110 高普考高考三級 植物病蟲害防治 植物病理學 考古題詳解

110 年・高普考・高考三級・植物病蟲害防治
試題代碼 植物病理學

第 一 題20 分

植物的「營養缺乏症」常與病原微生物引起的病害產生混淆,下列「營養缺乏症」所產生的病徵為何?試描述之。

(一) 番茄缺鈣(calcium deficiency of tomato)

(二) 水稻缺錳(manganese deficiency of rice)

(三) 柑橘缺鎂(magnesium deficiency of citrus)

(四) 木瓜缺硼(boron deficiency of papaya)

(五) 玉米缺鐵(iron deficiency of corn)

每小題 4 分,共 20 分。

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核心觀念

本題考查植物營養缺乏的典型病徵,以及如何依照發病葉位、葉片斑紋、生長點與果實異常辨認缺素症。缺素症屬非生物性障礙,通常不會像傳染性病害般在植株間擴散;判斷時可先看缺素元素在植物體內的移動性:

  • 移動性低:缺素時常先出現在幼葉或生長點,例如鈣、鐵、硼。
  • 移動性較高:植物可將元素由老葉轉移至新生組織,缺素時常先出現在老葉,例如鎂。
  • 錳在植物體內移動性較低,缺素病徵通常先見於新葉。

解題方法

逐小題依「元素移動性 → 最先受害的部位 → 該作物的代表性病徵」作答。回答時除描述黃化或壞死,也要指出病徵的特定位置與形狀;這些特徵有助於和病原引起的局部病斑區分。

各小題病徵

(一) 番茄缺鈣

鈣在植體內移動性低,缺乏時幼嫩組織和快速生長的果實容易受害。番茄最具代表性的症狀是尻腐病(blossom-end rot):果實花端先出現水浸狀斑,之後轉為褐色至黑褐色,病斑逐漸擴大、凹陷並呈革質狀,嚴重時果實下端大面積壞死。

嚴重缺鈣也會使幼葉畸形、葉緣壞死,生長點或根尖受損。尻腐病是果實局部鈣供應不足造成的生理障礙,即使土壤含鈣量足夠,水分供應不穩也可能妨礙鈣運輸至果實。

(二) 水稻缺錳

錳在植體內移動性較低,病徵先出現在新葉。葉片由葉尖開始出現淡灰綠色或黃白色的葉脈間黃化,並可沿葉片向基部擴展;後續葉片上會出現褐色壞死小斑,嚴重時葉片轉褐、乾枯。

新葉也可能變短、狹窄、淡綠,植株生長受抑、分蘗減少。辨認時可把握「新葉先發、葉脈間黃化,後出褐斑」的特徵。

(三) 柑橘缺鎂

鎂可在植體內移動,缺素病徵先出現在成熟老葉,且常見於結果較多的枝條。葉片中肋基部附近先出現不規則黃斑,黃化逐漸擴大至中肋兩側;嚴重時僅葉片基部與先端保留綠色,形成以中肋為尖端的倒 V 字形綠色區,其餘部分黃化或呈青銅色。

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第 二 題20 分

「水稻白葉枯病」是水稻的重要病害,請寫出其「病原學名」並描述其「病徵」。

過去此病害通常好發於二期稻作,但現在常普遍危害一期稻作,你認為可能的原因為何?

請提供一套修正的「防治方法」。

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核心觀念

本題考查水稻白葉枯病的病原分類、典型病徵、流行生態與整合防治。白葉枯病是細菌性維管束病害;掌握病菌由水孔或傷口侵入,並由雨水、灌溉水及風雨傳播,就能說明病徵發展與稻作季節發生變化。

病原與病徵

病原學名: Xanthomonas oryzae pv. oryzae(水稻白葉枯病菌),屬細菌。

典型病徵:

  • 常從葉片頂端或葉緣開始出現水浸狀、黃綠色病斑,之後沿葉脈方向向下延伸,逐漸轉為黃白色至灰白色的長條狀枯斑,邊緣常呈波浪狀。
  • 病斑擴大後,葉片大部分或整片枯白,嚴重時葉片乾枯。潮濕時,病斑表面可見黃色菌泥或菌液。
  • 秧苗期若感染,可能出現急性萎凋,稱為「立枯型」或「kresek」;成株葉片則以葉緣或葉尖開始的長條枯斑較具代表性。

