112 公務人員升官等薦任 農業技術 作物學 考古題詳解
第 一 題25 分
請詳述豆類作物在栽培上之特性。
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核心觀念
本題考查豆類作物的共同生物學特性,以及這些特性如何影響栽培管理。作答時宜從「根瘤固氮、植株與生育習性、環境需求、田間管理、收穫利用」依序說明,並指出不同豆類作物間仍有差異。
豆類作物通常指豆科中具有經濟栽培價值的作物,例如大豆、落花生、綠豆、紅豆、菜豆、豌豆及樹豆等。其收穫部位可為成熟種子、未成熟豆莢或嫩豆粒;落花生則以地下結莢及種子為主要特徵之一。
解題方法
以「生物特性如何決定栽培方式」為主軸:先說明豆科與根瘤菌的共生,再連結至氮肥管理;接著整理生育、環境與植株型態的差異,最後說明整地、播種、田間管理、輪作及收穫。如此能避免只列出零散特點,也能展現作物學上的因果關係。
豆類作物在栽培上的特性
一、根系與根瘤固氮
多數豆類具有主根及側根,部分種類根系較深,能利用較深層土壤水分與養分。根部可與特定根瘤菌共生形成根瘤;根瘤菌固定空氣中的氮,供植株利用,植株則提供碳水化合物作為能量來源。
根瘤固氮有助於減少對外施氮肥的依賴,但固氮能力會受根瘤菌種類、土壤酸鹼度、通氣性、水分、磷鉀營養及土壤有效氮等因素影響。因此,豆類不是完全不需要施肥;仍須依土壤肥力及作物生育狀況適量供應養分。土壤缺乏適合菌種時,可考慮接種相應根瘤菌;過量施用氮肥則可能抑制結瘤與固氮。
豆類收穫後的根株與殘體含有有機物,適當還田有助於維持土壤肥力與地力,但實際效益取決於殘體管理及分解狀況。
二、植株型態與生育習性多樣
豆類植株型態依作物及品種而異,常見有直立、半蔓性及蔓性;部分品種需要支柱或棚架。株型會影響種植密度、通風透光、倒伏風險及採收方式。
豆類多以種子繁殖,種子萌發及幼苗建立受種子品質、土壤水分、溫度與播種深度影響。不同豆類的生育日數、分枝能力、開花結莢習性與成熟期差異很大;有些種類或品種對日長敏感,日長會影響開花與成熟,因此播期及品種選擇須配合當地季節與栽培目的。
開花、授粉、結莢及籽粒充實是影響產量的重要階段。花期或結莢期遭遇高溫、乾旱、豪雨、積水或養分不足,均可能造成落花落莢、結實不良或籽粒充實不足。落花生開花後形成果針,果針入土後發育成莢果,故土壤質地及結莢層的物理條件尤其重要。
三、環境與土壤管理
第 二 題25 分
請說明作物的光週期性(photoperiodism)之發現及內涵,主要的種類並舉例在產業之實際應用。
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核心觀念
光週期性(photoperiodism)是植物對每日明期與暗期長短及其季節變化所產生的生理反應。最常見的表現是花芽形成與開花,也會影響休眠、塊莖形成、鱗莖形成及落葉等發育過程。
植物感受的是光暗週期,而開花反應通常取決於暗期是否連續、是否長於或短於某一臨界值。判斷時常以臨界日長(critical daylength)描述:短日植物通常在日長短於臨界值時受誘導開花;長日植物則通常在日長長於臨界值時受誘導開花。不同品種的臨界值各異,開花也會受到溫度、植株年齡與營養狀態等因素影響。
發現與內涵
1920 年,美國植物學家 Garner 與 Allard 發表研究,確立光週期性概念。他們觀察到馬里蘭巨型菸草(Maryland Mammoth)在夏季長日下營養生長旺盛、不易開花,縮短日照後則能開花;大豆的開花與成熟期也會因日長而改變。研究顯示,植物的生長發育會依日長變化而調節,光週期可作為季節訊號。
後續研究指出,許多植物對開花誘導的關鍵在於夜長及暗期是否中斷。例如,短日植物在長夜中若接受短暫照光,常會受到抑制而延遲開花;長日植物在短日條件下若於夜間補光,則可促進開花。
主要種類與產業應用
| 類型 | 光週期反應與例子 | 產業應用 |
|---|---|---|
