112 高普考高考二級 植物病蟲害防治 農業藥劑學研究 考古題詳解
第 一 題20 分
關於抗藥性管理策略最常提到農藥混用和輪用兩種方法:
(一)請說明兩種方法的優缺點以及田間操作上要注意的細節。
(二)在近幾年新登記的藥劑中有許多混劑,請說明廠商為何傾向登記混劑?另外請寫出滅芬諾特、福賽亞汰、平速比拉芬這 3 種混劑分別被登記用於防治哪種作物害物,以及它們各自的作用機制。
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核心觀念
本題考查抗藥性管理的兩種施藥策略:混用與輪用。混用是同一施藥時點同時使用兩種以上有效成分;輪用則是在不同施藥時點,依序使用不同作用機制的藥劑。判斷兩者是否有助延緩抗藥性,關鍵在於:藥劑是否具有不同作用機制、是否對目標害物都有效,以及害物是否會同時暴露於足量藥劑。
「不同有效成分」不必然代表「不同作用機制」;同一作用機制的不同藥劑,仍可能有交互抗性。抗藥性管理也不能只靠換藥,還要配合適當用藥時機、施藥次數、劑量與非化學防治。
解題方法
先比較混用與輪用的作用方式、效益及限制,再整理田間操作條件。第二部分則依各混劑的有效成分,分別連結其登記防治對象與作用機制。登記範圍應依題目命題時已核准的作物與害物回答,不能把未登記的防治對象當成核准用途。
(一)混用與輪用的優缺點及操作注意事項
1. 混用
優點
- 若兩種有效成分作用機制不同、對目標害物均具有效防效,害物須同時具備多種抗性才能存活,可降低單一抗性個體被選汰後大量繁殖的機會。
- 可同時防治同一作物上的不同害物,或擴大防治範圍,減少施藥趟次。
- 不同藥劑若具有互補效果,可提高防治穩定性;在適當條件下,也能降低單一藥劑的選汰壓力。
缺點與限制
- 若其中一種成分對目標害物無效、劑量不足或殘效明顯較短,害物實際上仍是由另一種成分單獨承受選汰壓力,混用不一定能延緩抗藥性。
- 兩種成分可能發生拮抗、藥害、物理不相容或增加非目標生物與環境風險。
- 若混用後防治效果看似良好,容易造成過度依賴化學防治;若不考慮作用機制,還可能同時選汰多種抗性。
- 未經核准的自行混配,可能違反產品標示或造成作物藥害與殘留風險。
田間操作要點
- 優先使用已登記的混劑,並依標示作物、害物、用量、施藥時期及安全採收期使用。
- 確認各成分對目標害物都有效,且作用機制不同;不以「成分不同」直接推定能降低抗藥性。
- 成分應以各自足以達到有效防治的劑量使用,不可為節省成本任意減量。
- 確認兩種成分的作用期與殘效相近,並注意混配相容性、氣候條件、作物生育期及藥害風險。
- 混用仍須控制施藥次數,並搭配田間衛生、抗病蟲品種、栽培管理或其他非化學方法。
2. 輪用
優點
- 不同施藥時段輪替不同作用機制,可降低害物連續暴露於同一作用點的機會,減緩單一抗性基因逐代累積。
- 可在不適合混用、或各藥劑殘效與使用時機不同時,安排分期防治。
- 便於依害物生活史、作物生育期與病蟲害發生情形調整防治策略。
缺點與限制
- 若輪替的藥劑作用機制相同或存在交互抗性,輪用效果有限。
- 輪替間隔太短、只在藥名間更換,仍可能造成同一作用機制連續使用。
- 若害物世代重疊或藥劑殘效長,上一種藥劑的選汰壓力可能延續到下一次施藥,削弱輪用效益。
- 輪用無法挽回已高度抗藥的族群,也不能取代正確劑量與適時防治。
田間操作要點
- 依作用機制分類碼安排輪替,不只看商品名或有效成分名稱。
- 將一次施藥或一段防治期視為一個作用機制使用區段,下一區段改用不同作用機制;避免在同一害物世代內反覆使用同一機制。
- 參照害物世代長度、藥劑殘效與標示限制安排輪替順序。
第 二 題20 分
自從秋行軍蟲入侵臺灣後,農業部動植物防疫檢疫署已在哪 12 種作物上公告緊急防治用藥?同時說明諾伐隆、賜諾特、氟大滅、護賽寧、撲滅松、蘇力菌等 6 種緊急防治藥劑的 IRAC 分類代號,以及各自的殺蟲作用機制。
