110 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25 分
試分別說明蚜蟲(aphid)傳播矮南瓜黃化嵌紋病毒(zucchini yellow mosaic virus(ZYMV),Potyvirus)和大麥黃矮病毒(barley yellow dwarf virus(BYDV),Luteovirus)的方式(10 分)與機制(15 分)。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查蚜蟲傳播植物病毒的兩種典型方式,以及病毒在媒介昆蟲體內的移動與滯留機制:
- 矮南瓜黃化嵌紋病毒(ZYMV,Potyvirus):非持續性、非循環性傳播(non-persistent, non-circulative),又稱口針傳播。
- 大麥黃矮病毒(BYDV,Luteovirus):持續性、循環性、非增殖性傳播(persistent, circulative, non-propagative),又稱循環傳播。
判別關鍵是病毒在蚜蟲體內的所在位置與移動路徑:ZYMV只短暫附著於口針前端,不進入蟲體內部;BYDV則由消化道進入血腔,再到達唾液腺,之後隨唾液進入植物。
解題方法
作答時,先分別交代兩病毒的傳播型態與傳毒時間特徵,再按「病毒如何取得、在蚜蟲何處滯留或移動、如何接種植物」說明機制。這樣能同時涵蓋題目要求的「方式」與「機制」,避免只列分類名稱而未說明病毒在媒介體內的行為。
一、ZYMV:非持續性、非循環性傳播
傳播方式
蚜蟲在感染植株上短暫刺探、取食時,可迅速取得病毒;隨後轉到健康植株刺探時,即可將病毒接種出去。取得與接種所需時間短,通常不需長時間取食,也不需在蚜蟲體內經過潛伏期。病毒在口針上的滯留時間短,蚜蟲離開病株後,傳毒能力很快下降。
傳播機制
ZYMV不穿越蚜蟲腸道,也不進入血腔或唾液腺,而是以病毒顆粒與蚜蟲口針前端的特定結構短暫結合。Potyvirus的傳播需要病毒編碼的輔助成分蛋白(HC-Pro):HC-Pro一端與病毒外鞘蛋白互動,另一端與口針上的結合位點互動,形成病毒顆粒與口針之間的分子橋。
蚜蟲在健康植株上再次刺探時,病毒由口針釋出並進入植物細胞,因此可造成感染。由於病毒只附著於口針表面,易隨取食活動脫落,故傳播快速、滯留時間短,且不會隨蚜蟲蛻皮而保留。
二、BYDV:持續性、循環性、非增殖性傳播
傳播方式
第 二 題30 分
說明下列病害的(a)病原、(b)媒介昆蟲,以及(c)防治方法:
(每小題 6 分,共 30 分)
(一)馬鈴薯斑馬紋病(potato zebra chip disease)
(二)荷蘭榆樹病(Dutch elm disease)
(三)葡萄皮爾斯病(Pierce’s disease of grapevines)
(四)椰子紅輪病(red ring disease of coconut plants)
(五)番茄褐皺果病(tomato brown rugose fruit disease)
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查「病原—媒介—防治」的病害流行鏈判讀:先辨認病原類型,再確認傳播途徑與媒介,最後依傳播方式切斷病原來源或傳播環節。
五種病害中,馬鈴薯斑馬紋病、荷蘭榆樹病、葡萄皮爾斯病及椰子紅輪病有重要的昆蟲媒介;番茄褐皺果病則由病毒引起,主要經種子、汁液與污染物機械傳播,沒有一般意義上的昆蟲媒介。
解題方法
每小題依序作答三項:
- 病原:寫出病原種類及學名。
- 媒介昆蟲:寫出昆蟲名稱;若無昆蟲媒介,明確說明主要傳播途徑。
