111 專技高考高等考試 農藝技師 作物學 考古題詳解

核心觀念

本題評量考生對「臺灣農業貿易統計現況」與「大宗穀物生產環境及產銷結構限制」之掌握程度。核心觀念涵蓋以下面向：

1. 大宗雜糧進口現況（穀物供需架構）：掌握農業主管機關（命題當年民國 111 年為行政院農業委員會，現為農業部）之農業統計年報中，農產品「進口數量（重量）」之排序特徵，特別是主導進口量之大宗穀物「黃豆（大豆）、小麥、玉米」（俗稱「黃小玉」）。
2. 作物生態適應性與氣候限制：大田作物之光溫反應、感光性、感溫性及臺灣亞熱帶高溫多濕氣候對溫帶作物（如小麥）與短日照夏作（如大豆）在生育、病蟲害及收穫期之生理障礙。
3. 農業資源與規模經濟（生產要素）：臺灣人多地狹、農地細碎化（小農經營型態）、水資源與耕地優先配置於主食（水稻）或高經濟價值園藝作物之產權配置問題。
4. 生產成本與貿易自由化：加入世界貿易組織（WTO）後之低關稅環境，以及國產高工資、高資材成本對比國外大面積機械化生產之比較劣勢。
5. 下游產業需求端龐大缺口：現代化畜禽養殖業（豬、雞）發達對配方飼料原料（能量與蛋白質飼料）之龐大剛性需求，以及國人飲食西化對麵粉製品需求之提升。

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解題方法

本題為國家考試之申論題型，解題架構採「統計數據確認 $\to$ 多維度歸納分析」之雙層剖析：

1. 第一部分：鎖定前三大進口農產品（依數量／重量基準）

• 審題關鍵在於「進口量最多」（重量基準，單位為公噸），非「進口總值」（金額基準）。
• 依據民國 106 年至 110 年（即命題當年度之近五年）農業統計年報，臺灣每年進口總量最大之大宗農產品固定為：玉米（每年約 400～500 萬公噸）、大豆（每年約 250～270 萬公噸）、小麥（每年約 120～140 萬公噸）。

2. 第二部分：生產量不足以配合需求量之成因剖析

• 解題切入點不可僅籠統回答「利潤低農民不願種」，必須由農藝學與農業經營學之四個專業維度切入：
• 維度一（自然生態與氣候條件）：氣候、雨量分佈、逆境生理限制。
• 維度二（土地資源與經營規模）：耕地面積上限、農戶經營規模與機械化限制。
• 維度三（生產成本與國際競爭力）：國內外邊際成本差距、自由貿易體系衝擊。
• 維度四（下游消費結構與龐大需求）：畜牧飼料原料龐大、飲食結構西化與米食替代。

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選項分析

本題為專技高考之申論題（非選擇題），無預設選項。然而就作答範疇而言，考生常將數種農產品之進口地位與統計指標混淆，需辨析如下：

• 玉米（符合標準）：進口量居全臺農產品首位。主要作為畜禽（肉豬、蛋雞、白肉雞）之配合飼料能量來源，年進口量逾 400 萬公噸，遠超國產硬質玉米每年約數萬公噸之產量。
• 大豆（符合標準）：進口量居次。主要供榨油與製造飼料用豆粕（高蛋白飼料），少部分供食用豆製品。年進口量逾 250 萬公噸，國內食用大豆自給率不足 $2\%$。
• 小麥（符合標準）：進口量居第三位。為麵粉加工、烘焙與麵食原料，年進口量逾 120 萬公噸，國內冬季裡作小麥年產量僅數千公噸，自給率低於 $1\%$。
• 稻米（混淆項目，不符合）：臺灣稻米年進口配額（WTO 最惠國配額）約 14.4 萬公噸，國內生產量長年過剩，並非進口量最大之作物。
• 牛肉／乳品（混淆項目，不符合）：雖為高度依賴進口之農畜產品，且進口「金額」名列前茅，但在「進口重量（物量）」上每年約 10 萬餘公噸，遠不及穀物之數百萬公噸量級。

