110 公務人員升官等薦任 植物病蟲害防治 植物病理學 考古題詳解
第 一 題25 分
試描述植物病害的分類(classification of plant diseases),請分從生物性(biotic)與非生物性(abiotic)病害說明之。而生物性與非生物性病害在田間的擴散模式又有何不同?
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核心觀念
植物病害可依病因是否為生物性病原,分為生物性(biotic、傳染性)與非生物性(abiotic、非傳染性)兩大類。分類的關鍵在於病因能否在植物體內或植物間繁殖、傳播,而不是只看病徵外觀。
病害發生與發展可用「病原、感病寄主、適宜環境」三者交互作用的概念理解;生物性病害還須有病原接種與傳播。非生物性傷害則由環境或栽培因素直接造成,病因本身不會在植物間感染。
解題方法
作答時先列出兩大類病因及代表例,再比較其田間分布和擴散特徵。判斷重點是觀察病害是否形成感染中心並逐步向外擴展,或是多株植物同時呈現與環境、作業或地形一致的受害分布。
病害分類
一、生物性病害(biotic diseases)
由能感染植物、並可在寄主上或寄主間繁殖的病原生物所引起,故又稱傳染性病害。主要病原包括:
- 真菌及卵菌:如銹病、白粉病、疫病、猝倒病。
- 細菌:如細菌性斑點病、軟腐病、青枯病。
- 病毒及類病毒:如嵌紋病、萎縮病。
- 植物寄生線蟲:如根瘤線蟲病。
- 植原體等其他病原:如部分黃化、叢枝類病害。
病原在寄主上繁殖或形成新接種源,能透過風、水、種苗、土壤、農具、昆蟲媒介或人為操作等方式傳播。田間常可見病株由局部開始,形成感染中心,之後逐漸向周圍擴展;病勢亦可能隨時間增加。不同病原的傳播速度與分布型態,會受病原特性、寄主感病性及環境條件影響。
二、非生物性病害(abiotic diseases)
由非生物因素造成,亦稱非傳染性病害或生理障礙。常見原因包括:
- 環境逆境:高溫、低溫、霜害、乾旱、淹水、強風、日灼。
- 土壤與營養問題:養分缺乏或過量、土壤酸鹼度不適、鹽害、排水不良。
- 化學傷害:農藥藥害、肥料濃度過高、污染物傷害。
- 栽培管理問題:灌溉不當、移植傷害、栽植深度或密度不適等。
第 二 題25 分
植物病毒(plant viruses)的傳播途徑有哪些?植物病毒在其寄主植物上會引起哪些病徵?
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核心觀念
本題考查植物病毒病的兩大基本概念:病毒如何由感染株傳到新寄主,以及感染後寄主會出現哪些病徵。病毒不能自行穿透完整植物表皮,通常須藉由傷口、繁殖材料或媒介生物進入植物,再在寄主體內移行、增殖。
作答時宜先按傳播方式分類,再將病徵分為葉片色澤變化、組織壞死、器官畸形、生長受抑及繁殖器官變化,避免只列出「嵌紋」一項。
解題方法
一、植物病毒的傳播途徑
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汁液接觸與機械傳播 病株汁液經由植株摩擦、修剪或摘心工具、手部操作等造成的傷口進入健康植株。菸草嵌紋病毒是常見例子。機械傳播不代表病毒能穿透完整表皮,仍須有傷口或細胞受損。
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無性繁殖材料傳播 病毒可隨感染的接穗、砧木、插穗、球根、塊莖、鱗莖、匍匐莖及組織培養材料傳播。以帶毒種薯繁殖馬鈴薯,是典型例子。
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種子與花粉傳播 部分病毒可由帶毒種子傳給幼苗,或隨帶毒花粉傳播。這是部分病毒的特性,不能概括成所有植物病毒都會經種子或花粉傳播。
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媒介生物傳播 媒介取食帶毒植物後,可將病毒帶到健康植物。主要媒介包括蚜蟲、粉蝨、葉蟬、薊馬、甲蟲、蟎類及線蟲等;不同病毒與媒介間有特定關係。作答時列出媒介類群即可,不必假設每種媒介都能傳播所有病毒。
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土壤、水及其他寄主來源 有些病毒可經受污染的灌溉水或逕流水傳播;部分土壤傳播病毒則由土壤中的媒介生物傳播,例如某些線蟲或原生生物。田間的自生苗、雜草及其他帶毒寄主也能成為感染來源。
第 三 題25 分
香蕉有 Panama disease 與 Sigatoka disease 兩大病害,在國際間被視為高度重要的植物流行病,試分從「病原學名」、「病徵」、「傳播途徑」與「防治方法」四方面來描述這兩個病害。又請問這兩個病害目前在臺灣的發生情況為何?