- 防治方法:針對病原來源、媒介或傳播途徑提出措施。
防治部分應和傳播生物學相扣:媒介傳播病害著重媒介管理、移除病株與清除病原寄主;機械傳播病毒則著重無病毒種子苗、衛生消毒及病株清除。
(一)馬鈴薯斑馬紋病(potato zebra chip disease)
**(a)病原:**與韌皮部寄生細菌 Candidatus Liberibacter solanacearum(亦稱 Candidatus Liberibacter psyllaurous)有關。
**(b)媒介昆蟲:**馬鈴薯木蝨(potato psyllid,Bactericera cockerelli)。
(c)防治方法:
- 以種薯及苗株檢疫、使用健康種薯,避免帶入病原。
- 監測並整合防治馬鈴薯木蝨,必要時依當地核准用藥與抗藥性管理原則施藥。
- 清除病株、自生馬鈴薯及可能維持病原的茄科寄主,降低田間病原來源。
- 配合適期種植與田區衛生,降低木蝨遷入及病原傳播的機會。
斑馬紋病常使薯塊加工後出現深色條紋,因此病原控制的核心是及早降低木蝨族群與感染源。
(二)荷蘭榆樹病(Dutch elm disease)
**(a)病原:**子囊菌類真菌,主要為 Ophiostoma ulmi 與較具侵略性的 Ophiostoma novo-ulmi。
**(b)媒介昆蟲:**榆樹小蠹(elm bark beetles),主要包括榆樹小蠹屬(Scolytus spp.);北美亦有 Hylurgopinus rufipes 等媒介種類。
(c)防治方法:
- 及早移除並銷毀罹病枝幹及枯死榆樹,避免病菌在木材中繁殖並供小蠹取食。
- 清除樹皮下適合小蠹繁殖的榆木與枝條,並妥善處理修枝廢材。
- 修剪工具消毒,避免傷口或嫁接造成病原在樹體間傳播。
- 選植較具抗病性的榆樹種類或品系;高價值樹木可配合專業樹木管理措施。
病菌可由小蠹取食時帶入健康樹,也可經根系間的根接觸傳播;因此只處理媒介而不清除病木,防治效果有限。
(三)葡萄皮爾斯病(Pierce’s disease of grapevines)
**(a)病原:**木質部寄生細菌 Xylella fastidiosa,葡萄皮爾斯病相關菌株常稱 X. fastidiosa subsp. fastidiosa。
**(b)媒介昆蟲:**取食木質部汁液的葉蟬科斑葉蟬亞科(sharpshooters),以及部分沫蟬科(spittlebugs)。代表種類包括玻璃翅斑葉蟬(Homalodisca vitripennis)、藍綠斑葉蟬(Graphocephala atropunctata)、綠斑葉蟬(Draeculacephala minerva)及紅頭斑葉蟬(Carneocephala fulgida)。
(c)防治方法:
- 種植無病健康苗木,避免由帶菌苗木引入病原。
- 移除並銷毀罹病葡萄株,減少病原來源。
- 監測並管理斑葉蟬及沫蟬;同時適度管理附近可能供病原或媒介棲息的替代寄主與雜草。
第 三 題20 分
說明現行作物害蟲之非農藥防治方法。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查作物害蟲的非農藥防治方法,重點是能按防治原理分類,並舉出實際措施。非農藥防治是指不以化學合成農藥作為主要手段,藉由栽培管理、生物天敵、物理機械、行為操控及植物檢疫等方法,降低害蟲族群或減輕作物受害。
作答時宜先點出綜合害蟲管理(IPM)的觀念:依害蟲種類、作物生育期與田間族群變化,先監測及預防,再選擇適當措施,並可組合多種方法;目標是把危害控制在經濟可接受範圍,而非一味追求完全清除。
解題方法