核心觀念

本題測驗特用作物學中飲料作物——**茶樹（Camellia sinensis (L.) Kuntze）**之採後加工利用、生化轉化機制與國際農產貿易市場結構。

1. 分類核心依據：化學本質在於茶多酚（主要為兒茶素類，Catechins）受多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase, PPO）與過氧化物酶（Peroxidase, POD）催化之酵素性氧化程度（傳統俗稱「發酵」），以及是否涉及微生物參與的後發酵作用與製茶工藝（如殺青方式、萎凋、渥堆等）。
2. 商業分類法規與學術體系：商業販售主要依據中國茶學學者陳椽確立並廣為國際茶界與商業市場通用的「六大基本茶類」體系，結合國際標準化組織（ISO）之發酵度分類標準。
3. 全球貿易與消費結構：依據聯合國糧農組織（FAO）及國際茶業委員會（ITC）之全球產銷統計數據。

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解題方法

本題屬標準的三段式申論綜合題，解題切入點應涵蓋三個互為因果的層次：

1. 論述分類依據：不可僅寫「依顏色分類」，必須從「製程工序（物理加工）」與「發酵/兒茶素氧化程度（生物化學轉化）」兩大核心軸線切入，展現農藝技師的專業深度。
2. 闡述主要商品茶類別：以「六大基本茶類」（綠、白、黃、青/烏龍、紅、黑）為主幹，對應其發酵程度、代表製程關鍵與色香味特徵。
3. 論列全世界年消耗量排序：提供客觀且具體的全球消費排序，並標註估算之市場百分比與主要消費地理區，解釋為何紅茶居冠、綠茶次之、部分發酵茶居於少數之農產產銷結構原因。

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選項分析

本題為國家考試之申論題型，無選擇題選項。考生在閱卷評分上的得分關鍵與易失分盲點分析如下：

• 分類依據之深度：若僅回答「依外觀顏色」或「依採收季節」分類，屬非專業常識回答，得分偏低；必須指明「兒茶素氧化發酵程度」與「酵素不活化（殺青）之時機」。
• 台灣偏好盲點：台灣本土市場以部分發酵茶（包種茶、高山烏龍茶）為主流，常有考生誤將台灣消費生態套用至全球市場，誤認烏龍茶消耗量極大。事實上，全球市場以全發酵之紅茶佔絕對多數（超過七成），烏龍茶僅佔全球約 2%～3%，此盲點若未注意將導致排序與論述嚴重扣分。

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解題技巧

1. 記憶光譜化：將六大茶類依發酵程度由低至高排列為一條光譜線： $\text{綠茶}(0\%) \rightarrow \text{白茶}(5\% \sim 10\%) \rightarrow \text{黃茶}(10\% \sim 20\%) \rightarrow \text{青/烏龍茶}(10\% \sim 70\%) \rightarrow \text{紅茶}(80\% \sim 100\%) \rightarrow \text{黑茶}(\text{後發酵})$
2. 關鍵工序對應法：

• 綠茶：高溫殺青（抑止酵素）。
• 黃茶：悶黃（濕熱非酵素性氧化）。
• 白茶：重萎凋、不揉不炒。
• 青茶（烏龍茶）：萎凋與攪拌（做青，控制部分氧化）。
• 紅茶：充分布揉、完全發酵。
• 黑茶：殺青揉捻後進行渥堆（微生物後發酵）。

3. 數據量化佐證：全球年消耗量排序切記使用「紅茶（約 70%～75%） > 綠茶（約 20%～25%） > 烏龍茶（約 2%～3%） > 黑茶及其他（約 2%）」之架構，答案即無懈可擊。

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【答案】

一、茶葉分類之依據

商品販售之茶葉分類，其學理與產業上的核心分類依據有二：

1. 發酵程度（生物化學依據）： 指茶葉組織破壞後，細胞內的多酚氧化酶（PPO）將兒茶素類多酚物質氧化轉化為茶黃素（Theaflavins, TF）、茶紅素（Thearubigins, TR）及茶褐素（Theabrownins, TB）的酵素性氧化程度；以及利用外來或內生微生物分泌之酵素進行後發酵之作用程度。
2. 製程關鍵工藝（加工物理學依據）：

