107 高普考高考二級 植物病蟲害防治 農業昆蟲學研究 考古題詳解
第 一 題20 分
請說明媒介昆蟲傳播植物病毒病之非持續性傳播(non-persistent transmission)與持續性傳播(persistent transmission)的方式?並舉例前述兩種傳播方式之媒介昆蟲各一種。
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核心觀念
本題評量考生對「媒介昆蟲與植物病毒交互作用機制」之理解程度。昆蟲媒介傳播植物病毒的分類系統主要依據病毒在蟲體內的存留時間(保毒期)、在蟲體內的移動路徑與繁殖與否,以及關鍵傳播參數進行劃分:
- 非持續性傳播(Non-persistent transmission,又稱外部型或口針型傳播 Stylet-borne / Non-circulative transmission):病毒僅吸附於口針或前腸表皮內壁,不進入血淋巴與唾液腺,不增殖,隨脫皮而失毒。
- 持續性傳播(Persistent transmission,又稱循環型傳播 Circulative transmission):病毒經消化道穿透腸壁進入血淋巴,再移行至唾液腺,經由唾液分泌完成傳播。此類傳播隨脫皮不失毒,可進一步細分為:
- 循環非增殖型(Circulative non-propagative):病毒在昆蟲體內循環但不在蟲體組織內複製增殖。
- 循環增殖型(Circulative propagative):病毒能在媒介昆蟲細胞與組織內增殖複製,部分種類具經卵傳遞(Transovarial transmission)特性。
- 關鍵傳播參數指標:
- 獲毒取食時間(Acquisition Access Period, AAP)
- 接種取食時間(Inoculation Access Period, IAP)
- 潛伏期(Latent Period, LP)
- 保毒期(Retention Period)
- 脫皮對保毒之影響(Retention through molting)
解題方法
申論題切入策略應採取「定義與作用機制說明 關鍵參數橫向比較 具體媒介昆蟲與病毒實例」的三段式架構:
- 分別闡述兩者機制:說明病毒在媒介昆蟲體內的微觀分布(物理吸附 vs. 循環穿透)、是否增殖及生理路徑。
- 對比關鍵時間參數:使用比較表格條列 AAP、IAP、潛伏期、保毒期及脫皮影響,展現結構化作答能力。
- 明確舉出代表性昆蟲與學名:非持續性首選刺吸式害蟲「蚜蟲」,持續性可選「葉蟬」、「飛蝨」或「粉蝨」,並註明其對應傳播之代表性病毒名稱。
試題剖析(面向分析)
本題為高階申論題,作答時應涵蓋以下核心面向:
1. 非持續性傳播方式之特性與機制
- 機制:媒介昆蟲(主要是蚜蟲)在植物表皮組織進行短暫的「試探性穿刺(probes)」時,病毒粒子黏附於口針尖端(stylet tip)或食物管(food canal)之角質層內壁表面。此過程純屬機械性吸附,病毒不進入體腔或血淋巴。
- 時程特性:
- 獲毒時間(AAP):極短,數秒至數分鐘即可完成。
- 潛伏期(LP):無潛伏期,獲毒後立即具備傳毒能力。
- 接種時間(IAP):極短,數秒至數分鐘即將病毒注入寄主細胞。
- 保毒時間:極短,數分鐘至數小時即失去傳毒活性。
- 生理特徵:因病毒僅附著於外胚層發育的角質表皮,媒介昆蟲一旦脫皮(molting)即完全喪失傳毒能力。
2. 持續性傳播方式之特性與機制
- 機制:媒介昆蟲深層取食植物維管束(尤其是韌皮部篩管)組織吸取病毒。病毒粒子經由中腸上皮細胞胞吞作用進入血淋巴,再隨血淋巴循環穿透副唾液腺或主唾液腺壁,蓄積於唾液腺中,待昆蟲再次取食分泌唾液時完成傳播。
- 時程特性:
- 獲毒時間(AAP):長,通常需數小時至數天。
- 潛伏期(LP):具顯著潛伏期,自攝入病毒至病毒移行至唾液腺具傳播力前,需歷經數小時、數天至數週。
- 接種時間(IAP):長,通常需數小時的深層取食。
