113 高普考高考二級 農業技術 高等作物學 考古題詳解

核心觀念

本題考查臺灣油芒的作物性狀，並要求說明這些性狀如何在氣候變遷下轉化為糧食與產業發展潛力。作答宜由「逆境適應性、栽培需求、營養與利用、原鄉文化價值」四個面向，連結到氣候韌性與糧食安全。

臺灣油芒（Spodiopogon formosanus）是禾本科作物，也是臺灣原住民族傳統食用穀物。它的特色不只在於能在逆境環境生長，也在於具備食用價值與文化傳承意義。

解題方法

先列出油芒可辨識的特殊性狀，再逐一說明對氣候變遷的效益：耐旱、耐寒、耐鹽及耐貧瘠，有助於在乾旱、低溫、土壤鹽化及低肥力環境維持生產；抗病蟲害及競爭力強，可降低栽培管理需求；營養價值與在地文化則支持多元食品開發及部落產業發展。

特殊性狀與開發潛力

一、耐旱、耐寒、耐鹽，適應逆境能力佳 臺灣油芒具耐旱、耐寒與耐鹽化特性，且可適應貧瘠土地。面對降雨不穩、乾旱缺水、低溫或土壤鹽化等氣候及環境壓力，具有作為替代或補充糧食作物的潛力，可降低糧食生產過度依賴少數作物的風險。

二、耐貧瘠、需水與肥培投入較低 油芒能在缺乏水資源、土壤肥力較低的環境生長，較適合旱作或資源有限地區栽培。若配合適地適種，可節省灌溉與肥培投入，並增加邊際土地的利用機會。

核心觀念

本題考查將光譜感測、智慧農業與機器學習整合為田間決策流程，依作物生長狀態調整栽培、施肥、灌排水與病蟲害防治。核心不是單靠影像辨認作物狀況，而是把感測資料轉換成可執行的管理建議，再以田間結果修正決策。

光譜分析是量測作物、土壤或水體在不同波長下的反射、吸收或放射特性。可見光、多光譜與高光譜感測器可取得葉色、植生及生理狀態資訊；熱影像可協助掌握冠層溫度與水分逆境。常用植生指數包括正規化差異植生指數：

其中 $R_{\mathrm{NIR}}$ 為近紅外光反射率，$R_{\mathrm{red}}$ 為紅光反射率。NDVI 可反映植生覆蓋與活力，但會受作物種類、生育期、冠層密度及土壤背景影響，不能直接視為產量或單一養分含量。

智慧農業則是運用感測器、無人機、衛星、物聯網、定位與自動化設備，持續蒐集田間資料並支援管理。機器學習透過已標記的田間資料，建立光譜特徵與作物性狀或管理結果之間的模型，常見方法包括迴歸、隨機森林、支持向量機及神經網路。實務上應以地面調查、土壤與植體分析、氣象資料及產量紀錄校正模型。

解題方法

作答可依「感測與資料整合 → 模型判讀 → 分區決策 → 精準執行 → 成效回饋」鋪陳，再分別說明栽培施肥、灌排水及病蟲害管理。這個架構能同時交代技術如何運作，以及如何落實於田間。

一、建立感測與分析流程

1. 蒐集資料：以衛星或無人機取得田區光譜、影像及熱影像；以地面感測器量測土壤水分、電導度、溫度及養分，以氣象站記錄降雨、溫濕度與日照。另記錄品種、播種日期、生育期、施肥灌溉操作及病蟲害調查結果。
2. 前處理與定位：校正感測器與光照差異，去除雲影、裸土及非作物背景，並將影像、土壤及作物調查資料對應至相同田區或管理網格。
3. 建立模型：以地面測值作為標籤，選用光譜波段、植生指數、冠層溫度、土壤水分及氣象等特徵，訓練模型估計生育狀態、養分或水分逆境、病蟲害風險及產量。模型需以不同田區或季節的資料驗證，並依新資料持續更新。
4. 產生管理處方：將模型結果製成田區分布圖，標示缺肥、缺水、積水或病蟲害熱點，進而訂定分區管理措施；由施肥機、灌溉控制器或植保設備依定位執行，並回收作業及作物反應資料。

二、應用於作物栽培與施肥管理

核心觀念

玉米根系分布深廣，生育期需水、需肥量大；整地栽培的重點是先建立適合根系伸展與排水的田間環境，再配合適期播種、合理密度、分期施肥及關鍵生育期水分管理。整地方式須依土壤質地與排水條件調整。

解題方法：依作業時序說明

1. 選地與整地 選擇日照充足、土層深厚、灌排水方便的田區。於土壤適度濕潤時耕犁、碎土、整平；玉米根系較深，耕犁宜深，以利根系發育。可在整地前施入堆肥或基肥。排水良好的砂質壤土可採不整地栽培；排水較差的黏質土宜作畦或起壟，以避免積水。

