110 公務人員升官等薦任 農業技術 作物學 考古題詳解

110 年・公務人員升官等・薦任・農業技術
試題代碼 作物學

第 一 題25 分

試比較甘藷和馬鈴薯:

(一)在臺灣之主要栽培品種其特性及用途?(8 分)

(二)所利用之植物部位、日照長短及溫度需求?(5 分)

(三)通常適用之種植栽培方法?(7 分)

(四)生產收穫上容易遭遇之困難?(5 分)

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核心觀念

本題比較兩種地下貯藏器官作物,重點在辨別甘藷的塊根與馬鈴薯的塊莖,並連結其品種用途、光週期與溫度反應、繁殖栽培方式,以及收穫與採後管理上的限制。

甘藷屬旋花科,食用部位為由不定根肥大形成的塊根;馬鈴薯屬茄科,食用部位為地下莖末端肥大形成的塊莖,其表面芽眼是莖的節與腋芽。兩者雖都俗稱「薯」,器官來源與繁殖材料並不相同。

解題方法

依題目四個小題逐項比較,每一項都先交代甘藷,再對照馬鈴薯:

  1. 以臺灣主要栽培品種及其性狀、用途作答。
  2. 說明食用器官,並區分生長期需光與地下器官形成對日長的反應。
  3. 寫出田間常見的繁殖材料及種植方式。
  4. 分別列出田間收穫、品質損失和採後管理的難點。

配分中(三)、(四)占分較高,作答時宜寫出實際方法與原因,避免只列「插苗」「種薯」等名詞。

(一)臺灣主要栽培品種、特性及用途(8 分)

甘藷

  • 台農57號:黃皮、黃肉,適應性廣、產量穩定,食味佳,甜度與烤後品質良好。常供鮮食,適合蒸、煮、烤,也可加工為薯條、甘藷簽及澱粉等產品,是臺灣重要的鮮食及加工品種。
  • 台農66號:紅皮、橙紅肉,肉質較細緻、含水量較高,常供鮮食,適合蒸煮及製作甘藷食品。
  • 台農68號:白肉,肉質較粉,較適合加工用途。
  • 台農71號:葉菜用甘藷,莖葉生長旺盛、再生力佳,可多次採收嫩梢及嫩葉作蔬菜;其主要利用部位與食用塊根型甘藷不同。

作答時可用「台農57號、66號為代表性食用品種;台農71號為代表性葉菜用品種」統整,並以肉色與用途作區分。

馬鈴薯

  • 克尼伯(Kennebec):臺灣主要栽培品種之一,適應性佳。較大的薯塊可供鮮食,小薯可供加工;常用於薯條等加工產品。
  • 大西洋(Atlantic):乾物質及澱粉含量較高,適合加工洋芋片。
  • 台農一號、種苗二號、台農三號:亦為臺灣栽培品種,可依品種熟期、薯形及加工或鮮食需求選用。

因此,兩種作物的品種用途都應連結到產品需求:甘藷依肉色、質地及是否利用莖葉區分;馬鈴薯則常依薯塊品質及加工用途選種。

(二)利用部位、日照長短及溫度需求(5 分)

比較項目甘藷馬鈴薯
利用部位不定根肥大形成的塊根;部分品種利用嫩葉、嫩梢地下莖末端肥大形成的塊莖,芽眼可萌芽
日長反應喜充足日照;短日有利塊根形成與肥大,生育適溫約為 20–30∘C20\text{–}30^\circ\mathrm{C},塊根形成適溫約 24∘C24^\circ\mathrm{C}生長期需要充足光照;短日與冷涼夜溫有利塊莖形成。塊莖生長適溫約為日溫 17–19∘C17\text{–}19^\circ\mathrm{C}、夜溫 10–14∘C10\text{–}14^\circ\mathrm{C};高溫會妨礙結薯與薯塊生長

**辨析重點:**馬鈴薯是喜光作物,充足日照可促進莖葉光合作用;但誘導塊莖形成則受短日及冷涼條件促進。甘藷也喜光,然而其塊根形成與肥大較有利於適度短日及溫暖環境。

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第 二 題25 分

何謂水稻之「葉齡指數」?其與水稻器官同伸現象有何關連?葉齡指數如何應用於水稻之栽培管理?