第 二 題20 分
請說明竹煤煙病(sooty mold)的發生生態(含傳播途徑)與經濟重要性。
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核心觀念 本題為典型的「蟲病複合關係(Insect-Pathogen Association)」題型,評量考生在農業昆蟲學領域中,對半翅目(Hemiptera)刺吸式口器害蟲與真菌性病害之間生態互作的掌握程度。
- 煤煙病菌之本質:煤煙病(Sooty mold)病原菌(主要為子囊菌門之 Capnodium spp.、Meliola spp.、Scorias spp. 等)為表面附生性/腐生性真菌,並非直接侵入植物活體組織的絕對寄生菌;其定殖與繁衍完全依賴昆蟲排泄物提供碳水化合物與氮源。
- 共生與促進機制:刺吸式害蟲(竹蚜、竹介殼蟲、粉蝨等)吸食竹子篩管汁液後排出大量富含糖分之「蜜露(honeydew)」,為煤煙病菌之初始基質;伴隨螞蟻之護幼行為,加速蟲群擴散與病害蔓延。
- 被害生理學機制:菌絲層與分生孢子覆蓋竹葉與竹稈表面形成黑色黑粉層,阻礙光線吸收,造成光合作用受阻與氣孔蒸散失調。
解題方法 本題出現在「農業昆蟲學研究」試卷中,切忌僅以純植物病理學角度切入,作答架構應貫穿「以蟲誘病、以病害樹」的核心脈絡:
- 發生生態:剖析「寄主竹類-刺吸式害蟲-互利共生螞蟻-煤煙病菌」之四角互動關係,釐清能量與養分流向(篩管汁液 蜜露 黑色菌被)。
- 傳播途徑:涵蓋「病原菌散布方式(風雨、昆蟲被動攜帶)」與「誘發害蟲之擴散(初齡幼蟲爬行、有翅型蚜蟲遷移、螞蟻搬運)」。
- 促成環境:分析林分鬱閉度、通風不良與高溫高濕之微氣候因子。
- 經濟重要性:針對台灣竹產業結構,分別就「竹筍生產(食用)」、「竹材品質(工藝與建材)」及「竹林生態系延續性」分項評估經濟損失。
選項分析 本題為高考二級申論題,閱卷評分點與作答要件對照分析如下:
- 發生生態要點(配分約 35%):必須明確點出關鍵誘發害蟲分類群(如扁蚜類、粉介殼蟲類),不可泛稱「害蟲」;必須明確說明真菌係「腐生/附生於蜜露」而非「直接穿透活體組織寄生」。未點出蜜露或害蟲學名/俗名者,扣減實質分數。
- 傳播途徑要點(配分約 25%):需兼顧「病原孢子自身傳播」與「害蟲向量/共生螞蟻帶動之二次傳播」。若僅作答風雨傳播而遺漏蟲體媒介與螞蟻活動,無法取得高分。
- 經濟重要性要點(配分約 40%):需具體結合台灣主要經濟竹種(如綠竹、麻竹、桂竹、孟宗竹),從「生理抑制 產量銳減 竹材黑化貶值 防治成本墊高」層層推導,避免抽象空洞的描述。
解題技巧
- 審題關鍵點:在昆蟲學試卷考「病害」,答案重心至少有 以上必須落實於「昆蟲行為、生態與分泌物」。務必寫出指標害蟲(如竹莖扁蚜 Pseudoregma bambucicola、竹粉介殼蟲 Antonina pretiosa)。
- 答題結構化:使用三層標題(一、(一)、1.),將「發生生態」、「傳播途徑」、「經濟重要性」三項命題核心獨立立論,條理分明。
- 常見失分陷阱:
- 誤將煤煙病菌視為具有吸器(haustorium)直接侵入表皮寄生的病原菌。
- 遺漏螞蟻(蟻科 Formicidae)在維護害蟲族群與清理粉塵天敵上的關鍵助攻角色。
【答案】
一、竹煤煙病之發生生態
(一) 寄主、害蟲與病原菌之互作機制
- 蜜露依賴型腐生: 竹煤煙病(Sooty mold)之病原真菌(以子囊菌門之 Capnodium spp.、Meliola spp.、Scorias spp. 為主)本身並不侵入竹葉或竹稈之表皮組織吸取養分,屬於「表面
第 三 題20 分
請比較寄生與捕食性天敵的生物特性,並請寫出臺灣曾在 1983 至 1995 年,引進寄生與捕食性天敵防治害蟲(蟎)成功記錄的所屬天敵各二種。
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核心觀念
