110 高普考普通考試 園藝 園藝學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查溫度對園藝作物影響的兩種作用：

1. 量的作用（quantitative effect）：溫度改變生理作用進行的速率或程度，影響呈連續性變化。
2. 質的作用（qualitative effect）：溫度誘導或決定作物發育階段的轉變，使作物產生性質上的改變，常具有臨界溫度或特定低溫需求。

簡言之：

• 量的作用回答「生理作用進行得多快、多少」。
• 質的作用回答「作物是否進入下一個發育階段、是否發生特定發育反應」。

---

一、溫度的量的作用

量的作用主要是溫度對作物各種生理反應速率的影響。一般在最低溫度與最適溫度之間，溫度升高會使酵素反應及生理作用加快；超過最適溫度後，因蛋白質變性、細胞膜受損或呼吸消耗增加，生理作用速率反而下降。

常見影響包括：

• 種子吸水、發芽及幼苗生長速率
• 根系吸收水分與礦物質的速率
• 光合作用速率
• 呼吸作用速率
• 蒸散作用速率
• 細胞分裂與細胞伸長
• 花、葉、果實的生長量與成熟速度

可用三基點溫度表示作物對溫度的反應：

• 最低溫度（minimum temperature）：低於此溫度時，生長或生理作用幾乎停止。
• 最適溫度（optimum temperature）：生理作用速率或生長量達到最大。
• 最高溫度（maximum temperature）：高於此溫度時，生理作用受到抑制，甚至造成熱害。

在適宜範圍內，生長速率常可用有效積溫表示：

$$\text{有效積溫}=\sum (T-T_b)$$

其中 $T$ 為每日平均溫度，$T_b$ 為生物學最低溫度。有效積溫越多，通常表示作物累積的生長量或發育進度越大，但此關係只適用於適宜溫度範圍內。

量的作用具有以下特徵：

• 反應通常是連續性的。
• 溫度變化主要表現在「速率」或「程度」的變化。
• 溫度降低時，生長通常變慢；溫度適宜時，生長加快。
• 不一定需要特殊的低溫或高溫處理即可發生。

例如，番茄在適宜範圍內，溫度提高可加快葉片展開、莖伸長及果實發育；溫度過高則會使呼吸作用加劇、光合作用下降，造成生長量減少。這些都是溫度對生理作用速率與生長量的影響，屬於量的作用。

---

二、溫度的質的作用

質的作用是指溫度不只是改變生長快慢，而是誘導作物由一種發育狀態轉變為另一種發育狀態，造成明顯的發育或形態差異。

常見例子如下：

1. 春化作用

許多二年生或冬性作物必須接受一定時間的低溫，才能由營養生長轉入生殖生長並正常抽薹、開花，稱為春化作用（vernalization）。

例如：

• 甘藍、芹菜、胡蘿蔔等作物經低溫後容易抽薹。
• 冬小麥需經低溫處理後才能正常開花。
• 有些球根或多年生園藝作物需低溫才能完成花芽分化或解除休眠。

此時低溫的功能不是單純使生長變慢，而是使植物獲得「開花能力」，因此屬於質的作用。

2. 休眠解除

許多芽、球根、鱗莖、塊莖及種子需要經過一定時間的低溫，才能解除休眠，恢復萌芽或正常生長。

例如：

• 馬鈴薯塊莖需適當處理以解除休眠。
• 蘋果、桃、梨等落葉果樹的芽需要一定低溫需求，翌年才能整齊萌芽。
• 郁金香、百合等球根作物的開花及萌芽，常受到低溫處理影響。

3. 花芽分化與開花

核心觀念

本題考查光環境對園藝作物生長與發育的影響，以及栽培上如何利用「遮光」與「人工補光」調節：

1. 光強度：影響光合作用、莖葉伸長、花芽分化、果實著色與日灼。
2. 光週期：即每日明暗時間比例，會影響短日、長日及日中性作物的開花。
3. 光質：不同波長對光合作用、向光性、莖伸長及花芽分化有不同作用。
4. 溫度與蒸散：遮光通常同時降低葉溫、介質溫度及蒸散速率。

