113 年 國立嘉義大學植物醫學系碩士班《植物保護學》

本題主要在探討植物病毒病害管理的兩種不同策略，永續型與非永續型，要求說明其各自的管理策略。

永續型植物病毒病害管理策略 (Sustainable Plant Virus Disease Management Strategies)
永續型管理策略著重於長期、環境友善、經濟可行且對人類健康無害的病害防治方法。其核心理念是利用生態系本身的調節能力，減少對化學合成農藥的依賴，並將病害維持在可容忍的經濟損失水準之下。

主要策略包括：

1. 抗病育種 (Breeding for Resistance): 培育或選拔具有抗病基因的品種，從根本上降低感病性。這是最經濟且環保的防治方法之一。
2. 健康種苗生產與檢疫 (Healthy Seedling Production and Quarantine): 確保繁殖材料（如種苗、種子、嫁接穗）無病毒帶原，並透過嚴格的檢疫措施，防止病害引入或擴散。
3. 媒介昆蟲管理 (Vector Management): 病毒病害常透過媒介昆蟲傳播，因此有效控制媒介昆蟲的族群是關鍵。這包括：
   • 生物防治 (Biological Control): 利用天敵（如寄生蜂、捕食性螨蟲、瓢蟲、草蛉等）來抑制媒介昆蟲。
   • 物理防治 (Physical Control): 使用網室、防蟲網、黃色黏蟲紙等阻隔媒介昆蟲接觸作物。
   • 生態調控 (Ecological Manipulation): 營造不利於媒介昆蟲生存的環境，例如輪作、種植驅避作物。
   • 農藥的選擇性使用 (Judicious Use of Pesticides): 在必要時，選擇對天敵影響較小、對環境較友善的農藥，並精準施用。
4. 栽培管理 (Cultural Practices):
   • 輪作 (Crop Rotation): 避免連續種植感病作物，以降低土壤中病毒或媒介昆蟲的殘存量。
   • 移除病株 (Rogueing): 及時拔除園中感病植株，防止病毒進一步散播。
   • 適時播種/種植 (Timely Planting): 避開媒介昆蟲發生高峰期。
   • 維持作物健康 (Maintaining Crop Health): 良好的水分、養分管理，使作物本身更健壯，對病害的抵抗力增強。

本題考查的是殺蟲劑「氟派瑞」（Fluopyram）的作用機制與防治對象。氟派瑞是一種廣效性的殺蟲、殺螨及殺菌劑。

作用機制 (Mode of Action):
氟派瑞屬於琥珀酸脫氫酶抑制劑（Succinate Dehydrogenase Inhibitor, SDHI），其作用機制是透過抑制線粒體電子傳遞鏈中的複合物 II（Complex II），也就是琥珀酸脫氫酶。

詳細作用過程如下：

1. 琥珀酸脫氫酶 (Succinate Dehydrogenase, SDH): 這是線粒體三羧酸循環（Krebs cycle）和電子傳遞鏈中的一個關鍵酶，負責催化琥珀酸氧化成延胡索酸（fumarate），並將電子傳遞至泛醌（ubiquinone）。
2. 氟派瑞的抑制: 氟派瑞分子結構能與琥珀酸脫氫酶的輔酶Q結合位點結合，阻斷電子從琥珀酸傳遞到泛醌。
3. 能量產生受阻: 抑制琥珀酸脫氫酶會直接阻礙線粒體產生 ATP（三磷酸腺苷），這是細胞主要的能量貨幣。ATP 的缺乏會導致細胞代謝功能紊亂，最終影響害蟲或病原菌的生存。
4. 呼吸作用停止: 整個線粒體電子傳遞鏈的正常運作被破壞，導致細胞呼吸作用停止，使害蟲或病原菌死亡。

根據作用機制分類，氟派瑞屬於殺蟲劑的 Group 21（IRAC Classification）或殺菌劑的 Group 7。在殺蟲劑領域，它主要作用於神經系統，干擾能量供應。

