109 高普考高考三級 植物病蟲害防治 植物病害防治與害蟲防治學 考古題詳解
第 一 題20 分
利用拮抗微生物防治植物病原菌是生物防治(Biological control)的方法之一,請說明此類微生物對病原菌有哪些拮抗機制?並請說明生物防治的優點及缺點。此外,請舉兩種臺灣農田常施用的益菌微生物,說明防治作物病害種類及作用機制。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查以拮抗微生物防治植物病害的生物防治原理、作用機制、優缺點與臺灣田間應用例子。生物防治是利用有益生物及其作用,降低病原菌的存活、繁殖或致病能力,進而減輕植物病害。拮抗微生物可直接作用於病原菌,也可透過植物的防禦反應間接抑病。
同一微生物可能同時具備數種作用機制;實際效果會受菌株、作物、病原菌、施用方式及田間環境影響。
解題方法
作答時可依序分成三部分:先整理拮抗機制,再說明生物防治的優缺點,最後舉出兩種臺灣常用益菌,逐一對應其防治病害與作用機制。例子宜寫出具體病害,並說明「益菌如何抑病」,避免只列菌名。
一、拮抗微生物對病原菌的主要拮抗機制
-
營養與空間競爭 拮抗微生物先在根圈、葉面、傷口或種子周圍定殖,搶先利用碳、氮、鐵等養分及附著位置,使病原菌難以生長、萌發或侵入。部分細菌可分泌鐵載體,優先取得環境中的鐵,降低病原菌可利用的鐵量。
-
抗生作用 拮抗微生物產生抗生物質或其他抑菌代謝物,抑制病原菌的菌絲生長、孢子萌發或細菌增殖。不同菌株所產生的抑菌物質與作用對象不盡相同。
-
超寄生或直接寄生 拮抗菌直接接觸病原菌,附著其菌絲或繁殖構造,進一步纏繞、侵入或利用病原菌,使其生長受阻或死亡。木黴菌對部分土壤病原真菌可展現此類作用。
-
分泌細胞壁分解酵素 拮抗微生物產生幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶及蛋白酶等,分解真菌細胞壁或相關構造,造成菌絲受損、細胞內容物外漏,進而抑制病原菌。
-
誘導植物抗性 有益微生物與植物根部或其他部位互動後,可啟動或預先增強植物防禦反應,使植物在病原菌侵染時更快、更強地表現防禦,例如加強細胞壁、產生防禦相關酵素及抗菌物質。此作用通常是透過植物間接抑制病害。
-
促進植物生長,間接降低病害危害 部分益菌能改善養分吸收、促進根系發育或促進植株生長,使幼苗較快建立、植株較健壯,因而提高其承受病害的能力。這類作用可與直接拮抗並存。
二、生物防治的優點及缺點
優點
- 可減少部分化學藥劑的使用,降低農藥殘留及對環境的負荷。
- 適合納入整合性病害管理,並可與輪作、栽培管理及其他防治措施搭配。
- 某些拮抗機制涉及多種代謝物、競爭及植物抗性誘導,作用方式較多元。
第 二 題20 分
甜瓜及胡瓜為重要的瓜類蔬菜,然而在栽培期間經常受到瓜類退綠黃化病毒(Cucurbit chlorotic yellow virus, CCYV)為害。CCYV 已成為臺灣瓜類作物生產上的一大重要限制因子,請說明此病毒引起的病徵、危害特性、檢測技術,以及依據甜瓜及胡瓜的栽培特性,論述防治本病害的綜合管理策略。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查瓜類退綠黃化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus, CCYV)的病徵辨識、粉蝨傳播特性、病毒檢測,以及依瓜類栽培流程規劃綜合防治。作答時應掌握一個核心:CCYV 是由帶毒銀葉粉蝨傳播的病毒病,感染後無法以藥劑治癒,因此管理重點在於健康種苗、隔絕媒介昆蟲、降低田間蟲源與毒源,並及早檢測。
