115 高普考高考三級 植物病理 農業藥劑學 考古題詳解
第 一 題20 分
在大湖種草莓的農民,他所種植的草莓葉蟎危害嚴重。下列是他所使用的防治藥劑:
必芬蟎、克芬蟎、賽芬蟎、依殺蟎、合賽多、賽洛寧。
請從此些藥劑作用機制的觀點,給予農民用藥建議,以達防治效果且可避免葉蟎對藥劑產生抗藥性。
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核心觀念
本題考的是以**作用機制分類(IRAC 分組)**規劃殺蟎劑輪用,降低葉蟎族群持續暴露於同一作用點所造成的抗藥性選汰。判斷輪用時應看有效成分的 IRAC 作用機制組別;藥名不同,不代表作用機制不同。
題列藥劑分屬下列組別:
| 藥劑 | 有效成分 | IRAC 組別與主要作用機制 |
|---|---|---|
| 必芬蟎 | Bifenazate | 20D:粒線體複合體 III 電子傳遞抑制劑 |
| 克芬蟎 | Clofentezine | 10A:蟎類生長調節劑,抑制胚胎發育與脫皮 |
| 賽芬蟎 | Cyflumetofen | 25A:粒線體複合體 II 電子傳遞抑制劑 |
| 依殺蟎 | Etoxazole | 10B:蟎類生長調節劑,干擾幾丁質生成與脫皮 |
| 合賽多 | Hexythiazox | 10A:蟎類生長調節劑,抑制胚胎發育與脫皮 |
| 賽洛寧 | Lambda-cyhalothrin | 3A:鈉離子通道調節劑,擬除蟲菊酯類 |
解題方法與用藥建議
先按 IRAC 組別整理藥劑,再安排輪用。這六種藥劑包含五個組別:3A、10A、10B、20D、25A;但克芬蟎與合賽多同屬 10A,不應視為有效的作用機制輪替。
- 以不同作用機制組別輪用。 可依標示與田間防治需求,讓不同組別依序施用,例如 20D、25A、10B,再輪到其他適用組別;輪用應按標示規定的施藥間隔與最多使用次數安排,不要只按商品名或不同藥名判斷已完成輪替。
- 克芬蟎與合賽多不可互相當作輪替藥。 兩者同屬 10A;連續使用或短期內互換,仍是讓葉蟎持續承受相同作用機制的選汰壓力。依殺蟎屬 10B,雖同為生長調節型殺蟎劑,IRAC 分組不同,但輪用仍須遵照標示並觀察防效。
第 二 題20 分
請說明若遭遇突發重大農作物疫情(如:萬代蘭細菌性花枯病),農業部可以依據什麼法規,實施緊急防治公告?
其中公告之「萬代蘭細菌性花枯病」緊急防治藥劑有「鏈四環黴素」及「歐索林酸」,請分別說明此兩藥劑的作用機制。
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核心觀念
本題考兩個重點:突發重大植物疫情的緊急防治法源,以及兩種細菌性病害防治藥劑的作用機制。以命題當年(民國115年)法規為準。
農業部可依《植物防疫檢疫法》第11條第1項,在認為防疫上有必要時採取防疫措施,其中與緊急防治公告直接相關的是第4款「指定區域實施共同防治」。若防治需要限制或禁止種植感受性植物,或限期清除、銷燬罹病及疑患植物,則分別涉及同項第1款、第2款。
藥劑方面,緊急防治用藥「鏈四環黴素」是鏈黴素與四環黴素的複合製劑,兩者都抑制細菌蛋白質合成,但作用於核糖體的方式不同;「歐索林酸」則干擾細菌 DNA 複製所需的拓樸異構酶。
解題方法
先從題目中的「突發重大疫情」「緊急防治公告」判斷其核心是中央主管機關的防疫權限,再找《植物防疫檢疫法》中授權中央主管機關採取必要防疫措施的條文。此題關鍵是第11條第1項,不宜誤答成處理輸入檢疫物的檢疫條文。
接著辨認藥劑成分與作用標的:
- 鏈四環黴素:成分為鏈黴素(streptomycin)及四環黴素(tetracycline),分別作用於細菌核糖體的30S亞基。
- 歐索林酸:為喹諾酮類抗菌劑,作用標的是 DNA 拓樸異構酶,主要為 DNA gyrase(DNA旋轉酶)。
法規說明
《植物防疫檢疫法》第11條第1項規定,中央主管機關認為防疫上有必要時,得採取必要措施,包括:
- 限制或禁止種植相關感受性植物;必要時,限期清除或銷燬已種植者。
- 限期清除或銷燬罹患或疑患特定疫病蟲害的植物或植物產品。
- 強制撲殺相關有害生物,或禁止養殖。
- 指定區域實施共同防治。
- 在金門、馬祖、澎湖離島交通要道設置檢疫站並施行檢查。
第 三 題20 分
快伏草、嘉磷塞及固殺草此三種藥劑:
(一) 請依據其作用於雜草的機制及選擇性,說明哪一種藥劑合適用於大豆萌發後田區牛筋草、馬唐、芒稷、野稗等雜草的防除。
(二) 嘉磷塞及固殺草常被作為抗除草劑轉基因作物開發的標的,請分別說明轉基因大豆可抗此兩種除草劑的原理。
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核心觀念
本題考查三種除草劑的作用機制與選擇性,以及轉基因大豆如何取得對嘉磷塞、固殺草的耐受性。
- 快伏草(quizalofop-P-ethyl)屬芳氧苯氧丙酸類,抑制乙醯輔酶 A 羧化酶(ACCase),阻礙脂肪酸合成,主要防除禾本科雜草。