核心觀念

本題為典型的「作物起源中心」結合「氣候變遷育種目標」之綜合性申論題，命題核心涵蓋以下兩大主軸：

1. 瓦維洛夫（N. I. Vavilov）作物起源中心學說與植物地理學： 考查考生對經濟作物遺傳多樣性起源地之熟練度。起源中心（Center of Origin）為該作物野生種、近緣種多樣性最豐富之地，亦是發掘抗逆境基因資源的基因庫（Gene pool）。
2. 逆境生理學與氣候韌性育種目標（Climate-resilient Breeding）： 因應全球暖化造成的極端氣候（極端高溫、乾旱、降雨分佈不均致澇、土壤鹽鹼化）與暖化引發之病蟲害帶遷移。考生須依據各作物的生育習性（如冷涼/溫暖、光溫感性、根系深淺）及收穫標的（子目、種子、塊莖、根莖、特用機能成分），精準指出其受氣候變遷威脅之生理瓶頸與亟待改良的農藝性狀。

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解題方法

本題為申論題，切入作答時應採取「結構化矩陣」作答法，兼顧系統性與深度：

1. 破題與定位：開門見山以標準植物地理學或瓦維洛夫起源中心定調五種作物之起源地。
2. 個別剖析（分項論述）：針對向日葵、咖啡、薑黃、大麻、馬鈴薯五大作物，分別切入：

• 生態生理瓶頸：指出極端氣候（高溫、乾旱、暴雨）如何干擾其產量或品質形成。
• 具體改良性狀：寫出具體育種與農藝性狀（非僅抽象寫「耐熱耐旱」，須點出如「高夜溫結薯」、「花粉熱耐性」、「根系構型」等關鍵術語）。

3. 收尾總結：簡要提及野生近緣種（Crop Wild Relatives, CWR）之基因回交與分子標記輔助育種等技術整合。

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選項分析（命題對象逐項深度剖析）

本題非選擇題，茲將題目指定之五種作物逐一進行命題要點之比對與剖析：

1. 向日葵 (Helianthus annuus)

• 起源中心判斷：源自北美洲中心（North American Center）（美國中西部至東南部平原）。
• 氣候變遷因應分析：
• 開花期高溫導致花粉敗育、授粉不良，造成花盤中心空癟粒增加（稔實率下降）。
• 高溫逆境會抑制去飽和酵素活性，降低油酸（Oleic acid）與亞油酸品質。
• 極端暴雨易致倒伏與菌核病（Sclerotinia sclerotiorum）爆發。
• 亟需改良性狀：開花授粉期耐熱性、深根系（水分利用效率 WUE）、抗倒伏性、高溫下油脂脂肪酸比例穩定性、抗菌核病。

2. 咖啡 (Coffea spp., 主指 C. arabica 與 C. canephora)

• 起源中心判斷：源自非洲中心／衣索比亞（阿比西尼亞）高原（Ethiopian/Abyssinian Center）（阿拉伯咖啡原產於東非高原；羅布斯塔種原產於西非至中非低地熱帶雨林）。
• 氣候變遷因應分析：
• 阿拉伯咖啡（C. arabica）對溫度極敏感（最適生育溫約 $18\sim 21^\circ\text{C}$），溫度上升使光合作用受抑制，花期錯亂、落花落果嚴重。
• 暖化使原本受低溫限制的高海拔產區面臨咖啡葉銹病（Hemileia vastatrix）與咖啡果小蠹（Hypothenemus hampei）垂直向上擴散。
• 亟需改良性狀：廣溫性／耐高溫耐旱能力、花期集中度（因應異常降雨）、高海拔適應品系對葉銹病與果小蠹之抗性。

3. 薑黃 (Curcuma longa)