一期稻作發生增加的原因

白葉枯病過去常在二期稻作嚴重發生,因二期稻作較常處於高溫多濕環境,且颱風、季風帶來強風雨,容易造成葉片擦傷或其他傷口,並促進病菌傳播。近年一期稻作也普遍發生,可從下列因素解釋:

  1. 氣候條件改變: 降雨頻率與短時間雨量增加;梅雨過後氣溫升高,部分一期稻作生育期也出現病菌適合繁殖、侵染的溫暖潮濕環境。
  2. 風雨及田間傷口增加: 強風、豪雨使稻葉互相摩擦受傷,雨水飛濺及灌溉水則可帶菌擴散;瘤野螟等害蟲的取食傷口也會增加感染機會。
  3. 田間初次感染源延續: 病菌可在稻樁、再生稻、稻草及禾本科雜草等處存活,並隨雨水或灌溉水進入稻田,增加一期稻作初次感染的機會。
  4. 栽培管理與品種因素: 偏施氮肥會使植株生長茂盛、田間濕度增加,也有利病斑擴展;感病品種或單一品種栽培,亦會提高病害發生風險。

解題方法

作答時依「病原與病徵 → 流行條件 → 防治對策」組織:

  • 先辨病原: 白葉枯病由細菌引起,學名須寫出 Xanthomonas oryzae pv. oryzae。
  • 再抓典型病徵: 葉尖或葉緣起病、沿葉脈延伸、病斑黃白枯化;潮濕時有菌泥。
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第 三 題20 分

茭白筍的形成(結筍)與植物病原菌的感染有關,試解釋其成因及原理。

近年來臺灣北部的茭白筍農民經常發現其栽培的茭白筍生長細小、結筍狀況差,並發現有「黑心」情況,嚴重影響收成,請你推測可能的原因為何?又該如何幫農民解決此一難題?

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核心觀念

茭白筍不是一般植物的幼嫩芽,而是茭白(菰,Zizania latifolia)受菰黑穗菌(Ustilago esculenta)感染後形成的肥大肉質莖,植物病理學上屬於菌癭,也可稱為「病態莖」。茭白與黑穗菌的關係具有特殊的共生性:菌感染並刺激莖部膨大,形成可食用的茭白筍;沒有黑穗菌感染的植株不會結筍,往往抽穗開花,農民稱為「公株」。

結筍的成因與原理

黑穗菌在植株體內生長,感染幼嫩莖部並刺激細胞與組織膨大。菌體可產生植物生長素吲哚乙酸(IAA),與莖部膨大、形成筍狀組織有關。感染後植株通常不抽穗開花,養分集中於肥大的肉質莖,形成茭白筍。

茭白筍生長早期,菌體主要以菌絲存在,筍肉潔白、柔嫩,品質最佳。隨著筍體成熟,黑穗菌逐漸形成黑褐色厚壁冬孢子;筍肉內出現黑色點狀孢子堆,農民稱為「黑心」或「灰茭」。因此,適量而適時的感染是結筍必要條件;菌體過早或過度產孢,則會使筍肉變黑、口感粗糙並降低商品價值。

解題方法:分析「細小、結筍差、黑心」

題目描述的兩種現象應分開判斷:細小、結筍率低,重點在植株生勢、菌株與栽培管理;黑心則是筍內黑穗菌成熟產生冬孢子的結果。若同一田區同時出現兩者,需從品種與菌系、種苗選留、施肥及環境管理一併調查,不能只把所有症狀歸因於單一原因。

  1. 細小、結筍狀況差:可能與母株或品種退化、帶菌狀況不佳、菌系差異、種苗品質不良有關。植株生長過旺也會妨礙黑穗菌侵入或繁殖,使不結筍的公株增加。氮肥過量及高溫、少日照等環境條件,均可能助長公株發生。
  2. 黑心:筍體過熟、延遲採收時,菌絲進入產孢階段,形成黑褐色冬孢子堆。部分品種或菌株也較容易較早產孢,增加黑心率。
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第 四 題20 分