- 嘉磷塞(glyphosate)抑制 5-烯醇丙酮醯莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS),干擾莽草酸途徑,使芳香族胺基酸合成受阻。
- 固殺草(glufosinate)抑制麩醯胺合成酶(glutamine synthetase, GS),造成氨累積並破壞植物代謝。
解題方法
先看題目列出的牛筋草、馬唐、芒稷、野稗,皆屬禾本科雜草;再找出三種藥劑中具有「大豆安全、禾本科雜草有效」選擇性的藥劑。接著分別說明嘉磷塞、固殺草的靶點,以及轉基因作物如何避開或解除藥劑造成的傷害。
(一)萌發後大豆田禾本科雜草防除
應選用快伏草。快伏草由葉片吸收並傳導至生長點,抑制敏感植物的 ACCase,減少脂肪酸合成,影響細胞膜形成與生長。禾本科植物的葉綠體 ACCase 對此類藥劑敏感;大豆屬闊葉植物,其 ACCase 型態與禾本科不同,對快伏草較不敏感,因此可在大豆萌發後施用,以選擇性防除題列禾本科雜草。
嘉磷塞與固殺草則是廣效型除草劑,通常不能依賴一般大豆本身的生理差異,安全地在非抗性大豆田全面施用。
(二)轉基因大豆的耐藥原理
第 四 題20 分
為因應氣候變遷衝擊,順應國際降低化學農藥使用風險之發展趨勢,並兼顧人體健康、農業生產安全與生態環境永續,農業部推動「化學農藥風險十年減半」政策目標,並鼓勵農民採用「友善環境植物保護資材」管理病蟲草害,也曾提供購買相關產品農友之補助。
請列舉至少三類「友善環境植物保護資材」,每類並分別舉例兩種產品成分說明。
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核心觀念
本題考查友善環境植物保護資材的分類,以及各類資材的有效成分或生物來源。依臺灣生物農藥的常見分類,可分為微生物製劑、天然素材農藥、生化製劑;此外,政府補助的友善環境植物保護資材也包括免登記植物保護資材。
生物農藥是以天然物質、微生物或其衍生物製成,用於防治作物病原、害蟲、雜草,或誘導作物抗性。免登記植物保護資材則是依公告及審核規定管理的植物保護資材,應依核准用途使用。
解題方法
題目要求「至少三類」,每類各舉兩種產品成分。作答時可直接按資材類別列出代表性成分;以「微生物製劑、天然素材、生化製劑」三大類作答最切合生物農藥的分類。另補充免登記植物保護資材,能呈現政府推廣資材的範圍。
分類與成分例示
| 類別 | 產品成分例子 | 主要用途或特性 |
|---|---|---|
| 微生物製劑 | 蘇力菌(Bacillus thuringiensis);白殭菌(Beauveria bassiana) | 蘇力菌製劑可防治特定鱗翅目幼蟲;白殭菌可感染並防治部分害蟲。木黴菌(Trichoderma spp.)亦是常見的病害防治微生物。 |
| 天然素材農藥 | 苦楝油;除蟲菊素(pyrethrins) | 苦楝來源成分可用於害蟲管理;除蟲菊素取自除蟲菊,具有殺蟲作用。 |
第 五 題20 分
胡瓜露菌病屬具有極高抗藥性風險的病原,請說明為何此病原菌容易對化學藥劑產生抗藥性?
另外,下列藥劑請選出合適用於胡瓜露菌病防治的藥劑,並分別說明其作用機制。
(甲) 曼普歐西比
(乙) 氟比拔克
(丙) 派滅芬
(丁) 亞托敏
(戊) 達滅脫定
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核心觀念
胡瓜露菌病由卵菌類病原 Pseudoperonospora cubensis 引起。題目考查兩件事:病原族群為何容易在藥劑選汰下迅速產生抗藥性,以及各藥劑的有效成分、適用性與作用機制。判讀藥劑時,應分清「對露菌病有效」與「作用機制相同」:混合劑含有不同有效成分,須分別說明其作用。
解題方法
先看病原與病害特性,再逐項核對藥劑成分及其作用標的。露菌病病原繁殖快、病害流行期長且孢子容易傳播;田間又常需連續施藥,病原族群因此反覆暴露於藥劑選汰。若藥劑作用標的單一,帶有抗性變異的個體便容易存活並增加比例。
為何胡瓜露菌病病原容易產生抗藥性
- 病原繁殖與傳播迅速:病原可在適宜環境下大量產生孢子囊,短時間內多次侵染;孢子可隨氣流傳播,使病原族群迅速擴張。
- 田間防治壓力大:露菌病流行迅速、危害重,常需要密集施藥。連續使用相同作用機制的藥劑,會反覆淘汰敏感個體,選出抗性個體。
- 專一性藥劑容易形成強烈選汰:單一作用標的的藥劑,抗性變異一旦出現,便可能使病原對該作用機制的藥劑敏感性大幅下降。
- 抗性族群容易擴散:病原孢子隨氣流遠距離移動,抗性族群可在田區間傳播,增加防治難度。
因此應輪替不同作用機制的藥劑,避免連續使用同一 FRAC 作用群,並搭配栽培管理與其他防治措施。
選項分析
- 甲、曼普歐西比:合適。 為混合藥劑,含曼普胺(mandipropamid,FRAC 40)及歐西比(oxathiapiprolin,FRAC 49)。曼普胺抑制卵菌細胞壁形成相關的纖維素合成;歐西比作用於卵菌的 oxysterol-binding protein related protein(OSBP),干擾脂質運輸與細胞膜相關功能。