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核心觀念

葉齡指數是表示水稻植株葉片發育進度的指標,通常以稻株主莖(或代表性分蘗)的葉片數,除以該品種全生育期預估的總葉片數,再乘以 100:

葉齡指數(%)=目前已抽出葉片數全生育期總葉片數×100\text{葉齡指數(\%)} = \frac{\text{目前已抽出葉片數}}{\text{全生育期總葉片數}} \times 100

葉齡指數反映植株的營養生長進程。全生育期總葉片數會因品種、栽培季節及環境而異,因此應以該品種或當地栽培條件的預估葉數為基準。調查時須採用一致的葉片計數方式;尚未完全抽出的幼葉不宜與已抽出葉片混算。

解題方法:從葉齡推定器官發育

作答可分成三步:先定義葉齡指數,再說明它如何標示稻株的生育進度,最後連結器官同伸規律及田間管理用途。

水稻具有器官同伸現象:主莖葉片依序抽出時,根、分蘗及幼穗等器官也依一定的發育規律同步生長。特定葉片抽出或達到特定葉齡時,常可對應到一個重要的器官發育階段。例如,分蘗發生、幼穗分化等生育進程,可藉由葉齡及葉齡指數加以推估。

因此,葉齡指數不是直接測量根或幼穗,而是利用較容易觀察的葉片發育,作為判斷其他器官發育階段的生育指標。同伸關係會受品種、氣候及栽培條件影響,實務上應配合品種特性與田間觀察判讀。

葉齡指數的栽培管理應用

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第 三 題25 分

最近全球最重要的三個農產品黃小玉(黃豆、小麥、玉米),作為農產品原物料,國際價格不斷上漲,引起關切。試說明其全世界總產量(global production, million tons)、平均產量(average yield, ton/ha)、臺灣每年進口量,以及目前在臺灣主要之栽培品種有哪些,主要用途為何?

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核心觀念

本題考查「黃小玉」三種重要農作物的全球生產概況,以及臺灣對其進口依賴、國內栽培品種和用途。黃小玉分別是黃豆(大豆)、小麥、玉米。作答時要區分全球總產量與平均單位面積產量,並將國內栽培品種依作物及用途說明。

題目未指定統計年度,以下全球產量與單位面積產量採約 2020 年資料作比較;臺灣進口量則以民國 109 年(2020 年)統計概述,數值採約數。全球平均產量指收穫產量除以收穫面積:

平均產量(噸/公頃)=全球總產量(噸)全球收穫面積(公頃)\text{平均產量(噸/公頃)} = \frac{\text{全球總產量(噸)}}{\text{全球收穫面積(公頃)}}

解題方法與作答表

先用同一統計年度的近似數值比較全球產量與平均產量,再列出臺灣年進口量,最後依國內用途分為黃豆、小麥、硬質玉米及鮮食玉米等類別。產量與進口量都是年度統計數據,年份不同會有差異,因此應標明口徑,避免把年度變動誤當成作物特性。

作物全球總產量(約,百萬噸)全球平均產量(約,噸/公頃)臺灣年進口量(約,百萬噸)
黃豆3532.82.6
小麥7613.51.52
玉米1,1605.84.56

一、黃豆(大豆)

  • 全球生產:年產量約 3.53 億噸,平均單位面積產量約 2.8 噸/公頃。
  • 臺灣進口:每年約 260 萬噸,主要供食品加工與榨油、飼料等用途。進口黃豆常用於製作豆腐、豆漿、豆皮及醬油。
  • 臺灣主要栽培品種:可舉高雄選 10 號、臺南 3 號、臺南 5 號等籽粒用或食用大豆品種。臺南 3 號為青仁黑豆,亦可作籽實用途;臺南 6 號則偏向果園覆蓋及綠肥用途。
  • 主要用途:籽粒供食用及加工,亦可榨取大豆油;豆粕是重要的蛋白質飼料原料。部分品種用作綠肥、覆蓋作物或芻料。

二、小麥

  • 全球生產:年產量約 7.61 億噸,平均單位面積產量約 3.5 噸/公頃。
  • 臺灣進口:每年約 152 萬噸。國產量遠低於需求,進口小麥主要供製粉及食品加工。
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第 四 題25 分

有關糖料作物,請說明何謂甘蔗的「高貴化」過程?甘蔗的分類及其特性?甘蔗之種植栽培方式?甘蔗和甜菜之加工製糖工序?