依「預防害蟲進入與繁殖 → 降低田間族群 → 保護作物或直接防除」的順序分類,逐類說明原理並搭配例子。題目沒有要求特定作物或害蟲,因此以通用作物害蟲管理方法作答,並避免只列方法名稱而未說明作用。
各類非農藥防治方法
一、植物檢疫與法規防治
透過種苗檢查、輸出入檢疫、限制疫區植物及其產品移動、發現疫情後採取拔除或銷毀等措施,防止檢疫害蟲傳入或擴散。此法重在預防與阻斷傳播,對新入侵或分布有限的害蟲特別重要。
二、農業與栽培防治
利用栽培制度或田間管理,降低害蟲發生、繁殖及危害的機會,常見方法包括:
- 輪作、間作、混作:改變害蟲可利用的寄主環境,降低專食性害蟲累積。
- 清除田間殘株、落果及雜草寄主:減少害蟲的食物、棲所及越冬場所。
- 調整播種期、種植期或收穫期:避開害蟲發生高峰。
- 合理施肥與灌溉、改善通風:避免作物生長過度柔嫩或田間環境利於害蟲繁殖。
- 深耕、淹水、休耕或田間衛生管理:破壞土中或作物殘體中的害蟲、蛹及其棲地。
- 選用無蟲種苗、健康種苗及適地品種:從栽培起點減少害蟲帶入。
三、抗蟲品種與寄主植物抗性
選育或使用具抗蟲性的品種,利用植物的形態或生理特性降低害蟲取食、產卵或存活,例如葉片或植株結構不利害蟲取食,或植物具有影響害蟲生長發育的物質。寄主植物抗性可分為抗選擇性、抗生性與耐害性:分別使害蟲不易選擇寄主、降低害蟲存活繁殖,或使作物在受害後仍能維持產量。
四、生物防治
利用害蟲的天敵或病原生物降低害蟲族群,常見方式包括:
- 捕食性天敵:如瓢蟲、草蛉、捕植蟎捕食蚜蟲、粉蝨、葉蟎等。
- 寄生性天敵:如寄生蜂寄生害蟲卵或幼蟲。
第 四 題25 分
長期使用化學農藥於防治植物病蟲害,易誘發害物的抗藥性。試說明抗藥性的定義、發生原因,以及避免發生的策略。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查害物對化學藥劑產生抗藥性的演化機制,以及抗藥性管理。害物包括植物病原菌、害蟲及蟎類等;共同核心是:族群中存在可遺傳的抗性差異,藥劑施用造成選汰,使抗性個體比例逐代增加。
**抗藥性的定義:**同一害物族群經過世代繁殖及藥劑選汰後,對原本有效的藥劑敏感度降低;族群中抗性個體的比例上升,以致依標示用法施藥時,防治效果逐漸下降。抗藥性是族群層次、可遺傳的性狀改變,不是單一個體因接觸藥劑而「習慣」藥劑。實務上可用藥劑敏感族群與田間族群的半數致死濃度或半數抑制濃度比值,評估敏感度變化。
抗藥性也須與防治失敗區別:施藥時機不當、藥劑劑量或覆蓋不足、降雨沖刷、藥劑保存不良,或害物已超出藥劑有效防治範圍,都可能造成防治效果不佳;單次防治失敗不能直接判定為抗藥性。
解題方法
可依「抗性如何產生 → 為何使用農藥會加速 → 如何降低選汰壓力」三步作答。
一、抗藥性的發生原因
-
族群原有遺傳變異 害物族群中可能原本就有少數抗性個體,或因突變、基因重組而出現抗性性狀。抗性通常不是藥劑直接誘發出來的;藥劑主要是選汰既有或新出現的抗性個體。
-
藥劑造成選擇壓力 施藥後,敏感個體較容易死亡,抗性個體較容易存活並繁殖。若持續使用相同作用機制的藥劑,抗性基因在族群中的比例逐代提高,最後造成田間防治效果降低。
-
施藥方式增加抗性選汰 長期連續使用同一作用機制的藥劑、施藥次數過多,或不當減量而使害物長期暴露於不足以防治的藥量,都會增加抗性個體存活及繁殖的機會。害物繁殖快、世代短、族群量大,或能快速遷移與擴散時,抗性問題也容易加速或傳播。
-
抗性形成的生理與行為機制 常見機制包括藥劑作用標的改變、害物解毒或代謝藥劑的能力增強、藥劑進入體內減少,以及行為改變而避開藥劑。不同藥劑之間若具有交互抗性,改用另一種藥劑仍可能無法有效控制。