本題考查農業昆蟲學與生物防治學(Biological Control)中兩大天敵昆蟲類群的「生物學與生態學特性比較」,以及「臺灣天敵引進史(古典生物防治,Classical Biological Control)」的實務案例。核心觀念包括:
- 天敵類型定義與生活史特性:
- 寄生性天敵(Parasitoids / 擬寄生者):幼蟲期在單一寄主體內或體表取食並導致其死亡,成蟲為自由生活。
- 捕食性天敵(Predators / 捕食者):個體在發育期間與成蟲期均需捕食多個獵物個體以完成發育與繁殖,通常直接致死。
- 臺灣生物防治發展史(1983–1995 年): 此時期(民國 72 至 84 年)為臺灣農業試驗所(TARI)等機關大量針對果樹害蟲、外來入侵害蟲及抗藥性害蟎引進專一性天敵的關鍵時期,尤以柑桔木蝨、椰子心甲之寄生蜂引進,以及為解決抗藥性葉蟎問題自國外引進捕食蟎(植綏蟎科,Phytoseiidae)最具代表性。
解題方法
- 比較生物特性(系統性對比架構): 切入點應涵蓋昆蟲生命表及生態學上的六大關鍵維度:
- 完成單一個體發育所需之寄主/獵物數量
- 天敵與寄主/獵物之相對體型大小
- 寄主專一性(Host specificity / Diet breadth)
- 致死速度與致死必然性
- 自由生活階段與取食習性
- 族群增長潛能與搜尋能力(Numerical and Functional Response) 透過系統性對比表格結合內文論述,使閱卷官一目了然。
- 案例列舉(時空背景與防治對象鎖定): 針對題旨限定的 1983 至 1995 年,篩選文獻記載明確、野外定殖成功或具顯著防治效益之引進種:
- 寄生性天敵:選取防治椰子心甲的「椰心葉甲釉小蜂」(1983 年引進)及防治柑桔木蝨的「亮腹釉小蜂」(1983–1986 年引進)。
- 捕食性天敵:由題目提示「害蟲(蟎)」切入,選取防治二點葉蟎與神澤氏葉蟎成功的「智利小植綏蟎」(1983 年引進)及「法拉希斯新小綏蟎」(1984 年引進)。
選項分析
本題為國家考試之申論題(問答題),無選項。評閱採重點指標計分,評分結構與拆解如下:
- 特性比較部分(約佔 50–60%):若僅回答「吃一個與吃多個」將被大幅扣分;必須完整論述生活史階段(幼期寄生 vs. 全期捕食)、專一性(單食/寡食 vs. 寡食/多食)、體型對比與致死機制,展現昆蟲生態學專業度。
- 引進實例部分(約佔 40–50%):
- 判定合格標準:物種名稱(中文名與學名)、引進年代(介於 1983–1995 年間)、防治目標害蟲(蟎)名稱必須完全正確。
- 常見失分點:誤列 1909 年日治時期的澳洲瓢蟲或孟氏隱唇瓢蟲(年代不符);誤列本土原有之基徵草蛉或赤眼卵蜂(非此時期引進種);誤列 1998 年後引進之雙色爪盾介殼蚜小蜂(年代過晚)。
解題技巧
- 專有名詞辨析:寄生性天敵在昆蟲學規範中多屬「擬寄生(Parasitoid)」,作答時主動點明其「成蟲自由生活、幼蟲單一寄主且最終致死」之特性,可展現超越基礎生物學的公職應試深度。
- 題幹「害蟲(蟎)」關鍵線索:題目特別以括號標註「蟎」,即強烈提示捕食性天敵應優先列出引進史中最具突破性成就的「捕食蟎(植綏蟎)」,對應 1980 年代臺灣草莓、木瓜及茶樹葉蟎的生物防治高峰期。
- 記憶年代口訣:
- 1983 年:椰心葉甲釉小蜂(防椰心葉甲)、智利小植綏蟎(防葉蟎)——「83 年椰子智利」。
- 1984 年:法拉希斯新小綏蟎(防葉蟎)——「84 年法拉希斯」。
- 1983–1986 年:亮腹釉小蜂(防柑桔木蝨)——「83–86 年亮腹」。
【答案】
一、寄生性天敵與捕食性天敵之生物特性比較
| 比較項目 | 寄生性天敵(Parasitoids) | 捕食性天敵(Predators) |
|---|
第 四 題25 分
水稻為我國重要的糧食作物,欲從事完善的蟲害管理,必須先了解田間主要害蟲相的改變及其棲群動態。請寫出臺灣 1950 年以後迄今,水稻主要害蟲相演變的原因有哪些?