因此，遮光不只是「減少光線」，人工補光也不只是「增加亮度」，兩者均可作為調節作物生長、開花與品質的栽培手段。

---

解題方法

作答時可分為兩部分：

• 先說明遮光的栽培目的，再舉一種作物。
• 再說明人工補光的栽培目的，再舉一種作物。

每一部分均應同時涵蓋「生理作用」與「實際栽培例」，並區分：

• 遮光：主要是降低過強光照、降溫、減少蒸散，或利用縮短自然日照時間調節開花。
• 人工補光：主要是彌補日照不足、延長有效日長、增加光合作用，或利用夜間短暫照光改變光週期。

---

一、遮光處理的目的與作物例

1. 降低過強光照，避免高溫與日灼

夏季或高日射環境下，光照過強會使葉溫升高、蒸散過度，並造成葉片、花瓣或果實日灼。遮光可降低到達葉面的輻射量，減少葉溫升高與水分散失，使作物維持較適宜的生長環境。

例如夏季栽培萵苣，可利用遮光網降低棚內溫度與葉面溫度，減少葉片萎凋、葉緣焦枯及抽苔現象，提高葉球品質。

2. 降低蒸散，減少水分逆境

遮光後葉片吸收的輻射能減少，葉溫通常下降，因而降低蒸散速率。在根系尚未發育完全的穴盤苗、扦插苗或移植苗階段，適度遮光可降低失水，提高成活率。

例如觀葉植物或蘭花幼苗在夏季可使用遮光網，以減少葉片失水及強光造成的葉傷害。

3. 調節光週期，控制開花期

遮光可縮短每日接受光照的時間，並可配合不透光材料進行「短日處理」或「黑暗處理」。短日作物在日照時間縮短、連續黑暗時間達到一定程度時，較容易進行花芽分化。

例如菊花為典型短日作物。秋季栽培時以黑布或遮光幕進行每日固定時間的遮光，使連續黑暗時間增加，可促進花芽分化並調節開花期。實務上必須注意黑暗期間不可漏光，否則可能降低短日處理效果。

4. 改善品質與外觀

適度遮光可控制莖葉伸長、葉色及花色，並降低部分作物因強光造成的粗硬、失水或品質下降。例如部分葉菜類在高溫季節採適度遮光，可使葉片較柔嫩，提升商品價值。

---

二、人工補光處理的目的與作物例

1. 彌補冬季或陰雨天日照不足

冬季日照時間短，或設施栽培受棚膜、建築物及連續陰雨影響時，天然光不足，作物可能無法維持正常光合作用。人工補光可增加每日有效受光量，使作物維持較佳的碳同化作用與乾物質累積。

例如番茄、甜椒等設施作物在冬季或高緯度地區，可使用植物生長燈補充光照，以提高光合作用、維持植株生長及果實發育。

核心觀念

健化（hardening）是指作物定植、移植或出圃前，透過逐步降低生長環境的優越程度，使幼苗或植株由溫室、苗床等保護環境，逐漸適應田間較強的日光、較大的日夜溫差、風力、水分變動及較低濕度，藉此提高其定植後的存活率與生長適應力。

本題主要考查三項內容：

1. 健化的定義。
2. 栽培上進行健化處理的目的。
3. 健化促進作物適應逆境的生理原理。

健化不是單純的「停止澆水」，而是依作物種類、苗齡及環境條件，採取漸進式、適度的環境鍛鍊。

---

解題方法

作答時可依「定義—目的—原理」三段式架構：

1. 先界定健化是定植前的馴化與鍛鍊。
2. 再說明健化可減少移植傷害、提高抗逆境能力及定植成活率。
3. 最後從水分、組織、根系、光合作用及生理調節等方面說明其作用機制。