• 起源中心判斷：源自印度中心／南亞熱帶（Indian Center）。
• 氣候變遷因應分析：
• 薑黃為地下根莖收穫作物，耐澇性差。極端降雨造成土壤通氣不良，誘發根腐病、軟腐病（Pythium spp.）及青枯病（Ralstonia solanacearum）。
• 高溫乾旱會抑制根莖膨大，並顯著改變活性成分（薑黃素，Curcuminoids）之生合成代謝途徑。
• 亟需改良性狀：耐澇性（抗根部低氧逆境）、耐土傳性病害（軟腐病、青枯病）、極端乾熱氣候下薑黃素穩定生成能力。

4. 大麻 (Cannabis sativa)

• 起源中心判斷：源自中亞中心（Central Asian Center）（亦涵蓋東亞/中國西北與喜馬拉雅山麓地區）。
• 氣候變遷因應分析：
• 大麻對光溫反應敏感，極端高溫與乾旱逆境會促使植株提早抽苔、提前木質化，大幅降低纖維品質與長度。
• 乾旱或熱逆境會擾亂大麻素（Cannabinoids，如 CBD、THC）之生合成代謝與配比，影響特用經濟價值。
• 高溫高濕條件易引發灰黴病（Botrytis cinerea）等花穗與莖部病害。
• 亟需改良性狀：對光溫波動之鈍感性（延長營養生長期以維持纖維品質）、耐旱性、高溫逆境下有效大麻素成分穩定性、穗部抗黴病。

5. 馬鈴薯 (Solanum tuberosum)

• 起源中心判斷：源自南美洲中心（South American Center）（安地斯山脈高地，現秘魯、玻利維亞至智利一帶）。
• 氣候變遷因應分析：
• 馬鈴薯為典型喜冷涼作物。夜溫高於 $20^\circ\text{C}$ 時，植株體內吉貝素（GA）合成過多，抑制向塊莖轉運光合產物，導致匍匐莖停止結薯或塊莖膨大不良。
• 高溫會引發塊莖生理障礙，如二次生長（Secondary growth）、裂薯、空心病（Hollow heart）及內部褐變（Internal heat necrosis）。
• 暖化及降雨型態改變使晚疫病（Phytophthora infestans）爆發頻率增加，媒介昆蟲（蚜蟲）繁衍加快致病毒病傳播加劇。

核心觀念

本題評量考生對台灣重要特用作物、特用雜糧及芻料作物之「農藝學分類特性」、「田間繁殖與栽培管理關鍵技術」、「採收調製」及「多元經濟利用途徑」的綜合掌握能力。涉及的作物橫跨不同科別與生活型態：

1. 薏苡（禾本科，單子葉一年生特用雜糧穀物）
2. 狼尾草（禾本科，多年生大型 $\text{C}_4$ 芻料與生質能源作物）
3. 黃耆（豆科，多年生深根性藥用植物）
4. 肉桂／土肉桂（樟科，多年生常綠木本特用樹種）
5. 香莢蘭（蘭科，多年生半附生攀緣肉質藤本香料作物）

考生須準確掌握不同作物的生理習性（如種子休眠、開花結實生理、人工授粉、宿根萌蘗）、關鍵田間操作（水肥調控、剪定盤蔓）及收穫後調製工藝（如香莢蘭之發汗殺青、薏苡之去殼脫粒）。

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解題方法

針對申論題型的多品項綜合比較題，宜採「系統化規格作答法」，對五項作物逐一依「生產栽培法」（植物學特性與繁殖、田間管理要點、採收調製）及「利用方式」（利用部位、有效成分或機能性、加工與終端用途）兩大軸線展開。

切入點與得分結構：

• 薏苡：水旱田輪作機制、需水關鍵期（抽穗開花期）、去殼脫粒調製；食用、藥膳與保健美白機能。
• 狼尾草：莖段無性繁殖、宿根性、耐刈割特性與留茬高度；青割青貯芻料、狼尾草筍蔬菜、花青素茶飲與生質能。
• 黃耆：硬實種皮破除休眠、深根系砂質土壤選擇、防積水爛根；補氣中藥根部入藥、黃耆多醣保健產品。
• 肉桂：無性扦插或播種育苗、剝皮收穫（中國肉桂）與採葉模式（台灣土肉桂）；辛香料、精油肉桂醛、中藥溫中散寒。
• 香莢蘭：遮陰設施與攀緣立柱、盤蔓促花、晨間人工授粉、採後四階段發汗熟成工藝（Curing）；香草醛烘焙香料、高級化妝品精油。