2. 適期播種與合理密植 臺灣玉米多採春作、秋作，實際播種期依地區氣候調整。一般飼料玉米常以機械播種，每穴一粒；常用行株距約為 $75 \times 18\text{–}24$ 公分，密度約每公頃 55,000 至 77,000 株，並依品種耐密植性及田區肥力調整。人工播種每穴多播數粒，待幼苗長至約 15 至 20 公分時間苗，每穴留一株。

3. 基肥與追肥 玉米需肥以氮素較重要，磷、鉀亦須充分供應。一般施肥可按土壤肥力及地方推薦量調整；參考施用量約為每公頃氮素 120 至 160 公斤、磷酐 60 至 90 公斤、氧化鉀 50 至 80 公斤。基肥可在整地前或播種時施用；追肥於生育期間分次施用，常安排在播種後約 25 至 30 天及 45 至 50 天。追肥應施於植株旁，避免肥料直接接觸莖基或根部，並可配合中耕培土覆土。

4. 中耕除草與培土 生育期間進行約兩次中耕除草，減少雜草競爭，並將土壤培於植株基部以固定植株。中耕不宜過深，以免傷根；培土可與追肥配合進行。

5. 灌溉與排水 幼苗期須避免乾旱及淹水；抽雄、吐絲及開花授粉期間對水分較敏感，缺水會影響授粉與結實，應視降雨補充灌溉。雨季則須保持排水暢通，避免田間積水造成根部缺氧、植株黃化或生育受阻。

6. 病蟲草害管理與適時收穫 定期巡田，依病蟲草害發生情形採取適當防治，並遵守農藥使用規定。籽粒玉米應在籽粒成熟、含水量降至適當程度後收穫及乾燥；青割玉米則依用途在適當生育階段收割。

解題技巧

可用「整地播種—肥培—中耕培土—水分管理—收穫」作答。若列出施肥量或行株距，須說明會依土壤、品種、栽培用途及地方推薦調整；不可把單一數值寫成所有田區的固定標準。

（二）硬質玉米的農藝性狀與用途

核心觀念

硬質玉米（flint corn）的主要特徵是籽粒外層及胚乳較堅硬，胚乳質地緻密。答題宜分成「栽培上的優點」與「籽粒、植株的用途」兩部分，並避免把硬質玉米的特性誤寫成所有品種均有相同程度的抗逆性或品質。

解題方法：先列性狀，再連結用途

• 籽粒硬度高、胚乳緻密：成熟籽粒較耐運輸與處理，適合乾燥儲藏及加工，可作玉米粉、玉米糝、澱粉等原料。
• 籽粒含澱粉，且可作穀物原料：可供飼料加工，也可供食品加工及工業利用。
• 適合機械化栽培與收穫：商業栽培品種常具較整齊的成熟性與穗部性狀，便於機械播種、田間管理及收穫；具體表現仍視品種而異。

核心觀念

本題考查的是水稻與玉米輪作、夏季豆科綠肥插入輪作，以及免耕或保育耕犁下的作物銜接。田菁是夏季豆科綠肥，能增加地上部有機物與土壤氮素；將它安排在一期水稻收穫後、秋冬玉米播種前，可利用夏季高溫與雨水快速生長，並以覆蓋地表、減少雜草和保護土壤的方式支援後作。

嘉南平原可採用以下循環：

一期水稻 → 田菁綠肥 → 秋冬硬質玉米 → 一期水稻。

這種安排讓田菁利用水稻與玉米之間的夏季空檔，玉米則利用秋冬較適合旱作的季節。田菁適期刈割後，就地覆蓋或淺層處理，可減少整地成本，也保留覆蓋物對土壤的保護效果。

解題方法與栽培流程

以下以嘉南平原常見的「一期稻、秋冬玉米」輪作為例，生育日數依品種、播期與田間條件略有差異。

1. 田菁播種：利用一期稻收穫前的空檔

田菁種子可在一期水稻收穫前約 3–5 日撒播於稻株行間。播得太早，幼苗容易受到水稻植株遮蔭及田間管理影響；播得太晚，則會浪費水稻收穫後的生長時間。

水稻收穫時，將切碎稻草留在田面，形成覆蓋層。田菁發芽後利用夏季高溫、日照與降雨生長，約 50–60 日可作為夏季綠肥。田菁幼苗初期生長較慢，田間應注意雜草競爭及田面水分，避免積水過久或完全乾旱。

2. 田菁處理：抓住木質化前的時機

田菁生長旺盛時應刈割、壓倒或切碎，將植體留在田面。時間以尚未木質化、植體柔嫩且覆蓋量足夠為原則。過晚處理會使莖部變硬，增加切碎與播種作業困難，也會延緩殘體腐解。

免耕或保育耕犁下，田菁殘體不必全面翻入土中，可留在表面作覆蓋。若殘體過厚妨礙播種，可清出窄幅播種帶，或僅在播種行局部淺耕。

3. 秋冬玉米播種：利用綠肥覆蓋與輪作效益

田菁處理後，在9 月左右播種硬質玉米。玉米生育日數約 106–130 日，視品種與播期而定，通常可在翌年 1–2 月收穫。