防治對象 (Target Organisms):
氟派瑞具有廣泛的殺蟲、殺螨和殺菌活性，其防治對象涵蓋了多種農業害蟲和病害。

1. 殺蟲、殺螨對象 (Insecticidal and Acaricidal Targets):

本題考查東方果實蠅（Bactrocera dorsalis）的生物學特性及其綜合防治管理策略。東方果實蠅是世界性的檢疫害蟲，對果樹產業造成極大威脅。

一、生活史 (Life History):
東方果實蠅的生命週期包含卵、幼蟲（蛆）、蛹、成蟲四個階段，屬於完全變態昆蟲。

1. 卵 (Egg):

   • 雌蟲將卵產於果實皮下組織。
   • 卵呈白色、細長狀，大小約 0.5-1.0 mm。
   • 孵化時間受溫度影響，在溫暖環境下約 1-3 天。

2. 幼蟲 (Larva/Maggot):

   • 孵化後，幼蟲鑽入果實內部取食果肉，造成果實腐爛、變質、落果。
   • 幼蟲呈乳白色、無足、無頭，典型的蛆狀形態。
   • 通常有三個齡期。
   • 整個幼蟲期約需 5-15 天，取決於溫度和食物來源。
   • 當幼蟲發育成熟後，會鑽出果實，尋找適宜地點化蛹。

3. 蛹 (Pupa):

   • 幼蟲鑽出果實後，常會鑽入土壤、落葉或其他有機物中進行化蛹。
   • 蛹期約 7-15 天，期間進行變態發育。
   • 蛹的外殼堅硬，呈紅褐色。

4. 成蟲 (Adult):

   • 羽化後的成蟲具飛行能力，體長約 6-8 mm。
   • 體色為黃褐色，胸部有明顯的條紋，腹部有斑紋。
   • 成蟲主要以果實汁液、花蜜、腐爛的有機物為食。
   • 雌蟲在成熟後約 7-10 天開始產卵，產卵高峰期可持續數週。
   • 成蟲壽命約 2-4 週，但環境條件適宜時可更長。
   • 成蟲是傳播病害和進行產卵的關鍵時期。

二、生態習性 (Ecological Habits):

1. 為害對象 (Host Range): 東方果實蠅的寄主範圍非常廣泛，可危害 200 多種植物，尤以果樹類最多，如芒果、番石榴、柑橘類、龍眼、荔枝、酪梨、番茄、木瓜等。
2. 產卵行為 (Oviposition Behavior): 雌蟲會主動尋找成熟或近乎成熟的果實，利用其產卵管刺破果皮，將卵產在果肉中。牠們偏好有輕微損傷或較薄果皮的果實。
3. 活動時間 (Activity Period): 成蟲在白天活動，尤其在溫暖、陽光充足的時段較為活躍。清晨和傍晚的溫度較低時，活動量會減少。
4. 棲息地 (Habitat): 成蟲常棲息在果園樹冠層，或在果實成熟季節聚集於果實附近。幼蟲則在果實內部發育，蛹則在土壤或有機物中。
5. 繁殖力 (Fecundity): 一隻雌蟲一生可產下數百粒卵，繁殖速度快，族群數量能在短時間內快速增加。
6. 溫度影響 (Temperature Influence): 溫度對其生活史各階段的發育速度有顯著影響。高溫（但不過高）可加速發育，縮短世代時間，有利於族群增長。

三、綜合防治管理 (Integrated Pest Management, IPM):
由於東方果實蠅是重要的檢疫害蟲，防治工作需要多方面的協調與合作。

1. 監測與預警 (Monitoring and Early Warning):
   • 誘捕器 (Traps): 在果園內設置果蠅誘捕器，使用含引誘劑（如甲基丁香酚、蛋白質水解物等）的誘餌，定期檢查誘捕到的果蠅數量，以監測族群密度和發生時期。