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試題完整解析與申論答題示範

一、 薏苡（Coix lacryma-jobi L. var. ma-yuen）

1. 主要生產栽培法：

• 繁殖與播種：以種子繁殖。播種前常以溫湯或藥劑浸種消毒以防治黑穗病，浸種催芽後行條播或穴播。台灣分為春作（2～3 月）與夏秋作（7～8 月），多與水稻進行水旱輪作以減輕連作障礙與雜草危害。
• 田間管理：喜高溫多濕、日照充足環境。生育初期中耕除草並培土，以防植株倒伏並促發有效分蘗。水分管理極為關鍵：營養生長期耐濕性強，幼穗分化至抽穗開花期為需水關鍵期（水分逆境會造成嚴重稔實率下降），成熟後期則應適度排水以利收穫。施肥注重基肥與分蘗肥，氮肥過多易徒長倒伏。
• 採收調製：全株莖葉有三分之二轉黃、籽實總苞轉為黑褐色或灰白色且硬化時為收穫適期。採收後需迅速曬乾或機械烘乾至水分含量 $12\%\sim 13\%$ 以下，再以專用脫殼機脫去總苞與果皮製成糙薏仁（紅薏仁），若進一步精磨去種皮則為白薏仁。

2. 利用方式：

• 糧食與保健：富含不飽和脂肪酸、維生素 $\text{B}_1$、蛋白質及膳食纖維，作為五穀雜糧主食、四神湯配料、薏仁漿等食品。
• 機能性成分與藥用：含薏苡酯（Coixenolide）及薏苡多醣，具抗氧化、利尿滲濕、健脾止瀉及調節免疫功能，常開發為降血脂及美白保健產品。

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二、 狼尾草（Pennisetum purpureum Schumach.）

1. 主要生產栽培法：

• 繁殖與定植：為大型多年生 $\text{C}_4$ 禾本科草本，主要採用無性營養繁殖。選取成熟健壯、節間充實且具飽滿芽眼的莖稈，切成具 2～3 節之莖段進行斜插或平埋，春季至初夏為定植適期。
• 田間管理：耐旱、喜高溫強光，生長迅速，需肥量大。定植前施足有機基肥，每次刈割後必須重施氮肥與鉀肥（追肥）並配合灌溉，以加速側芽再生。植株成活覆蓋地表後可自然壓制雜草。
• 刈割與更新：具強大宿根性。每年可刈割 4～6 次，當株高達 1.5～2 公尺時進行青割品質最佳。刈割時留茬高度需維持在 10～15 公分，以保護生長點基部之分蘗節與貯藏養分；宿根栽培 3～5 年後生長勢退化時需進行翻耕更新。

2. 利用方式：

• 芻料用途：台灣草食家畜（乳牛、肉牛、山羊、鹿）最主要的青割牧草來源，亦可調製成青貯料（Silage）供旱季或冬季飼料儲備。
• 蔬菜與機能性食品：鮮嫩之莖梢可作為「狼尾草筍」食用；特定品系（如花青素含量高之「台畜五號」、「台畜八號」）可開發為牧草茶包、綠原酸抗氧化機能性飲品。
• 生質能源與工業應用：生物質產量極高，可作為生質酒精原料、厭氧發酵產沼氣，或壓製成固態生質顆粒燃料，纖維部分亦可供造紙使用。

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三、 黃耆（Astragalus membranaceus (Fisch.) Bunge / Astragalus mongholicus Bunge）

1. 主要生產栽培法：

• 繁殖與播種：以種子繁殖為主。黃耆種子具硬實性（休眠性強），播種前必須進行種皮物理破除（如細砂摩擦、溫湯浸種或機械擦傷種皮），以提高吸水率與發芽率。通常於春季或秋季行條播。
• 田間管理：屬溫涼半乾旱氣候作物，喜日照充足、耐寒耐旱，極忌積水澇害與土壤黏重。