CCYV 屬於長線型病毒科(Closteroviridae)Crinivirus 屬,病毒主要侷限於植物韌皮部。田間主要媒介為銀葉粉蝨(Bemisia tabaci species complex;舊稱 Bemisia argentifolii),以半持續性方式傳播:粉蝨取食感染株取得病毒後,可在一段時間內傳給健康植株,但病毒不在粉蝨體內增殖,也不會由粉蝨終生持續傳播。病毒可感染甜瓜、洋香瓜、胡瓜、西瓜等瓜類。
解題方法
依題目四個要求分段作答:先描述病徵,再說明病毒如何造成田間擴散與產量損失,接著列出由初篩到確認的檢測技術,最後按照「育苗—定植—田間管理—採收後清園」安排防治措施。防治論述要把病毒來源與傳毒媒介一併處理;只列殺蟲劑,無法完整回答綜合管理。
一、病徵與危害特性
病徵
- 初期:葉片出現不規則、細小的褪綠斑點或斑塊,常見於植株中下位葉。
- 發展期:褪綠黃斑逐漸擴大、融合,常呈葉脈間黃化。
- 後期:葉片大面積黃化,葉脈或主脈仍保持綠色,形成明顯的脈間黃化外觀;病徵可由中下位葉逐步向上擴展。
- 植株與果實影響:葉片光合作用能力下降,植株生長勢及結果受影響;果實的產量、外觀或品質也可能降低。不同品種、生育期及環境條件會使病徵程度有所差異。
危害特性
- 田間擴散快速:帶毒粉蝨在田間取食、移動,即可將病毒傳至健康瓜株。只要周圍有帶毒植株或其他病毒來源,粉蝨便可能引入病原,造成病害擴散。
- 幼苗期感染損失較大:植株越早感染,受影響的生育時間越長,通常越不利於後續生長、結果與果實品質。
- 外觀不具確診性:黃化也可能由養分失衡、根系受損或其他病毒造成,不能單憑葉色判定為 CCYV。
- 藥劑無法治癒病株:殺蟲劑的用途是降低粉蝨族群與後續傳播機會,不能清除已進入植株的病毒。因此,病株移除與媒介管理須配合進行。
二、檢測技術
- 田間病徵與媒介觀察:觀察葉片黃化型態、發病位置與粉蝨發生情形,可作為初步判斷及採樣依據,但不能取代病毒檢驗。
- 酵素連結免疫吸附分析(ELISA):利用 CCYV 專一性抗體檢測病毒蛋白,適合多樣本篩檢。植株病毒分布可能不均,取樣應選擇具有代表性的中下位葉或葉柄;陰性結果仍須視採樣部位與植株生育狀態判讀。
- 反轉錄聚合酶連鎖反應(RT-PCR):先將病毒 RNA 反轉錄為互補 DNA,再以專一性引子擴增病毒核酸,適合確認感染。可選擇病毒鞘蛋白(coat protein)或其他保守基因區域設計引子。
- 即時定量 RT-PCR(real-time RT-PCR):搭配螢光探針或染劑偵測擴增訊號,靈敏度高、可定量,適用於種苗檢查及低病毒量樣本。
第 三 題20 分