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核心觀念
本題考兩部分:民國 112 年時,防檢署已公告秋行軍蟲緊急防治用藥的作物種類;以及六種指定藥劑的 IRAC 作用機制分類。
IRAC 分類依殺蟲劑作用的生理靶點或作用方式分組,可用於抗藥性管理。輪用藥劑時,應依 IRAC 作用機制代號判斷是否屬於不同組別;藥劑商品名相同、有效成分不同,或商品名不同、作用機制相同,都不能只靠名稱判斷。
解題方法
先依命題當年防檢署公告的作物清單整理出 12 種作物,再將題目列出的藥劑普通名對照 IRAC 作用機制分類。作答時應把「作物名單」與「藥劑分類及機制」分開列示,避免將公告作物的全部用藥誤認為題目所問的六種藥劑。
本題屬公告資料與作用機制分類的記憶題,沒有計算;答題重點是作物數量完整、藥劑代號正確,並以靶點或生理作用說明各機制。
公告的 12 種作物
截至民國 112 年,已公告秋行軍蟲緊急防治用藥的作物為:
玉米、高粱、百慕達草、薏苡、小米、狼尾草、薑、落花生、水稻、番石榴、紅龍果、甘蔗。
六種藥劑的 IRAC 分類與作用機制
| 藥劑 | IRAC 分類 | 殺蟲作用機制 |
|---|---|---|
| 諾伐隆(novaluron) | 15 | 抑制影響幾丁質合成酶 CHS1 的幾丁質生合成。昆蟲蛻皮時無法正常形成新表皮,造成發育及蛻皮障礙。 |
| 賜諾特(spinetoram) | 5 | 菸鹼型乙醯膽鹼受體(nAChR)異位調節劑。干擾神經傳導,使昆蟲神經過度興奮,進而麻痺、死亡。 |
第 三 題20 分
當有害生物接觸到農藥時,可藉由各種不同的解毒途徑以免於毒害,此稱為抗藥性機制,請說明其分類和作用方式。
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核心觀念
本題考查有害生物如何降低農藥造成的毒害,重點是依作用位置與生理過程分類抗藥性機制。抗藥性通常指有害生物族群對農藥敏感性下降,使農藥依標示正常使用時,防治效果低於預期;它是族群中可遺傳性狀經農藥選汰後增加的結果。
解題時可將抗藥性分成兩大類:
- 標的作用位點抗性(target-site resistance):農藥已進入有害生物體內,但作用標的改變或受體量增加,導致農藥難以發揮作用。
- 非標的作用位點抗性(non-target-site resistance):藉由降低農藥進入或到達標的的量、加速農藥排除或解毒,或改變生理行為來減少毒害。
解題方法:依農藥從接觸到作用的過程分類
可沿著「接觸/進入 → 體內運輸 → 代謝處理 → 與作用標的結合 → 生理行為」逐步說明,並指出每一步如何降低農藥的有效濃度或效果。
一、標的作用位點抗性
-
標的位點改變 作用標的基因發生突變,使標的蛋白質或酵素結構改變,農藥與標的的親和力下降,因而無法有效抑制標的功能。例如某些殺蟲劑抗性與神經傳導相關標的的改變有關。
-
標的位點增量或過量表現 標的蛋白質或酵素的數量增加,農藥即使仍可結合部分標的,也不足以抑制全部作用位點,造成抗性。
二、非標的作用位點抗性
- 代謝解毒增強 有害生物提高解毒酵素的數量或活性,將農藥分解、轉化成毒性較低或無毒的物質,或加速排出體外。常見相關酵素包括細胞色素 P450 單加氧酶、酯酶及麩胱甘肽轉移酶。解毒酵素作用範圍較廣時,可能同時影響多種不同作用機制的農藥。
第 四 題20 分
農業部動植物防疫檢疫署於 112 年 6 月 1 日正式公告通過的新登記於水稻的除草劑有哪兩種?請寫出這些藥劑的中文普通名稱、各自的除草劑抗藥性行動委員會(HRAC)的作用機制與代碼,並說明這兩種藥劑的施用方法、施用時期與防治害物種類的異同。
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核心觀念