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核心觀念
本題測驗「農業生態系中害蟲相演替(Pest Succession)」與「害蟲棲群動態(Population Dynamics)」的綜合分析能力。考生必須掌握臺灣自 1950 年代「綠色革命」以降,歷經化學農藥普及、高產新品種推廣、肥水管理變革、農業機械化、耕作制度轉型至外來種入侵等歷史脈絡,精準剖析水稻害蟲由早期的「咀嚼式鑽蛀性害蟲(螟蟲類)」轉移為「刺吸式害蟲(飛蝨、葉蟬類)與食葉性害蟲(瘤野螟)」,乃至近年「外來入侵害蟲」的生態機制與驅動因子。
解題方法
本題屬高考二級研究層次的申論題,切入點應避免瑣碎條列,建議採取「歷史軌跡破題+多維度驅動因子深入剖析」的論述架構:
- 破題:簡述 1950 年代前後水稻主要害蟲相的質變歷程(螟蟲時代 飛蝨與捲葉蟲時代 外來入侵與新興害蟲)。
- 本論:從五大核心維度系統化歸納演變原因:
- 化學農藥的大量施用與天敵相破壞(化學與生態因子)
- 栽培制度、施肥與機械化革新(農藝栽培因子)
- 水稻品種更迭與寄主抗性消長(遺傳育種因子)
- 氣候變遷與大氣環流長程遷移(氣候環境因子)
- 國際貿易與外來種入侵(生物入侵因子)
- 結論:點出害蟲相演變對現代害蟲綜合管理(IPM)的啟示。
選項分析
本題為申論題,無選擇題選項。以下將本題評分標準必備的關鍵演變因果鏈進行要素拆解:
- 三化螟與二化螟式微之因:化學合成殺蟲劑(有機氯、有機磷劑)之全面推廣對三化螟(單食性、幼蟲生活史單純)產生毀滅性打擊;冬季休閒期翻耕與水旱輪作亦破壞其越冬寄主場所。
- 飛蝨、葉蟬與瘤野螟猖獗之因:廣效性殺蟲劑殲滅天敵(如擬環紋豹蛛);化學氮肥過量使植株繁茂幼嫩、游離胺基酸大增;密植創造高濕通風不良的微氣候;害蟲快速產生抗藥性並誘發再猖獗(Resurgence)。
- 褐飛蝨抗性生物型分化:推廣單一抗性基因品種後,對褐飛蝨族群施加強大天擇壓力,誘發毒性生物型(Biotype)轉移,使抗性品種喪失抗蟲性。
- 稻水象鼻蟲崛起:全球化貿易與物流頻繁引發外來種入侵,缺乏原生專一性天敵抑制,在春季育苗與插秧期造成普遍危害。
解題技巧
- 具體列舉昆蟲名稱與學名:答題時務必寫出指標性昆蟲(如三化螟、二化螟、褐飛蝨、白背飛蝨、黑尾葉蟬、瘤野螟、稻水象鼻蟲)及其重要天敵(如擬環紋豹蛛),展現研究所等級的專業度。
- 緊扣農業歷史里程碑:結合臺灣農業發展史(如 1950 年代推廣 DDT/巴拉松、1960~1970 年代綠色革命與高氮密植、臺農 67 號大面積栽種、機械育苗中心建立),證明因果關係並非憑空推論。
- 避免通病陷阱:
- 陷阱一:只寫「氣候變暖、農藥亂噴」等口語化常識,缺乏「微氣候改變」、「次要害蟲竄升」、「再猖獗」、「生物型(Biotype)演變」等昆蟲學專業機制。
- 陷阱二:忽略遷飛性害蟲(飛蝨類每年隨西南氣流自中南半島與華南長程遷入)之特性。
【答案】
臺灣自 1950 年代以降,水稻害蟲相發生劇烈變遷,由早期以三化螟(Scirpophaga incertulas)與二化螟(*Chilo suppres
第 五 題15 分
請寫出下列害蟲學名之中文名稱、分類地位及發生生態(含生活習性):
(一) Philus antennatus(Gyllenhal)
(二) Procontarinia mangicola(Shi)