多年來連續採收作物的農藥殘留量經常受到消費者的關注。請以敏豆(Phaseolus vulgaris Linn)栽培為例,就主要生產地區的栽培管理制度及主要病蟲害種類,應用現有之有效植物保護(含農藥或非農藥)資材,設計你的防治意見書,避免農藥殘留,以達到減少農藥用量的目的。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查的是敏豆連續採收條件下的害物整合管理(IPM):依產區與季節安排栽培管理,先用預防、耕作、物理及生物防治降低害物基數,再於必要時依核准方法使用農藥,以減少用藥量並避免採收期農藥殘留。
敏豆即菜豆、四季豆,學名 Phaseolus vulgaris L.。嫩莢陸續成熟、分批採收,若採收期間頻繁施藥,容易因未遵守安全採收期(PHI)而使殘留超標。防治目標因此不是把害物完全消滅,而是藉監測及多種方法,將害物控制在不致造成重大損失的程度。
法規與用藥原則上,以命題當年(民國109年)法規為準:農藥須依當時核准的作物及防治對象、標示用量、施用方法、施用次數及安全採收期使用,不得擅自加量、混用或縮短間隔。農藥殘留容許量是上市農產品的法定標準,遵守安全採收期是降低殘留風險的重要措施。農藥相關法規與核准登記後續已有修正,實際施用應依現行核准標示確認。
解題方法
可依「產區與栽培制度 → 生育期與害物 → 分期整合措施 → 採收期安全用藥」作答。這樣能同時回應題目要求的產地制度、主要病蟲害,以及減少農藥殘留的防治意見書。
臺灣敏豆各地均有栽培,冬季產區以高屏為主,中部亦為重要產區;夏季則可利用中低海拔山區較涼爽的環境生產,例如南投信義等地。栽培期與生育狀況隨地區及季節調整,春作、秋作及山區夏作均須配合當地氣候安排。蔓性與矮性品種、露天與網室栽培的管理方式不同,但都須注意連作障礙、排水、通風與採收期用藥。
病害重點包括立枯病、疫病、根腐病、炭疽病、銹病、白粉病、角斑病及病毒病;蟲害重點包括豆莢螟、薊馬、蚜蟲、銀葉粉蝨、斑潛蠅、夜蛾類及葉蟎。應依田間實際發生情形監測與辨識,避免未確認害物便例行施藥。
防治意見書
一、種植前:降低初始感染源與害物基數
- 選田與輪作:避免長期連作;與水稻等非寄主作物輪作,可降低土壤傳播病害及線蟲的族群,減少連作障礙。
- 土壤與田區管理:整地前清除前作病株、殘體及田邊雜草;休耕期可利用浸水、曝曬等方法降低土壤中病原及害蟲。採高畦並完善排水,避免土壤過濕誘發根部病害。
- 合理施肥與健康種子:先依土壤檢測結果施肥,避免氮肥過量造成植株徒長、通風不良及病蟲害增加;選用健康、發芽率良好的種子及適地品種。
- 物理阻隔:可評估網室栽培或防蟲網,阻隔粉蝨、蚜蟲等媒介昆蟲;畦面銀色塑膠布可反射光線,降低薊馬等害蟲入侵。網室仍須兼顧通風,並避免帶入帶蟲苗株。
二、苗期與生長期:早期監測、壓低害物族群
- 病害管理:苗期注意立枯病、疫病及根腐病,控制灌水並維持排水;發現病株即拔除並移出田區,避免病原隨水流或植株接觸擴散。發病初期即處理,比病勢擴大後大量施藥有效。
- 媒介昆蟲與病毒病:以黃色黏板監測粉蝨、蚜蟲及斑潛蠅;配合清除田邊雜草、拔除病毒病株,降低病毒傳播機會。病毒病沒有可治癒植株的藥劑,防治重點是清除病株及媒介昆蟲。
- 夜蛾類與斑潛蠅:定期巡田,摘除卵塊與受害葉,清除雜草及作物殘體;可用性費洛蒙誘殺成蟲。
第 四 題20 分
東方果實蠅為果樹重要害蟲,請就果實蠅生物特性論述其猖獗原因與防治策略。同時依據您的論述,就番石榴、蓮霧及木瓜三種作物的栽培管理,說明受果實蠅危害風險程度及防治重點為何?