| 短日植物(short-day plants;長夜植物) | 日長短於臨界值、暗期足夠長時,開花受誘導或提早。例:大豆、水稻、菊花、聖誕紅。 | 菊花及聖誕紅可用遮光幕延長暗期,安排開花與上市日期;大豆品種則依栽培地緯度及日長特性選育、配置,降低異地栽培時開花成熟期不適的問題。 |
| 長日植物(long-day plants;短夜植物) | 日長長於臨界值、暗期較短時,開花受誘導或提早。例:小麥、大麥、菠菜、萵苣。 |
第 三 題25 分
請述明新近命名及推廣之茶樹品種沁玉(台茶 22 號)之研發歷程、目的及其適製性與發展願景。
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核心觀念
本題不是單純背誦品種特徵,而是要把臺茶 22 號「為何育成、如何育成、適合做什麼茶、推廣後能解決什麼問題」串成完整論述。作答宜以「育種背景與目標—研發歷程—品種特性—適製性—發展願景」為主軸,並注意區分已確認的品種表現與仍須評估的推廣方向。
解題方法
先交代育種目標及親本,再按時間順序寫出雜交、選拔、命名及取得品種權的過程;接著以農藝特性說明它如何符合育種目標,最後依茶類和產區說明適製性與推廣價值。作答時可把「適製性廣」具體化為部分發酵茶與全發酵茶,並舉包種茶、東方美人茶及紅茶等例子。
研發歷程與育種目的
茶業改良場於民國 85 年以臺茶 12 號為母本、青心烏龍為父本進行人工雜交。臺茶 12 號提供較強的生長勢等農藝特性,青心烏龍則是重要的高香氣茶樹品種。育種目標是選育適合中、低海拔栽培,兼具高香氣、高品質、生長勢強、耐病蟲害及較能適應粗放管理的新品種。
雜交後裔經播種、單株選拔、個體試驗及品系比較試驗等程序,於民國 101 年選出表現優良的品系。該品系原代號為 6-1-22,民國 103 年通過品種命名審查,命名為臺茶 22 號;民國 104 年取得植物品種權,商品名為「沁玉」。
這段歷程顯示,沁玉並非僅以茶葉風味作為選拔標準,而是兼顧栽培適應性、產量、抗性、製茶品質及中低海拔茶區的生產需求。
品種特性與育種目標的連結
沁玉屬小葉種,樹型為灌木、樹姿橫張,生長勢強,萌芽屬早生,產量高,茶芽密度高且茸毛較密。其耐病蟲害及耐逆境表現,有助於在中低海拔及平地茶園栽培,並提升生產穩定性;適合平地種植、製好茶率高,也符合育種時對高品質及栽培實用性的要求。
其茶菁具有花香表現,製成部分發酵茶時香氣明顯;受小綠葉蟬危害後製成茶品,亦可呈現龍眼花蜜般的香氣。這些特色使沁玉除具農藝上的生產價值,也有利於建立具有辨識度的產品風味。
適製性
沁玉適製性廣,適合製作部分發酵茶及全發酵茶。
- **包種茶及其他部分發酵茶:**花香表現突出,適合發展清香型茶品。
- **東方美人茶:**茶菁受小綠葉蟬危害後,可呈現龍眼花蜜香氣,具開發特色茶品的潛力。
第 四 題25 分
銀杏為世界上相當重要之藥用作物,請說明其分類上科名、原產地以及臺灣地區栽培的概況、主要利用的部位與其藥用功效。
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核心觀念
本題考查銀杏的植物分類與原產地,以及從作物利用角度說明臺灣栽培情形、藥用部位及功效。作答時須區分藥用的銀杏葉與可供食用、亦作傳統藥用的種子(白果);兩者的用途與成分不同,不宜混為一談。
解題方法
依「分類與產地—臺灣栽培—利用部位—藥用功效」的順序作答。銀杏為裸子植物中的落葉喬木,雌雄異株;臺灣環境整體較暖,銀杏適合溫帶氣候,因此須交代其在臺灣以零星栽培及觀賞栽植為主,栽培較適宜的地點以較冷涼的中、高海拔地區為主。
作物與栽培概況
銀杏,學名 Ginkgo biloba L.,屬銀杏科(Ginkgoaceae)銀杏屬,為裸子植物,是銀杏科現存的代表植物。原產於中國,野生族群主要見於中國部分地區;栽培歷史悠久,現亦廣植於東亞及其他溫帶地區。
臺灣銀杏屬引進栽培植物,並非臺灣原生作物。因銀杏較適合溫帶、冷涼環境,臺灣栽培以庭園、校園及景觀用途為主,在溪頭等較冷涼的中、高海拔地區可見栽植,整體為零星分布,並非主要經濟栽培作物。銀杏雌雄異株,若以採收種子為目的,須配置雌株與雄株,且植株由實生繁殖至開花結果需較長時間。