(三) Ostrinia furnacalis(Guenee)
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題旨在評量考生對台灣重大農業害蟲之「拉丁學名辨識能力」、「昆蟲綱分類階元歸屬(目、科)」以及「田間生活史、棲所為害特徵與生態習性」的掌握度。公職高普考(特別是高考二級、三級)「農業昆蟲學研究」中,害蟲學名辨識為基礎且佔分極重的題型,考生必須能從學名精確對應其中文正名,並進一步鏈結其田間為害徵狀與生態防治弱點。
解題方法
解答物種鑑定與生態習性申論題,應採取「標準三段式結構」鋪陳:
- 中文名稱與分類階元:中文名稱必須使用農政單位(農業部農業試驗所、防檢署)之標準中文俗名;分類地位需至少精確至「目名」與「科名」(中文與拉丁學名並陳)。
- 寄主與危害特徵:指出主要經濟寄主作物、特定危害部位(如地下根部、嫩葉蟲癭、心葉及莖稈鑽蛀)。
- 生活習性與發生生態:依生活史各發育階段條列成蟲行為(日夜行性、趨光性、交尾產卵習性)、幼蟲食性與取食機制、化蛹場所(土中、組織內)、越冬態以及年發生世代數與盛發期。
選項分析(申論重點剖析)
本題為三組獨立之害蟲學名申論,各小題之採分關鍵與核心考點解析如下:
- (一) Philus antennatus(Gyllenhal)
- 考點焦點:本種為茶樹與柑橘、果樹上的重要地下害蟲「薄翅天牛」。天牛類多數為蛀幹害蟲,但薄翅天牛幼蟲專門蛀食地下「根部」,這是其生態上的關鍵鑑別點。
- 採分要件:必須點出成蟲夜間具強烈趨光性、幼蟲蛀食根部木質部及環食根頸、老熟幼蟲於土中築土室化蛹。
- (二) Procontarinia mangicola(Shi)
- 考點焦點:芒果嫩葉上的重大造癭害蟲「芒果癭蚋」(或稱芒果葉癭蚋)。
- 採分要件:必須寫出成蟲產卵於幼嫩葉片、幼蟲刺激植物組織異常增生形成隆起「蟲癭(葉癭)」、老熟幼蟲破癭而出具有彈跳能力並「落土化蛹」之生活習性。
- (三) Ostrinia furnacalis(Guenée)
- 考點焦點:雜糧作物(玉米、高粱)頭號害蟲「亞洲玉米螟」。
- 採分要件:分類地位近年國際與國內權威分類已將其自螟蛾科(Pyralidae)劃入「草螟科(Crambidae)」,答題時應以草螟科為主。生態習性必須分述初齡幼蟲取食心葉造成「排孔狀食痕」、老齡幼蟲「鑽蛀莖稈與果穗」、幼蟲在被害莖稈內化蛹並以老熟幼蟲於莖稈內越冬。
解題技巧
- 學名詞根辨別法:
- Philus 屬名源自希臘文,具有長觸角之天牛特徵;antennatus 即指觸角發達。
- Procontarinia 屬名具 Contarinia(癭蚋常見屬)字根,種小名 mangicola 即「居住於芒果(Mangifera)者」,可迅速鎖定為芒果癭蚋。
- Ostrinia 為經典螟蛾屬,亞洲分佈之 furnacalis 專指亞洲玉米螟(歐洲玉米螟則為 O. nubilalis)。
- 分類變更防雷指引:
- 早期教科書將玉米螟列於螟蛾科(Pyralidae),但現代分類系統已普遍採納草螟科(Crambidae)。答題時標註「草螟科(Crambidae)〔早期分類歸屬於螟蛾科(Pyralidae)草螟亞科〕」,既符合最新分類標準,又能兼顧傳統閱卷標準。
- 生態習性答題公式:
- 寄主範圍 產卵位置 幼蟲為害方式及徵狀 老熟化蛹場所 世代與越冬方式。依此固定順序作答,版面層次井然且絕無遺漏。