的，不宜單純追求植株高大或分蘗數最多。

一、核心觀念

本題考查蕎麥在臺灣的產地與品種，以及「冷涼季節作物、短日性、異花授粉、忌高溫多濕與積水」等生育特性，並要求將這些特性轉化為實際的播種、肥培、水分、授粉及採收管理。

蕎麥雖俗稱「麥」，但屬蓼科蕎麥屬雙子葉植物，並非禾本科真正穀類，通常歸為假穀類。臺灣栽培以普通蕎麥，即甜蕎為主。

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二、（一）臺灣主要產地及品種

1. 主要栽培縣市

目前臺灣蕎麥栽培以彰化縣最多，尤以二林鎮、埤頭鄉一帶較具代表性；臺中市大雅區亦有一定栽培面積。

彰化地區多利用水稻收穫後的冬季裡作田種植蕎麥，兼具雜糧生產、休耕田利用及綠肥作物功能。

2. 主要品種

臺灣主要栽培品種為普通蕎麥中的甜蕎，代表品種包括：

• 臺中一號：臺灣秋冬裡作的重要推廣品種，適合冬季栽培。
• 常陸秋：日本引進之普通蕎麥品種，在臺灣亦有栽培利用。
• 高砂種：臺灣早期栽培及地方品種中常見的名稱。

