114 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

114 年・高普考・高考二級・植物病蟲害防治
試題代碼 農業藥劑學研究

第 一 題20 分

植物生長調節劑巴克素(Paclobutrazol)使用於檬果及蓮霧的目的為何?說明其作用機制?此藥劑並無防除有害生物之作用,但卻屬於農藥管理之原因何在?

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核心觀念

本題考查巴克素(paclobutrazol)的果樹生長調節用途、生理作用機制,以及《農藥管理法》對「農藥」的法定定義。

「農藥」不只包括防除病、蟲、草等有害生物的藥劑。依命題當年(民國 114 年)《農藥管理法》第 5 條第 2 款,成品農藥也包括「用於調節農林作物生長或影響其生理作用者」。因此,巴克素雖無防除有害生物的作用,只要作為植物生長調節劑使用,仍屬農藥管理範圍。

解題方法

可依序掌握「用途 → 作用機制 → 法律分類」三個層次:

  1. 用途:控制營養生長。 檬果與蓮霧使用巴克素,主要是抑制新梢徒長,使樹勢較穩定,並有利於花芽形成與開花結果管理。
  2. 機制:抑制勃激素生合成。 巴克素抑制植物體內勃激素(gibberellin,GA)的合成,降低促進莖節伸長的訊號,因此新梢生長受抑。
  3. 法律分類:依調節生長的用途認定。 《農藥管理法》第 5 條第 2 款將調節作物生長或影響其生理作用的成品納入農藥定義;是否直接殺死或防除有害生物,並非唯一判準。

作物使用目的

  • 檬果: 抑制旺盛新梢徒長,減少營養生長過旺對花芽形成與開花結果的影響,協助調節樹勢及生產管理。
  • 蓮霧: 抑制大量抽生的新梢徒長,控制營養生長,配合產期調節與花芽形成管理。

兩者的共同目的可概括為:抑制新梢徒長、調節樹勢,並藉控制營養生長協助花芽形成及開花結果管理。

作用機制

巴克素屬三唑類植物生長調節劑,主要抑制植物體內勃激素(GA)生合成路徑中的氧化步驟,降低勃激素含量。

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第 二 題20 分

說明殺蟲劑芬普尼(Fipronil)與亞克瑞(Isocycloseram)的作用機制,並解釋亞克瑞對具芬普尼抗藥性之害蟲亦具有防治效果之原因。

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核心觀念

本題考查兩種殺蟲劑作用於昆蟲神經系統的方式,以及作用標的不同如何影響交互抗藥性。

芬普尼(fipronil)屬於苯基吡唑類,為 IRAC 第 2B 組,主要阻斷配體閘控氯離子通道。亞克瑞(isocycloseram)屬於異噁唑啉類,為 IRAC 第 30 組,是 GABA 閘控氯離子通道的異位調節劑。兩者都會干擾 GABA 調控的抑制性神經傳導,但其在受體上的作用位置不同。

解題方法

依序說明「藥劑類別與作用標的 → 對離子流與神經訊號的影響 → 抗藥性害蟲仍受亞克瑞防治的原因」,並指出交互抗藥性是否必然,取決於抗藥性機制是否影響兩種藥劑共用的生理標的。

作用機制

芬普尼:阻斷氯離子通道

芬普尼會阻斷昆蟲神經細胞上的 GABA 閘控氯離子通道,亦可作用於昆蟲的麩胺酸閘控氯離子通道。正常情況下,GABA 活化氯離子通道,使氯離子流動並抑制神經興奮;芬普尼阻斷通道後,氯離子通透受抑,神經抑制作用減弱,造成神經過度興奮、顫抖、麻痺,最後死亡。

亞克瑞:以不同作用位點調節 GABA 閘控氯離子通道

亞克瑞會作用於昆蟲 RDL 型 GABA 受體上的特定異位位置,抑制 GABA 閘控氯離子通道功能。通道受抑後,氯離子流動與神經抑制性傳導遭干擾,使神經系統異常興奮,導致麻痺及死亡。其作用位點與芬普尼及有機氯類藥劑不同,因此歸入 IRAC 第 30 組,而非芬普尼所屬的第 2B 組。

