112 高普考高考三級 園藝 園藝學原理 考古題詳解
第 一 題25 分
請說明與 apical dominance 有關之植物荷爾蒙及其應用方向。
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核心觀念
**頂芽優勢(apical dominance)**是指枝條頂端的頂芽或生長點持續生長,抑制其下方腋芽萌發與側枝生長的現象。此機制有助於植物維持主軸生長;摘除頂芽後,抑制減弱,腋芽便較容易萌發。
本題重點是說明調控頂芽優勢的植物荷爾蒙,並連結到園藝上的株型調整與栽培應用。主要涉及:
- 生長素(auxin):由頂芽及幼葉產生,沿莖向基部運輸,是頂芽抑制腋芽的重要訊號。
- 細胞分裂素(cytokinin):促進腋芽萌發與細胞分裂,作用方向通常與生長素相反。
- 獨腳金內酯(strigolactone):由根及地上部產生,受生長素等訊號調控,可抑制腋芽生長、減少分枝。
- 其他調節訊號:糖類供應、赤霉素及脫落酸等也會影響芽的生長;現代觀點將頂芽優勢視為多種訊號共同調控的結果。
解題方法
作答可依「現象定義 → 荷爾蒙作用 → 園藝應用」三段組織。
1. 說明生長素的作用
頂芽與幼葉產生的生長素向莖基部運輸,通常不直接進入腋芽,而是透過莖部的訊號與生理作用,降低腋芽萌發的機會。其作用包括影響腋芽對生長訊號的反應,並促進獨腳金內酯相關抑芽訊號。
摘除頂芽後,頂端生長素來源減少,莖部抑制訊號隨之降低;腋芽得到較多生長機會,側枝數量增加。這也說明為何在去頂植株切口外施生長素,常可部分恢復對側芽的抑制。
2. 說明細胞分裂素與獨腳金內酯的調節
細胞分裂素可促進腋芽細胞分裂及芽體生長;摘心後,腋芽附近的細胞分裂素作用通常較有利於芽萌發。園藝上施用細胞分裂素類生長調節劑,可促進側芽發育、增加分枝。
第 二 題25 分
請說明植物之光週效應及其於園藝產業上的應用。
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核心觀念
植物的光週效應,是植物感受每日明期與暗期的長短及其連續性,進而調節開花等生長發育反應的現象。這種反應稱為光週性(photoperiodism)。園藝上最重要的應用是調節花期,使作物依市場需求提早、延後或集中開花。
植物主要感受的是暗期長短,尤其是暗期是否連續;實際感光部位多為葉片。葉片受光週刺激後會形成開花訊號,經韌皮部傳至莖頂分生組織,促使其由營養生長轉為生殖生長。光週效應受植物種類、品種、溫度與植株成熟度等因素影響。
依開花對日長的反應,可分為:
- 短日植物:暗期須長於某一臨界長度,且通常須連續,才會開花;也可理解為日長短於臨界日長時較易開花。例如菊花、一品紅、秋海棠。
- 長日植物:暗期短於某一臨界長度時較易開花。例如金魚草、矮牽牛、滿天星。
- 日中性植物:開花對日長不敏感,主要受植株成熟度、溫度等因素影響。例如番茄、黃瓜。
短日植物與長日植物有時也依反應強弱區分為絕對型與相對型:絕對型對特定光週條件依賴較強;相對型則在適宜光週下開花較快或較整齊,但其他條件下仍可能開花。
解題方法
本題為申論題,宜採「定義與原理 → 類型 → 園藝應用 → 操作注意事項」的架構作答。先說明植物如何感受日夜長短,再分類光週反應,最後連結到生產上如何透過人工控制光暗週期調節花期。
判斷補光或遮光方向時,抓住「短日植物要有足夠長而連續的暗期;長日植物要縮短暗期或延長明期」即可。暗期中的短暫光照會中斷暗期,對兩類植物的反應方向通常與單純延長明期相同。
園藝產業上的應用
第 三 題25 分
請說明不適溫度對植物生長之影響及改善的園藝技術。
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核心觀念
植物生長有適溫範圍,且不同種類、生育階段及器官的需求各異。低於或高於適溫,會使生理作用失衡;若溫度超出植物可忍受範圍,則可能造成不可逆傷害,甚至死亡。溫度影響可分為低溫障礙與高溫障礙,作答時宜分別說明其生理影響,再配對列出園藝改善技術。
不適溫度對植物生長的影響
一、低溫障礙
低溫會降低酵素活性及細胞膜流動性,使光合作用、呼吸作用、養分吸收與水分運輸減慢,生長停滯、發育延遲。不同植物的耐寒性不同,需區分冷害與凍害:
- 冷害:不耐寒植物在冰點以上的低溫下受害。細胞膜受損、膜透性增加,可能出現葉片黃化或褐化、萎凋、落葉、幼苗生長不良,以及花器或果實品質下降。
- 凍害:組織溫度降至冰點以下,細胞外結冰會造成細胞脫水;若細胞內結冰,則可直接破壞細胞結構。受害部位可能呈水浸狀、褐變、壞死,嚴重時枝條或整株死亡。
- 低溫誘導的生育障礙:在不適當的生育階段遭遇低溫,可能延遲萌芽、開花或果實成熟,也可能造成花粉活力降低、授粉受精不良與落花落果。
二、高溫障礙
高溫會使呼吸作用消耗增加,光合作用受到抑制;當根系吸水及植株蒸散補水趕不上失水時,植株會萎凋。高溫還可能使酵素失活、細胞膜受損,並影響繁殖與產品品質:
- 葉片灼傷、黃化、萎凋,嚴重時組織壞死。
- 花粉發芽與花粉管伸長受抑,授粉受精不良,造成落花、落果或結實率降低。
- 果實著色、成熟及品質異常;葉菜類可能纖維化或抽薹,部分蔬菜則可能發生花芽分化或結球障礙。
- 呼吸消耗大於光合產物累積時,植株生長勢及產量下降。
解題方法與園藝改善技術
作答可依「低溫/高溫—生理傷害—栽培調節」配對整理。改善措施的核心,是調整植株所處的溫度環境、避開敏感生育期,並降低溫度逆境造成的水分與生理壓力。
一、低溫改善
第 四 題15 分
請中英文並列,分別寫出草莓、山藥、藕、大蒜及花椰菜之食用部位。
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核心觀念
本題考植物器官辨識:依食用部位判斷它是果實、塊莖、根莖、鱗莖,或花序。作答時須列出中文名稱及對應英文名稱;花椰菜的食用部位則是未開放的花序。
解題方法
逐一辨認各作物供食用的主要器官:
- 草莓:食用部分主要由花托發育而成,表面的小點才是真正的果實。
- 山藥:食用地下塊莖。
- 藕:食用地下根莖。
- 大蒜:食用鱗莖,由蒜瓣組成。
- 花椰菜:食用未成熟、尚未開放的花序。
各作物食用部位
| 作物 | 食用部位(中文) | 英文 |
|---|---|---|
| 草莓 | 肥大的花托(附著其上的瘦果亦一同食用) | Enlarged receptacle (with achenes) |
第 五 題10 分
請分別說明 dwarfing 及 training 的目的及園藝技術。
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核心觀念
本題比較果樹栽培中的 dwarfing(矮化) 與 training(整枝/整形)。兩者都能使樹冠較適合栽培管理,但目的與作用方式不同:
- 矮化:抑制植株的營養生長,使樹體或樹冠縮小,屬於調節植株生長勢的措施。
- 整枝/整形:藉由修剪、誘引與固定枝條,安排枝條的數量、位置及生長方向,建立預定的樹形,屬於調整樹體構造的措施。
矮化著重「樹體長多大、長多旺」;整枝整形著重「枝條如何分布、樹冠如何構成」。
解題方法
依序說明兩者的定義、栽培目的及實際技術,即可完整作答。技術部分可分為「利用砧木或生長調節」、「修剪與誘引」等途徑,並補充這些做法如何改善密植、光照、結果及管理。
一、Dwarfing(矮化)
目的
- 控制樹體大小與樹冠體積,便於密植,提高單位面積的栽植株數與早期產量。
- 降低修剪、疏果、套袋及採收等作業高度,節省人力並提高作業效率。
- 改善樹冠內部通風與受光,使枝葉及果實分布較均勻,並有利於果實品質與病蟲害管理。
- 促進早結果、提高早期產量;矮化砧木常使接穗營養生長較弱,較早轉向生殖生長。
- 便於設施栽培與機械化管理,使樹體大小較符合栽培系統需求。
園藝技術
- 採用矮化砧木:以矮化砧木嫁接品種,是果樹栽培中常用的矮化方法。砧木會影響接穗的生長勢、樹體大小及結果特性。矮化砧木通常需要立柱或棚架支撐。
- 選用矮性品種或矮化品系:直接利用遺傳上樹體較小、節間較短或生長勢較弱的材料。
- 控制根系生長:利用盆器或根域限制等方式限制根系發展,以抑制地上部生長;須配合水分與肥培管理。
- 調整肥培與水分管理:避免氮肥過多或供水過量,以免營養生長過旺;控制程度須兼顧樹勢、產量及果實品質。
- 使用生長調節劑:依作物與栽培規範使用可抑制枝梢伸長的生長調節劑,控制樹冠生長。