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查的是東方果實蠅的生活史與族群生態如何造成防治困難,以及如何將共同防治原則套用到不同果樹的結果習性與栽培管理。作答時應先說明「為何容易發生且難控制」,再提出整合防治,最後比較番石榴、蓮霧、木瓜的受害風險與管理重點。
東方果實蠅(Bactrocera dorsalis)雌蟲將卵產在果實表皮下,孵化後幼蟲蛀食果肉;老熟幼蟲離果落入土中化蛹,羽化後成蟲再尋找寄主。受害果常腐爛、落果或失去商品價值。由於卵與幼蟲藏在果實內、蛹在土中,成蟲又能飛行遷移,單靠噴藥或單一果園防治難以有效壓低族群。
解題方法
可用「生物特性 → 猖獗原因 → 整合防治 → 作物別風險」作答:
- 從繁殖力、寄主範圍、成蟲遷移、各蟲期棲位及臺灣全年有寄主等因素,說明族群為何容易維持與擴散。
- 防治措施須對應蟲期與行為:雄蟲用甲基丁香油誘殺;雌雄成蟲用食物誘餌;果實套袋阻止產卵;清除落果及受害果,切斷幼蟲入土化蛹的來源;並配合區域共同防治。
- 作物別比較時,將「是否為重要寄主、果實暴露期、結果期是否長或連續、套袋可行性、田間衛生」一併考量。風險高低是栽培情境下的相對判斷,須說明管理條件會改變實際受害程度。
猖獗原因
- 繁殖能力強:雌蟲產卵量大,族群在適宜環境下增長快速。
- 寄主範圍廣:可危害多種栽培果樹及野生寄主。經濟果樹採收期錯開,荒廢果園、庭園及路旁植物也能提供寄主,使族群有機會跨季存續。
- 成蟲活動與遷移能力強:成蟲能在果園、鄰近林地及其他寄主間移動;單一果園的防治成效容易受周邊蟲源影響。
- 蟲期分散且隱蔽:卵、幼蟲藏於果實內,蛹在土中,成蟲則可飛離果園。藥劑不易同時有效接觸所有蟲期。
- 受害果容易形成下一代蟲源:幼蟲成熟後離果入土化蛹;若落果及受害果未清除,果園便持續提供繁殖來源。
- 氣候與寄主供應有利:臺灣暖熱環境及不同作物的錯開結果,使果實蠅在許多地區全年有寄主可利用,族群高峰則常隨季節及寄主果量變動。
防治策略
採取整合性、區域性的防治,不能只依賴單一措施。
- 田間衛生與清園:定期撿除落果、裂果及受害果,妥善密封處理或依建議方式處理,不任其留在地面或堆置於果園,避免幼蟲離果入土化蛹。
- 甲基丁香油誘殺雄蟲:利用雄蟲對甲基丁香油的強烈趨性,搭配適當誘殺器及合法推薦資材,降低雄蟲數量與交尾機會。這是雄蟲誘殺,不能取代對雌蟲及果實的防護。
- 食物誘餌誘殺成蟲:蛋白質水解物等食物誘餌可吸引雌、雄成蟲,降低產卵雌蟲數量;依標示與植物保護建議使用。
- 果實套袋:在果實發育適當階段完成套袋,阻隔雌蟲接觸果實產卵。
第 五 題20 分
鱗翅目害蟲造成經濟損失嚴重,為重要農業害蟲,請分別說明下列害蟲的形態鑑定、生態習性、危害特性及其綜合防治措施。
(一) 斜紋夜蛾(Spodoptera litura)(7 分)
(二) 秋行軍蟲(Spodoptera frugiperda)(7 分)
(三) 小菜蛾(Plutella xylostella)(6 分)
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查三種重要鱗翅目害蟲的形態辨識、生態與生活史、危害方式,以及整合性害蟲管理(IPM)。作答時應掌握各蟲的辨識特徵與寄主差異,再依害蟲發生期安排防治:卵塊與初齡幼蟲適合田間摘除或生物防治;幼蟲鑽入植株或長成中、老齡後,防治難度增加,應加強監測並及早處理。
