110 公務人員升官等薦任 園藝 果樹學與蔬菜學 考古題詳解
第 一 題15 分
水果貯運常使用 1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropene)作為保鮮劑,請說明其延緩品質劣變之生理機制。
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核心觀念
本題考「乙烯作用的受體層級抑制」及其對果實後熟、老化的影響。1-甲基環丙烯(1-MCP)是乙烯作用抑制劑,結構與乙烯相似,能與果實細胞中的乙烯受體結合,阻止乙烯被感受及傳遞訊號。
果實成熟與衰老會造成果肉軟化、色澤改變、香氣及風味變化,並加速品質劣變。對呼吸躍變型果實而言,乙烯是促進後熟的重要訊號;1-MCP 阻斷乙烯作用,因而延緩這些變化。
解題方法
作答時依「乙烯訊號被阻斷 → 後熟反應減緩 → 貯運品質維持」說明生理因果:
- 競爭乙烯受體:1-MCP 與乙烯競爭受體上的結合位置,且與受體的結合力高,使乙烯難以結合並啟動訊號。
- 抑制乙烯訊號傳遞:乙烯受體被 1-MCP 占據後,乙烯引起的訊號傳遞及下游成熟相關反應受抑制。
第 二 題15 分
多數果樹作物具有幼年期長之特性,不利於雜交育種。請說明縮短果樹雜交後裔實生苗幼年期之園藝技術。
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核心觀念
果樹實生苗由種子萌發後,須經過一段營養生長階段,才能取得開花能力;這段尚未具備生殖能力的時期稱為幼年期。幼年期長短因果樹種類與品種而異,會使雜交後裔必須等待多年才能開花結果、評估果實性狀,因而拉長育種年限。
縮短幼年期的重點,是讓雜交實生苗提早由幼年相轉入成年相,並促進花芽形成。園藝處理可以加速這個過程,但不會改變實生苗的基因型;實生後裔仍須依實際開花、結果表現進行選拔。
解題方法:依作用原理分述園藝技術
作答可從「促進營養生長」、「利用成年相訊號」及「抑制徒長、促進花芽分化」三個方向整理。
一、加速苗木生長
提供適宜的溫度、光照、水分與肥培管理,使苗木快速生長、提早達到生殖成熟所需的生理狀態。可選用生育良好的大苗、適當加大育苗容器,並確保根系健康。此法是縮短幼年期的基礎管理;苗木長勢衰弱或長期受逆境,通常不利於提早進入成年相。
二、將雜交實生苗枝條高接於成年結果樹
取雜交實生苗的枝條或芽,嫁接到同種或親和性良好的成年結果樹上,亦稱高接或頂接。成年樹的根系與樹冠環境,以及接穗與成年樹相連後所受的生理影響,可促進實生苗枝條較早開花,利於提早評估雜交後裔。
須注意接穗應是待評估的雜交實生苗。若將成年品種的接穗接到幼年實生砧木上,所提早開花的是成年品種接穗,不能據此判斷實生後裔的開花性狀。
三、嫁接於矮化或早結果砧木
將雜交實生苗接穗嫁接於具有矮化、早結果特性的砧木或中間砧,可減弱過旺的營養生長並促進提早開花結果。此法須考量砧穗親和性及砧木效果;不同果樹種類與基因型的反應不一。
四、整枝與枝條誘引
第 三 題5 分
請解釋下列名詞在果樹學之意義:
(一) Light Compensation Point of Photosynthesis
(二) Blackheart Disorder in Pineapples
(三) Drupe
(四) Dichogamy
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核心觀念
本題考查果樹生理、果實形態與開花授粉的基本名詞。作答時應先給出精確定義,再補充其生理或栽培上的意義,並以例子說明。
(一)Light Compensation Point of Photosynthesis(光補償點)
光補償點是植物葉片在特定環境條件下,光合作用所固定的二氧化碳量恰等於呼吸作用所釋放的二氧化碳量時的光照強度。此時淨光合作用為零:
低於光補償點時,呼吸消耗大於光合作用生產;高於光補償點時,光合作用淨產物開始增加。耐陰植物的光補償點通常較低;喜光植物通常較高。
(二)Blackheart Disorder in Pineapples(鳳梨黑心障礙)
鳳梨黑心是果實內部的生理性褐變障礙,受害組織多在果心及其周圍,切開後呈褐色至黑褐色,外觀有時不易察覺。此障礙常與低溫貯運造成的寒害有關;組織受傷後,酚類物質氧化及多酚氧化酶作用會促進褐變。
鳳梨黑心屬於生理障礙,並非病原菌感染所造成的病害。適當的採後溫度管理可降低發生風險;低溫過度或貯藏條件不當則可能增加內部褐變。
(三)Drupe(核果)
核果是由單一子房發育而成的肉質果實,果皮可分為外果皮、中果皮與內果皮;其中內果皮木質化或硬化形成果核,通常包住一粒種子。桃、李、櫻桃、芒果及橄欖都是核果的例子。