本題考查新登記農藥的辨識,以及依標示比較藥劑的作用機制、施用方式、施用時期和防治對象。除草劑的 HRAC 代碼依作用機制分類;代碼相同表示作用標的相同,不代表藥劑的防治範圍完全相同。
本題以命題當年(民國 112 年)公告的藥劑使用方法及範圍為準。
解題方法
先以公告日期鎖定新登記藥劑,再按各藥劑的登記標示整理施用條件及防治對象。民國 112 年 6 月 1 日公告的兩種藥劑為普速隆與艾繁草。
| 項目 | 普速隆 | 艾繁草 |
|---|---|---|
| 英文普通名稱 | propyrisulfuron | ipfencarbazone |
| 劑型與含量 | 100 g/L 水懸劑(SC) | 2.5% 粒劑(GR) |
| HRAC 作用機制與代碼 | 抑制乙醯乳酸合成酶(ALS),HRAC 2 | 抑制長鏈脂肪酸合成相關的極長鏈脂肪酸延長酶(VLCFA elongase),HRAC 15 |
| 每公頃用量 | 0.65 公升,稀釋 1,000 倍 | 10 公斤 |
| 施用方法與時期 | 插秧後 5–10 天,或雜草 2–3 葉前,均勻噴施田面 | 插秧後 5–10 天,或雜草 2–3 葉前,均勻撒佈田面 |
| 水分管理 | 施藥前排水;施藥後保持水深 3–5 公分、積水 3–7 天 | 施藥後保持水深 3–5 公分、積水 3–7 天 |
| 防治對象 | 移植本田雜草;標示列有稗草、螢藺、鴨舌草、印度豬母乳、球花蒿草、野茨菰、雲林莞草、牛毛氈等水田雜草 | 移植本田雜草;標示列有稗草、千金子、球花蒿草、鴨舌草、莎草、母草等水田雜草 |
異同分析
第 五 題20 分
蘇力菌是目前臺灣市售商品種類最多的一類資材:
(一)商品中包括 4 種劑型(WP、WG、GR、SC),請寫出這 4 種劑型的中文及英文全名。
(二)國內的蘇力菌商品有 和 兩種力價單位,請說明兩者各自的意義為何?另外請以 為例,說明檢驗蘇力菌商品中殺蟲活性的流程。
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核心觀念
本題考兩部分:農藥劑型名稱,以及蘇力菌商品「力價」的生物檢定。力價是以標準蘇力菌為基準,利用特定供試昆蟲的死亡反應比較產品殺蟲活性的表示方式;不同力價單位採用不同標準系統與供試昆蟲,數值不可直接互換。
(一)四種劑型
| 代號 | 中文名稱 | 英文全名 |
|---|---|---|
| WP | 可濕性粉劑 | Wettable Powder |
| WG | 水分散性粒劑 | Water Dispersible Granule |
| GR | 粒劑 | Granule |
| SC | 水懸劑 | Suspension Concentrate |
(二)力價單位與 DBMU/mg 檢驗流程
1. DBMU/mg 與 IU/mg 的意義
- DBMU/mg:Dulmage Bioassay Unit per milligram,表示每毫克產品所具有的相對殺蟲活性單位。依我國檢驗方法,以小菜蛾三齡初幼蟲為供試昆蟲,測定產品與標準劑的半數致死濃度(LC₅₀)後換算力價。
- IU/mg:International Unit per milligram,表示每毫克產品所具有的國際單位力價。依我國檢驗方法,以擬尺蠖二齡幼蟲為供試昆蟲,與相應標準劑比較後換算力價。
兩種單位都是透過生物檢定表達殺蟲活性,但供試昆蟲及標準劑系統不同,因此不可只憑數字大小直接比較或換算。
2. DBMU/mg 殺蟲活性檢驗流程
依「蘇力菌(Bacillus thuringiensis)農藥有效成分檢驗方法」,以小菜蛾人工飼料餵食法進行:
-
準備標準劑、檢體與供試昆蟲 標準劑力價須達 以上。檢體取樣三次;供試昆蟲為健康、大小一致的小菜蛾三齡初幼蟲。
-
配製標準液與檢液 標準劑及檢體分別以無菌水懸浮、均質,再配製成至少六個連續濃度梯度。另以無菌水作對照組。