若題目要求以單一答案作答，可寫：

臺灣目前種植蕎麥最多的地區為彰化縣，以二林、埤頭一帶最具代表性；主要品種為甜蕎中的臺中一號，另有常陸秋及高砂種等。

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三、（二）蕎麥栽培的氣候環境

1. 溫度

蕎麥屬冷涼季作物，生育初期需要適度溫暖的氣溫，以利種子萌發及幼苗生長；但開花及籽粒充實期則以冷涼、乾燥環境較佳。

臺灣以秋冬季栽培最適合，通常在水稻收穫後作為冬季裡作。若播種過早，幼苗及營養生長期遭遇高溫，容易造成：

• 生育期縮短；
• 開花授粉不良；
• 稔實率降低；
• 籽粒產量下降。

開花期若遇高溫、多濕、連續陰雨，容易造成花粉活力下降、昆蟲活動減少及授粉不良，導致空粒增加。

2. 日照與光週期

蕎麥多具有短日反應，秋冬季日照逐漸縮短，有利於抽花及結實。品種可區分為春播型與秋播型：

• 春播型適合較長日照季節；
• 秋播型適合臺灣秋冬裡作。

若秋冬栽培誤用春播型，可能發生植株矮小、生育期不適及產量偏低；若春季栽培誤用秋播型，則可能營養生長過旺、延遲開花甚至不易結實。因此，品種與播種季節必須配合。

3. 水分

蕎麥不耐積水，應選擇排水良好的田區。播種及萌芽期需要適度土壤水分，以確保發芽整齊；植株建立後對短期乾旱具有一定耐受性，但在開花、授粉及籽粒充實期仍需要適量水分。

水分管理原則為：

• 播種後保持土壤濕潤；
• 生育期避免長時間乾旱；
• 雨後迅速排除田間積水；
• 成熟期逐漸減少水分，利於籽粒成熟及收穫。

過度灌水或田間積水會造成根系缺氧、植株倒伏及根部病害，並降低結實率。

4. 土壤

蕎麥對土壤適應性廣，瘠薄地亦能生長，但以排水良好的砂質壤土或壤土最適宜，適宜土壤酸鹼度約為 $pH 6.0\sim7.0$。

應避免：

• 黏重、排水不良的土壤；
• 低窪易積水田；
• 氮肥過多且土壤過於肥沃的田區。

氮肥過多會促進莖葉徒長，使莖稈柔弱，容易倒伏；蕎麥倒伏後不易恢復直立，會影響通風、授粉、成熟及機械收穫。

5. 授粉環境

普通蕎麥多具有自交不親和性，主要依靠昆蟲進行異花授粉，蜜蜂等授粉昆蟲對結實相當重要。

開花期間宜：

• 保持晴朗、少風的環境；
• 避免連續降雨；
• 避免施用對蜜蜂有害的農藥；
• 維持田區周圍適度的授粉昆蟲活動。

若花期遇高溫、多雨、強風或授粉昆蟲不足，即使植株開花繁多，也可能出現結實率低的現象。

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四、蕎麥栽培管理方法

1. 田區選擇與整地

蕎麥通常作為水稻後的冬季裡作，因此前作水稻收穫後，應迅速完成：

1. 清除田間雜草及殘株；
2. 整平田面；
3. 建立良好排水系統；
4. 適度碎土，使種子與土壤密切接觸；
5. 避免整地後形成積水區或過度板結。

排水溝宜保持暢通，尤其在冬季降雨較多的地區，更應防止田間積水。

2. 播種期

臺灣以秋冬裡作為主，一般播種適期約為十月下旬至十一月上旬；實際播種期應依地區、前作收穫期及品種特性調整。

播種原則如下：

• 不宜過早，以免幼苗及開花期遭遇高溫；
• 不宜過晚，以免生育期不足或成熟期遇低溫、降雨；
• 應選用適合秋冬栽培的品種；
• 播種後應確保土壤濕度適宜。

3. 播種方法與密度

蕎麥可採條播或撒播。條播有利於：

• 控制行株距；
• 中耕除草；
• 改善通風；
• 機械收穫。

撒播則適合大面積及綠肥用途，但播種均勻度較難控制。播種深度不宜過深，以約 $2\sim3$ 公分為原則；過深會降低出苗率，過淺則容易因乾燥或鳥害而缺株。

播種量須依種子大小、發芽率、播種方式及用途調整。食用籽粒栽培應維持適當密度；綠肥栽培則可採較密植方式，以迅速覆蓋地面、抑制雜草。

4. 肥料管理

蕎麥需肥量不高，應以土壤肥力及前作殘肥為基礎，採合理施肥。

肥培原則為：

• 整地時施用適量基肥；
• 氮肥不宜過量；
• 適度補充磷、鉀，以促進根系、開花及籽粒充實；
• 土壤肥力較低時，可於生育初期少量追肥；
• 不宜在生育後期大量施用氮肥。

氮肥過多會使莖葉旺盛、植株軟弱，增加倒伏風險，並可能造成營養生長延長、成熟延遲及籽粒稔實率下降。

5. 雜草管理

核心觀念

本題考查「綠肥」的定義、休耕田種植綠肥的農業功能，以及常見綠肥作物的科別與適栽季節。

綠肥是指專供翻埋入土壤、以改善地力為主要目的的作物。作物在營養生長旺盛、尚未木質化前翻耕入土，經分解後可增加土壤有機質與養分。豆科綠肥並可藉根瘤菌固定空氣中的氮，提升土壤氮素供應。

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（一）土地休耕時種植綠肥的原因

1. 增加土壤有機質

綠肥植體翻埋後分解，能增加土壤有機質，改善土壤顏色、團粒結構及保水保肥能力，並促進土壤微生物活動。

2. 增加土壤養分

綠肥含有氮、磷、鉀及其他礦物元素。植體分解後，養分逐漸釋放，可供後作吸收，減少化學肥料用量。

其中豆科綠肥與根瘤菌共生，能進行生物固氮，將空氣中的氮轉為植物可利用的含氮化合物，因此對補充土壤氮素特別重要。

3. 改善土壤物理性

綠肥根系可穿入土壤，增加孔隙度，改善土壤通氣、排水及耕作性。深根性綠肥亦能打破部分犁底層，使土壤較為疏鬆。

4. 防止土壤沖蝕與養分流失

休耕期間若土壤裸露，雨水容易沖刷表土，造成水土流失及肥分流失。種植綠肥可利用枝葉覆蓋地表，根系固定土壤，降低雨蝕與風蝕。

5. 抑制雜草

綠肥生長迅速且覆蓋地表後，可減少光線到達土面，抑制雜草萌發與生長，降低後作除草負擔。

6. 改善田間生態與病蟲害管理

適當輪作綠肥可打斷部分病蟲害的生活史，增加土壤生物多樣性。部分綠肥作物亦具有抑制線蟲或病原微生物的效果，但仍須依作物種類及輪作方式判斷，不能將所有綠肥均視為防病蟲作物。

7. 避免休耕地力衰退

土地長期裸休，土壤有機質會逐漸消耗，並容易發生板結、沖蝕及雜草繁生。種植綠肥可使休耕期轉化為培肥地力的時期，為後作建立良好生產條件。

8. 增加土壤氮素及後作產量

豆科綠肥翻埋後可提高土壤有效氮，非豆科綠肥則可吸收土壤中殘留養分，經翻埋後再供後作利用。因此綠肥兼具培肥土壤與提高後作生產力的作用。

9. 配合農田永續利用

綠肥可減少化學肥料依賴、維持地力及降低環境污染，符合土壤保育與永續農業的目標。

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（二）各種綠肥作物的科別及適合種植時期

綠肥作物	科別	適合種植時期及說明
田菁	豆科 Fabaceae	夏季綠肥，喜高溫，通常於春末至夏季種植，約4月至8月較適宜。
滿江紅	槐葉蘋科 Azollaceae；現代分類常歸入槐葉蘋科或槐葉蘋科群	水生綠肥，適合在有水的水田中栽培，主要於秋冬至翌年春季利用，約10月至翌年3月；須避免高溫、乾旱及水位管理不良。
太陽麻	豆科 Fabaceae	夏季綠肥，喜溫暖及日照，通常於4月至8月種植，適合高溫季節。
苕子	豆科 Fabaceae	冬季綠肥，耐冷，通常於秋季播種，約9月至11月種植，翌年春季翻埋。
紫雲英	豆科 Fabaceae	冬季綠肥，適合水田及溫和冬季，約9月至11月播種，翌年春季翻埋。