辨認核果的關鍵在於果實具有硬化的內果皮,而不只是果肉中有硬物。以桃為例,果肉主要是中果皮,堅硬的桃核則是木質化的內果皮。
第 四 題25 分
因應氣候變遷、勞力不足等農業生產之問題,請說明如何將智慧農業的概念與技術導入蔬菜生產上,並說明實際應用在蔬菜種苗生產上的案例。
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核心觀念
本題考查把智慧農業導入蔬菜生產的整體思維,以及如何以蔬菜種苗場作為具體案例。作答時應說明智慧農業如何運用感測、通訊、資料分析與自動控制,改善氣候變遷帶來的環境風險,並減輕缺工造成的生產壓力。
智慧農業不是單純添購設備,而是將「環境與作物資料蒐集、分析判斷、精準操作、成效回饋」串成管理流程。導入後,生產者可依作物需求與現場條件調整管理,提升產量與品質的穩定性,並降低水、肥、藥及人力等資源耗用。
解題方法
可從「生產環節」切入,依序說明環境監測、栽培管理、病蟲害管理、機械化與生產資訊管理,再以種苗場的實際應用說明智慧農業如何落地。這種寫法能同時回應題目提出的氣候變遷、勞力不足,以及「種苗生產案例」兩項要求。
一、智慧農業導入蔬菜生產的方式
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感測與環境監測 在田間或設施內設置溫度、濕度、光照、土壤水分、電導度等感測器,持續蒐集環境與栽培資料。搭配氣象資訊及歷年資料,可掌握高溫、低溫、乾旱、強降雨等風險,作為調整栽培措施的依據。
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設施環境自動控制 將感測器與控制器連接,依設定條件自動操作灌溉、施肥、通風、遮陰、風扇及水簾等設備。例如高溫時啟動通風或降溫設備,土壤水分低於設定值時啟動灌溉,以減少環境劇烈變化對蔬菜生長與品質的影響。
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精準灌溉與施肥 依土壤水分、作物生育期及養分需求供水供肥,避免固定時程灌溉造成浪費或缺水。設施栽培可結合水肥一體化系統,調整供液量與濃度,提升水肥利用效率,並降低養分流失。
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病蟲害監測與預警 透過田間調查、誘蟲器、影像辨識及氣象資料監測病蟲害發生條件,建立預警或決策輔助資訊。管理者可及早採取通風、清除病株、調整灌溉或適時防治等措施,減少病蟲害擴散與不必要的用藥。
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機械化與自動化作業 導入自動播種、育苗搬運、移植、噴灌及收穫等機械,降低重複性勞動與人力需求。作業標準化也有助於維持種植密度與作業品質,提升單位時間的生產效率。
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生產資訊與決策管理 將品種、播種日期、栽培環境、田間作業、病蟲害及採收紀錄數位化,串聯生產排程與銷售資訊。管理者可依訂單、氣象預測及作物生長狀況安排生產,並利用歷史資料修正管理方式。
第 五 題25 分
請說明蔬菜作物最容易缺乏的微量營養元素,並說明此微量元素對蔬菜作物之影響與如何診斷其不足?
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核心觀念
本題考查蔬菜微量元素的缺乏症狀與營養診斷。蔬菜作物中較容易發生缺乏的微量元素為鋅(Zn)。鋅是多種酵素的成分或活化因子,參與蛋白質與醣類代謝,也與生長素合成及生長調節有關;缺鋅會抑制生長,並使葉片發育異常。
解題方法
作答時先指出元素,再依序說明其生理功能、缺乏對植株的影響,以及診斷方式。診斷要同時觀察植株症狀、土壤與栽培條件、植體分析,不能只憑單一葉片症狀判定,因為不同蔬菜的表現會有差異,病害或其他營養失衡也可能造成相似症狀。
缺鋅對蔬菜作物的影響
缺鋅常使生長受阻,節間縮短,植株矮化;新葉通常變小、變厚,葉色可能呈灰綠或濃綠,並伴隨皺縮、捲曲或黃化。不同蔬菜的症狀略有不同,例如:
- 白菜、芥菜、青江菜、葉萵苣:新葉變小、變厚,葉色灰綠;嚴重時下位葉黃化,葉緣或葉肉出現褐色焦斑。葉萵苣的新葉可能呈叢生狀、葉形鈍圓。
- 芥藍、甘藍:新葉變小、黃化或捲曲。
- 番茄:葉片變小、捲曲,枝條先端下捲,葉肉出現不規則黃化斑點,嚴重時形成褐色焦斑。
- 莧菜:葉片可能捲成桶狀,葉肉黃化,葉脈附近出現灰褐色斑點。
容易發生缺鋅的條件包括石灰質土壤或過量施用石灰、長期過量施用磷肥,以及養液栽培中鋅供應不足。