此題屬申論說明題，重點不在列舉單一操作，而在於說明「為何要逐步降低保護條件，以及作物因此產生何種適應」。

---

一、健化的定義

健化是指在幼苗移植、定植或出圃前，有計畫地逐漸改變育苗環境，使植株適應露地栽培條件的處理。

常見做法包括：

• 逐漸減少灌水量或延長灌水間隔。
• 逐步增加日照，降低遮陰程度。
• 逐漸降低溫度，特別是夜間溫度。
• 增加通風，降低空氣濕度。
• 降低氮肥供應，避免植株徒長。
• 適度控制生長速度，使組織充實、莖部粗壯。
• 逐漸增加植株接受風力及田間環境變化的程度。

健化須在不造成嚴重萎凋、永久傷害或生長停滯的範圍內進行。若處理過度，會導致葉片傷害、根系受損、植株老化及定植後生長遲滯。

---

二、作物栽培常行健化處理之目的

1. 提高移植後的成活率

育苗場所通常具有較高的溫度、較高的相對濕度、較弱的風力及較穩定的水分供應。幼苗若直接移至露地，容易因蒸散突然增加而發生萎凋。

健化可使幼苗事先適應較強光照、較低濕度及水分供應變化，因此定植後較不易因水分失衡而死亡。

2. 減少移植休眠或移植傷害

移植時常會造成部分根系損傷，根系吸水能力暫時降低；但地上部仍持續蒸散，容易形成「吸水量小於蒸散量」的水分逆境。

健化後，植株的蒸散速率降低，莖葉組織較為充實，根冠比例較適當，可縮短移植後的萎凋期，減少移植休眠。

3. 抑制徒長，使植株健壯

育苗期間若溫度高、氮肥多、光照不足且水分充足，幼苗容易節間伸長、莖細弱、葉片柔嫩。此類幼苗移植後抗風、抗旱及抗高溫能力較差。

健化可抑制過度營養生長，使植株形成：

• 節間較短。
• 莖部較粗。
• 葉片較厚。
• 組織較緊密。
• 根系與地上部比例較適當。

因此有助於建立健壯的田間植株。

4. 增加抗旱能力

健化可使植株逐步適應水分供應減少的情形，降低對高水分環境的依賴。定植後即使土壤短期乾燥，植株也較能維持正常水分狀態。

5. 增加抗寒、抗熱及抗風能力

露地環境的溫度、風力及日照變化幅度較大。健化能使植株逐漸適應溫度變動、強光及機械性擾動，減少定植後因環境突變所造成的生理障礙。

6. 提高定植後的生長速度

健化適度時，雖然定植前的生長速度會稍微減慢，但定植後因根系及地上部較能適應環境，反而可迅速恢復生長，提早建立群體及進入正常生育階段。

---

三、健化作用的原理

1. 降低蒸散，改善水分平衡

植株移至露地後，常面臨強光、乾燥空氣及風力，蒸散作用增加。健化可使葉片形成較完整的表皮及角質層，並促使氣孔調節能力增強，使水分散失減少。

植株水分平衡可用下列概念表示：

$$\text{植株水分平衡}=\text{吸水量}-\text{蒸散失水量}$$

移植初期因根系受傷，吸水量下降；健化則可降低蒸散失水量，使水分收支較容易維持平衡。

2. 促進氣孔調節及滲透調節

核心觀念

本題考查「雌雄同株異花作物」的性別表現（sex expression）及其調節。

雌雄同株異花作物是指同一植株上，雌花與雄花分別著生於不同花朵，例如：

• 瓜類：黃瓜、南瓜、絲瓜、苦瓜、甜瓜。
• 玉米：雄花序為頂端穗狀花序，雌花序為葉腋的果穗。

此類作物的性別並非完全固定，而是受到遺傳背景、植株發育階段及環境條件共同影響。尤其在花芽分化及花器官發育初期，環境可改變雌花、雄花的比例，因此稱為性別表現的可塑性。