**解題方法:**每一種害蟲均依「形態鑑定—生態習性—危害特性—綜合防治」作答。形態以田間容易觀察的特徵為主,生態著重寄主、產卵、活動時間與化蛹位置,防治則依據這些習性配置農業、生物、物理及化學措施。
(一)斜紋夜蛾 Spodoptera litura(7 分)
形態鑑定
- **卵:**淡黃色,成塊產於葉背,卵塊上覆有雌蛾腹部鱗毛。
- **幼蟲:**初孵幼蟲群聚取食;幼蟲體色變化大。中、老齡幼蟲體側常見較明顯的斑紋,受驚時可蜷縮。與秋行軍蟲相比,斜紋夜蛾不以頭部倒「Y」字紋及腹部末節四個黑斑作為主要辨識特徵。
- **蛹:**赤褐色,通常在土中化蛹。
- **成蟲:**前翅褐色,具灰白色線紋及斑紋;後翅色較淡。
生態習性
斜紋夜蛾為食性廣、繁殖力強的夜蛾科害蟲,可危害多種蔬菜、豆類、瓜類、花卉及其他作物。雌蛾多將卵產於葉背,初齡幼蟲群聚取食,較大幼蟲逐漸分散。幼蟲白天常藏於葉背、植株基部或土表附近,夜間活動取食;老熟幼蟲入土化蛹。成蟲具趨光性,且有遷飛能力,田間族群可隨周遭寄主作物與田區管理變動。
危害特性
初齡幼蟲群聚啃食葉肉,常留下透明表皮;幼蟲長大後食量增加,可將葉片咬成孔洞或缺刻,嚴重時造成葉片大量損失,也會取食嫩莖、花器及果實表面。其食性廣、夜間取食且白天隱蔽,田間發現時常已造成明顯危害。
綜合防治措施
- **田間監測與清除:**定期檢查葉背,發現卵塊或初齡群聚幼蟲即摘除並妥善處理,掌握幼蟲分散前的防治時機。
- **農藝與田間衛生:**清除田間及周邊雜草、殘株與自生寄主,採收後清園;整地或耕犁可減少土中蛹的存活。
- **物理與生物防治:**可利用性費洛蒙誘捕雄蛾作為監測或族群抑制措施;適期使用蘇力菌等生物製劑,並保護寄生蜂、捕食性天敵。
- **藥劑防治:**達防治需要時,選用該作物登記藥劑,依標示使用;掌握幼蟲初齡至低齡期施用,並輪替不同作用機制,避免連續使用同一類藥劑造成抗藥性。
(二)秋行軍蟲 Spodoptera frugiperda(7 分)
形態鑑定
- **卵:**卵塊多產於葉片,外覆雌蛾灰色鱗片,呈灰白色絨毛狀。
- **幼蟲:**成熟幼蟲頭部有明顯倒「Y」字形淺色紋;腹部第八節背面有四個黑色斑點,排列近似正方形,是田間重要辨識特徵。幼蟲體色可隨齡期與環境改變,幼齡常見葉片表面刮食痕。
- **蛹:**赤褐色,通常在土中化蛹。
- **成蟲:**夜蛾科蛾類,前翅褐色並有斑紋,雌雄翅紋有差異;成蟲夜間活動及產卵。
生態習性
秋行軍蟲原生於美洲,具強遷飛能力,能隨成蟲擴散至新地區。寄主以玉米、高粱等禾本科作物為主,也可危害其他作物。雌蛾將卵產於葉片上,卵孵化後幼蟲先在植株表面取食,長大後常躲入玉米心葉、葉鞘或穗部。溫度會影響發育速度;暖季世代較短,一年可發生多代。
危害特性
幼蟲取食玉米葉片時,造成不規則孔洞與窗格狀刮食斑;進入心葉取食後,葉片展開可見排列不規則的破孔及大量蟲糞。幼蟲亦會危害生長點、雄穗、雌穗與籽粒,造成植株生長受阻及產量、品質下降。幼蟲躲藏於心葉或穗部,蟲齡愈大愈不易防治;族群擴散快,適合以早期監測及迅速通報處理。