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核心觀念
本題考查香蕉兩種重要真菌病害的病原辨識、病徵診斷、流行傳播與綜合防治,並要求掌握臺灣的發生概況。作答時要先區分病原侵染部位:Panama disease 是根部侵染、維管束病害;Sigatoka disease 是葉部病害。
「Sigatoka disease」有時泛指香蕉葉斑病害群,常見病原包括黃葉斑病菌 Pseudocercospora musae(舊名 Mycosphaerella musicola)與黑葉 streak 病菌 Pseudocercospora fijiensis(舊名 Mycosphaerella fijiensis)。臺灣資料所稱的香蕉葉斑病,主要指黑葉 streak/黑色 Sigatoka,作答宜明確註明名稱,避免與黃葉斑病混淆。
解題方法
依題目指定的四個面向,分別整理病原、病徵、傳播與防治,最後以臺灣現況收束。比較時抓住兩病的診斷差異:Panama disease 看葉片黃化、萎凋與假莖維管束褐變;Sigatoka 看葉片條斑擴大成褐黑斑、葉片早枯。
一、Panama disease(香蕉黃葉病、巴拿馬病)
病原學名: Fusarium oxysporum f. sp. cubense(簡稱 Foc),屬土壤傳播的維管束病原真菌。依寄主範圍與致病性分為不同生理小種;其中熱帶第四生理小種 TR4 可侵染多數栽培的 Cavendish 香蕉,是全球重要威脅。
病徵: 病原由根部侵入,進入維管束後向上蔓延。早期常見下位葉黃化、葉柄下垂或葉片由葉緣向內黃化;病勢加重時葉片萎凋、折垂,假莖外部葉鞘可能裂開。切開根莖或假莖,可見維管束黃褐至紅褐色變色。嚴重時植株枯死,不能正常結果。
傳播途徑: 主要藉帶菌土壤與受感染的種苗、吸芽及地下莖傳播;雨水、灌溉水、土壤搬運、農機具、鞋靴或運輸容器沾附病土,也能將病原帶往新田區。病原可在土壤中長期存活,因此病田不易根除。
防治方法: 採取預防與降低傳播為主的綜合管理。使用健康無病種苗與抗病品種,避免從疫區調運蕉苗、土壤或受污染器具;病田與健康田區分區管理,清潔消毒農機具,控制土壤及水流移動。發現病株時應及早通報、移除並妥善處理,避免病土擴散;輪作、休耕及改善排水可降低病害壓力,但不能保證清除土壤中的病原。化學藥劑難以在田間根除已建立的土壤族群。
二、Sigatoka disease(香蕉葉斑病)
病原學名: 若指黃葉斑病,病原為 Pseudocercospora musae(舊名 Mycosphaerella musicola);
第 四 題25 分
下列五個病害是植物病理學歷史上著名的重大病害,請寫出「病原學名」及說明其對世界產生的影響何在?(每小題 5 分,共 25 分)
(一) 馬鈴薯晚疫病(potato late blight)
(二) 葡萄白粉病(powdery mildew of grape)
(三) 葡萄露菌病(downy mildew of grape)
(四) 栗樹萎凋病(chestnut blight)
(五) 荷蘭榆樹病(Dutch elm disease)
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核心觀念
本題考查植物病理學史上的五種重大病害,作答須掌握兩項內容:一是病原的正確學名;二是病害造成的農業、經濟、生態或社會影響。回答病原時,須分辨真菌與卵菌等類群,並注意學名拼寫;說明影響時,則應指出病害發生的地區、受害對象及其歷史後果。
解題方法
依各病害的寄主與歷史事件建立連結,再對應病原學名及主要影響:
(一)馬鈴薯晚疫病(potato late blight)
病原: Phytophthora infestans,中文常稱致病疫黴。
病原會侵染馬鈴薯地上部與塊莖,在適宜的低溫、高濕環境下迅速蔓延,造成植株枯死及塊莖腐敗。1840 年代愛爾蘭馬鈴薯歉收與此病害密切相關;由於當時許多民眾高度依賴馬鈴薯為主食,饑荒造成大量死亡與人口外移,對愛爾蘭人口、社會及移民史均有深遠影響。此病也成為植物病害能引發重大糧食危機的代表案例。
(二)葡萄白粉病(powdery mildew of grape)
病原: Erysiphe necator(舊名 Uncinula necator),亦常見舊稱 Oidium tuckeri。
此病原為子囊菌,主要侵染葡萄葉片、嫩枝與果實,病部表面出現白色粉狀菌落,可使果實品質下降、裂果,並影響葡萄酒產量與品質。19 世紀中期,此病由北美傳入歐洲,對歐洲葡萄栽培與葡萄酒產業造成重大損失;其防治經驗也促使硫磺成為葡萄白粉病的重要防治材料。
(三)葡萄露菌病(downy mildew of grape)
病原: Plasmopara viticola。
此病原屬卵菌,會危害葡萄葉片、花序及果實;葉片常見油斑,葉背在潮濕時可出現白色霜狀孢子囊。病害於 19 世紀由北美傳入歐洲,造成葡萄園產量與品質損失。為防治露菌病而使用的波爾多液(硫酸銅與石灰配製),成為植物病害化學防治史上的重要發展,也促進了葡萄病害防治技術的建立。
(四)栗樹萎凋病(chestnut blight)
病原: Cryphonectria parasitica(舊名 Endothia parasitica)。
病原侵染栗樹樹幹與枝條,造成皮層潰瘍並阻斷輸導組織,最終使枝幹或整株死亡。20 世紀初,此病在北美迅速擴散,重創美國栗(American chestnut)族群,使其由東部森林中的優勢