落花生簇葉病(peanut witches’ broom)在雲林的落花生產區普遍發生,試說明此病的病原、病徵、傳播途徑與防治方法。

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核心觀念

本題考查落花生簇葉病的病原類型、典型病徵、媒介昆蟲傳播方式,以及以「移除病原來源、降低媒介傳播、田間衛生」為核心的綜合防治觀念。

落花生簇葉病由植物菌質體(phytoplasma)引起,稱為落花生簇葉病菌質體(peanut witches’ broom phytoplasma, PnWB phytoplasma)。植物菌質體是無細胞壁、無法在一般人工培養基上培養的細菌樣病原,主要存在於植物韌皮部,也可在媒介昆蟲體內增殖。臺灣的主要媒介昆蟲為南斑葉蟬(Orosius orientalis)。

解題方法

依題目要求分成四部分作答:先寫明病原,再描述由嫩葉、枝條、花器到整株的典型變化,接著交代傳播媒介與不傳播途徑,最後提出清除病株、控制媒介及田間衛生等管理措施。這種寫法能直接對應題目四個給分點,也能避免將簇葉病誤答為病毒或真菌病害。

病原

病原為落花生簇葉病菌質體(PnWB phytoplasma),屬植物菌質體類病原,寄生於植物韌皮部。臺灣的病原分類可歸於 16SrII 群。因菌質體具有絕對寄生特性,無法脫離寄主組織在一般培養基上生長。

病徵

病株常由嫩梢開始出現異常生長,主要病徵如下:

  • 葉片黃化、變小,新生葉片密集,呈簇生狀。
  • 腋芽及側枝異常增生,分枝增加,節間縮短,形成「簇葉」或「叢生」外觀。
  • 植株生長受抑制,整體矮化、衰弱,嚴重時呈現細長枝條密生的「瘋叢」狀。
  • 花器葉化,花瓣等花器組織轉變為葉狀構造,結莢與產量因此受影響。

答題時可用「黃化、節間縮短、異常分枝、簇葉、花器葉化、植株矮化」概括辨識重點。

傳播途徑

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第 五 題20 分

請寫出引起下列病害之病原菌的學名及傳播方式:

(一) Peach leaf curl(fungal disease)

(二) Potato zebra chip

(三) Coconut cadang-cadang

(四) Citrus stubborn

(五) Banana bunchy top

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核心觀念

本題考查辨認五種植物病害的病原類型與傳播方式。作答時須分清楚真菌、細菌、植原體、病毒與類病毒;其中題目標明 Peach leaf curl 為真菌性病害,須以真菌病原作答。傳播方式則要區分風雨或病原繁殖體傳播、昆蟲媒介傳播,以及種子、花粉或無性繁殖材料傳播。

解題方法

先依病害名稱連結其典型病原,再判斷病原如何在植株間移動。若屬昆蟲媒介傳播,應寫出媒介種類;若病原可隨種苗、吸芽或接穗移動,也應一併列出。植物病原不全是「菌」:病毒與類病毒沒有真菌式學名,但仍須寫出其正式病原名稱。

分題解析

(一)Peach leaf curl(桃縮葉病)

病原: Taphrina deformans,子囊菌類真菌。

傳播方式: 病原孢子在枝條、芽鱗等樹體表面越冬;翌年萌芽時,孢子可受雨水沖洗並隨雨水散布至幼嫩組織,在適合的低溫、潮濕條件下侵染。此病的主要傳播媒介是雨水與孢子,不是昆蟲。

(二)Potato zebra chip(馬鈴薯斑馬片病)

病原: ‘Candidatus Liberibacter solanacearum’(常簡稱 Lso),為韌皮部限制性細菌。

傳播方式: 由馬鈴薯木蝨(potato psyllid,Bactericera cockerelli)取食傳播。木蝨在感染植株取食時取得病原,之後取食健康植株而傳病;帶菌種薯也可將病原帶入新種植區。

(三)Coconut cadang-cadang(椰子卡當卡當病)

病原: Coconut cadang-cadang viroid(CCCVd),即椰子卡當卡當類病毒,並非真菌或病毒。

傳播方式: 可經種子與花粉低頻率傳播,也可隨感染植株的繁殖材料傳播。人工操作造成的機械傳播曾受研究,但不是答題時應列為已確立的主要途徑;目前沒有已確認的自然昆蟲媒介。

(四)Citrus stubborn(柑橘僵化病)

病原: Spiroplasma citri,無細胞壁的螺原體,屬細菌類群。

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