答題時應掌握三個層次：

1. 影響雌雄花形成的環境因子。
2. 環境因子如何改變雌雄花比例。
3. 生產上如何利用環境控制及植物生長調節劑調節性別。

解題方法

本題適合採「因子分類法」作答，依序說明：

1. 溫度。
2. 日長與光照。
3. 水分與空氣濕度。
4. 營養及碳氮比。
5. 二氧化碳濃度。
6. 植物生長調節物質。
7. 作物種類、品種、植株年齡及著花節位。

最後再將各因子轉化為實際栽培措施，說明如何促進雌花或雄花形成。

一、溫度

溫度是影響瓜類性別表現最重要的環境因子之一。

以黃瓜等瓜類為例：

• 較低溫度：通常促進雌花形成，使雌花數增加。
• 較高溫度：通常促進雄花形成，使雄花數增加。

高溫會使植株生長旺盛、節間伸長，並提高雄花比例；低溫則常使雌花較早形成。但溫度效果會受到品種、日長、光照及植株營養狀況影響，不能脫離作物種類作絕對化解釋。

栽培上可利用：

• 育苗或定植初期適度降低夜溫，促進雌花形成。
• 避免高溫、悶熱及根圈溫度過高，以免雄花比例增加。
• 夏季栽培利用遮陰、通風及降溫措施，維持適合的雌花發育環境。

二、日長與光照

1. 日長

多數瓜類在一般栽培條件下：

• 短日照有利於雌花形成。
• 長日照有利於雄花形成。

長日照常與高溫、旺盛營養生長同時出現，容易使植株偏向雄性表現。

2. 光照強度

光照不僅影響花的性別，也影響光合產物供應。

• 適度且穩定的光照，有利於正常花芽分化及雌花發育。
• 強光伴隨高溫，常使瓜類雄花比例增加。
• 過度遮陰會降低光合能力，使植株生長衰弱、花芽發育不良，並可能造成落花落果。

因此，不能將「光照越弱越能促進雌花」作為絕對原則；實際上應配合適溫及良好光合條件。

栽培上可透過遮陰、補光及調整栽培季節，控制日長與光照強度。

三、水分與空氣濕度

水分狀況會影響植株生長勢、礦物質吸收及花芽分化。

• 水分充足、土壤含水量適宜及空氣濕度較高：通常有利於雌花形成。
• 乾旱、缺水及空氣過度乾燥：容易使植株生長受抑，並提高雄花比例或造成雌花發育不良。

但水分過多會造成根部缺氧、病害及養分吸收障礙，同樣不利於正常開花。因此調節水分的原則是保持土壤濕潤而不積水。

實務上可採：

• 均勻灌溉，避免忽乾忽濕。
• 在花芽分化期維持適當土壤水分。
• 高溫乾燥時增加通風與噴霧降溫，但避免葉面長時間潮濕而誘發病害。

四、營養狀況與碳氮比

營養供應會改變植株的營養生長與生殖生長平衡。

1. 氮肥

• 氮肥過多：促進枝葉及莖蔓旺盛生長，常使瓜類偏向雄花表現。
• 氮肥適量或略低：在植株仍能維持正常生長的前提下，較有利於雌花形成。

氮肥過量也會造成節間伸長、葉片過大、開花延遲及結果率下降。

2. 磷、鉀及碳水化合物

適當的磷、鉀供應及充足的光合產物，有利於花芽分化、雌花發育及果實生長。一般可用「較高碳氮比」代表生殖生長較強，較有利於雌花及結果；「較低碳氮比」則偏向營養生長及雄花形成。

栽培上應避免單純追施速效氮肥，並依生育期調整氮、磷、鉀比例。

五、二氧化碳濃度

二氧化碳是光合作用的原料。適度提高設施內二氧化碳濃度，可增加光合產物，改善植株營養狀態，通常有助於瓜類雌花形成、坐果及果實發育。

但二氧化碳增施必須配合：

• 充足光照。
• 適當溫度。
• 正常水分及礦物質供應。