亞克瑞對芬普尼抗性害蟲仍有效的原因

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第 三 題20 分

由作用機制說明農藥氟派瑞(Fluopyram)可防治許多作物之根瘤線蟲及炭疽病真菌性病害,但對細菌性病害卻無效果的原因。

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核心觀念

本題考查氟派瑞(fluopyram)的作用機制,以及同一作用標的如何解釋其對根瘤線蟲與真菌有效、對細菌病害無效。

氟派瑞屬於琥珀酸去氫酶抑制劑(SDHI),作用於粒線體電子傳遞鏈的複合體 II。琥珀酸去氫酶(SDH)同時參與三羧酸循環與電子傳遞,將琥珀酸氧化為延胡索酸,並把電子傳給泛醌。氟派瑞抑制此酵素後,呼吸作用及能量生成受阻,ATP 供應不足。

解題方法

依序辨認三類生物是否具有氟派瑞可作用的標的,並說明抑制標的後造成的生理結果:

  1. **根瘤線蟲:**線蟲具有粒線體呼吸作用及 SDH。氟派瑞抑制其 SDH,使細胞能量生成下降,導致線蟲活動與侵染能力受抑制,因此可防治根瘤線蟲。
  2. **炭疽病真菌:**炭疽病病原是真菌,具有粒線體複合體 II 與 SDH。氟派瑞阻斷其呼吸鏈電子傳遞及能量生成,抑制孢子萌發、菌絲生長及病原侵染,因而具有防治效果。
  3. **細菌性病原:**細菌沒有粒線體;
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第 四 題20 分

施得圃(Pendimethalin)為旱田雜草萌前除草劑,可防治一年生闊葉雜草與禾本科雜草。除抑制雜草種子萌芽外,亦能抑制雜草幼苗的生長。說明其可作為萌前除草劑之作用機制及具有長效性的原因。

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核心觀念

本題考施得圃(pendimethalin)的作用機制,以及它為何能在土壤中維持較久的除草效果。施得圃屬二硝基苯胺類除草劑,為 HRAC/WSSA 第 3 組,作用點是抑制微管組裝。它主要由雜草萌芽時的幼根、幼芽吸收,抑制細胞分裂與幼苗伸長,因此能在雜草出土前或剛萌芽時發揮效果。

「萌前」是指雜草尚未出土時施藥;萌前除草劑可作用於萌芽種子及幼苗,並不表示藥劑只會抑制種子萌發。

解題方法

作答時分成兩部分:先交代藥劑如何阻止雜草萌芽後的生長,再說明藥劑在土壤中的殘留與有效性為何能延續一段時間。

  1. 作用機制:阻礙微管組裝

細胞分裂時,微管構成紡錘體,協助染色體分離;微管也參與細胞形狀維持與伸長。施得圃抑制微管形成,使細胞分裂受阻,並干擾幼苗細胞的正常伸長與分化。雜草種子萌芽後,胚根與胚芽生長點因此無法正常發育,幼苗生長停滯、畸形,最後死亡。

因為藥劑主要由萌芽種子的幼根、幼芽吸收,施藥後必須讓藥劑留在種子萌發及幼苗生長會經過的土層,才能有效防除雜草。

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第 五 題20 分

依農藥標準規格準則,說明下列兩個劑型代碼之劑型種類及定義:

⑴ CS

⑵ OD

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核心觀念

本題考查《農藥標準規格準則》第二條及其附表一「農藥劑型種類、代碼及定義」。作答時須辨認代碼所代表的劑型,並交代有效成分的存在型態、製劑的物理狀態及通常的使用方式。

本題涉及法規,以下以命題當年(民國 114 年)法規為準。

解題方法

依附表一逐一對照 CS、OD 的劑型名稱與定義。判讀時抓住兩項差異:CS 的有效成分包埋於膠囊微粒;OD 的有效成分則穩定懸浮在與水不相溶的液體中。

各劑型代碼說明

⑴ CS:膠囊懸著劑(Capsule suspension)

有效成分包埋於膠囊微粒,形成穩定懸浮液的液狀製劑,通常於使用前以水稀釋調配。

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