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核心觀念

本題考查糖料作物的育種原理、甘蔗主要種及其農藝性狀、甘蔗的無性繁殖與田間栽培,以及甘蔗糖和甜菜糖在「提取糖汁」階段的差異。作答時宜先說明甘蔗高貴化的親本與目的,再按「分類特性—栽培流程—製糖流程」分段作答。

一、甘蔗的「高貴化」過程

甘蔗的「高貴化」(nobilization),是甘蔗育種者利用甘蔗屬不同種的優良性狀,改良甘蔗品種的雜交與回交過程。典型做法是以高糖分的甘蔗(Saccharum officinarum,稱高貴種)為母本,與野生種 S. spontaneum 雜交,再將後代回交高貴種,並經選拔,育成兼具高糖分與較強抗逆性的品種。

兩親本提供的主要性狀如下:

  • 高貴種(S. officinarum):莖較粗、汁液多、蔗糖含量高,是高糖性狀的主要來源;但對病害、環境逆境的抵抗力較弱。
  • 野生種(S. spontaneum):莖較細、纖維較多、含糖較低,但生長勢強,根系發達,分蘗能力佳,且可提供抗病、抗逆與宿根性等性狀。

因此,高貴化的育種方向是:將野生種有用的抗性與生育特性導入高貴種,再透過回交與選拔,恢復較高的糖分與製糖價值。現代栽培甘蔗多為複雜種間雜交品種,並非單一原種。

二、甘蔗的分類及特性

甘蔗屬主要栽培種與近緣種,依傳統作物學分類,常列出下列六種:

種類主要特性
高貴種(S. officinarum)莖粗大、汁多、蔗糖含量高、纖維較少;較適合製糖,但抗病與抗逆性較弱。
野生種(S. spontaneum)莖細、纖維多、含糖低;生長勢強、分蘗多、根系發達,耐逆性及抗病性較佳。
大莖野生種(S. robustum)植株高大、莖粗而纖維多,含糖量低;常作為種原或育種材料。
印度種(S. barberi)植株與莖通常較細,纖維較多、含糖量較低;早期在印度栽培,部分材料適應性較佳。
中國種(S. sinense)植株較高、莖較細,糖分及纖維性狀介於不同種間;根系與分蘗表現較強,具育種價值。
食用種(S. edule)主要利用幼嫩花序作為食物,並非主要製糖種類。

甘蔗是禾本科多年生作物,成熟莖節間的薄壁組織富含蔗糖,是製糖的主要原料。商業品種則以種間雜交後代為主,育種與栽培上著重產量、糖分、抗病性、抗逆性與宿根性等性狀。

三、甘蔗的種植栽培方式

甘蔗通常以莖段(蔗種、種蔗)無性繁殖,不是以種子作為一般田間栽培的主要繁殖材料。栽培可分為新植蔗與宿根蔗;新植蔗播種後收穫,留在田間的蔗頭與地下芽萌發後再生長,稱為宿根蔗。

1. 整地與選地

選擇日照充足、土層較深、排水良好的土地。整地時須耕鬆土壤並做好排水,避免積水造成根系生長不良或蔗莖腐敗。依土壤肥力施用基肥,並配合灌溉與田間排水設施。

2. 種蔗準備與播植

選用純正、健壯且無病蟲害的種蔗,截成含數個健全芽眼的莖段。依栽培地區、季節與品種,採用溝植或條植;將蔗段平放或斜放於植溝內,覆土後保持適當土壤濕度,促使芽眼萌發。

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