本題要求列舉三種台灣水稻上的重要害蟲，並說明其分類地位、為害特徵及防治方法。水稻是台灣重要的糧食作物，其生產常受到多種害蟲的影響。

以下列舉三種常見且重要的水稻害蟲：

1. 二化螟 (Chilo suppressalis)

• 分類地位 (Taxonomic Position):

  • 界：動物界 (Animalia)
  • 門：節肢動物門 (Arthropoda)
  • 綱：昆蟲綱 (Insecta)
  • 目：鱗翅目 (Lepidoptera)
  • 科：螟蛾科 (Crambidae)
  • 屬：Chilo
  • 種：C. suppressalis

• 為害特徵 (Damage Characteristics):

  • 主要為害水稻的莖幹。
  • 幼蟲為害: 幼蟲鑽入水稻莖稈內部，啃食莖稈基部的葉鞘或蔥管（稻叢心），造成「枯心病」（dead heart）或「白穗」（white head）。
    • 枯心病 (Dead Heart): 幼蟲蛀入幼苗的蔥管，破壞生長點，導致心葉枯萎死亡，但植株通常不死。
    • 白穗 (White Head): 幼蟲蛀入稻株抽穗期後的莖稈，阻礙養分輸送，導致稻穗無法正常充實而變白，稱為白穗。
  • 一年可發生數代，世代重疊，為害期長。
  • 受害嚴重的稻田，產量損失可達 30% 以上。

• 防治方法 (Control Methods):

  • 農業防治 (Cultural Control):
    • 深耕與翻土: 殺滅越冬或化蛹的幼蟲及蛹。
    • 清除殘株: 拔除或燒毀收穫後田間的稻草和稻樁，減少越冬場所。
    • 適時插秧: 避開二化螟的發生高峰期。
    • 淹水管理: 在幼蟲期淹水，可增加其死亡率。
  • 生物防治 (Biological Control):
    • 保護和利用二化螟的天敵，如寄生蜂（如 Trichogramma spp.、Apanteles spp.）和寄生蠅。
    • 釋放赤眼卵蜂（Trichogramma dendrolimi）於田間，寄生二化螟的卵。
  • 化學防治 (Chemical Control):
    • 在幼蟲孵化初期，水稻分蘗期或孕穗期，施用對鱗翅目幼蟲有效的殺蟲劑，如：
      • 有機磷類 (e.g., chlorpyrifos)
      • 擬除蟲菊酯類 (e.g., cypermethrin)
      • 新菸鹼類 (e.g., imidacloprid)
      • 蘇力菌 (Bacillus thuringiensis, Bt) 製劑，對幼蟲具胃毒性。
    • 藥劑施用時需注意淹水施藥，使藥液能有效接觸到莖基部和蔥管。
  • 釋放不孕雄蟲技術 (Sterile Insect Technique, SIT): 在部分地區已試驗或應用，透過釋放不孕雄蟲來壓低野外族群。

2. 褐飛蝨 (Nilaparvata lugens)

• 分類地位 (Taxonomic Position):

  • 界：動物界 (Animalia)
  • 門：節肢動物門 (Arthropoda)
  • 綱：昆蟲綱 (Insecta)
  • 目：半翅目 (Hemiptera)
  • 亞目：頸喙亞目 (Auchenorrhyncha)
  • 總科：蠟蟬總科 (Fulgoroidea)
  • 科：飛蝨科 (Delphacidae)
  • 屬：Nilaparvata
  • 種：N. lugens

• 為害特徵 (Damage Characteristics):

  • 主要為害水稻的莖基部，吸食汁液。
  • 若蟲與成蟲為害: 牠們聚集在稻叢基部，用口器刺穿莖鞘，吸取韌皮部的汁液。
    • 直接為害: 大量聚集吸汁會導致稻株生長不良、黃化、生育遲緩，嚴重時植株萎凋、倒伏，稱為「蝨燒」(hopperburn)。
    • 病毒病媒介: 褐飛蝨是傳播多種水稻病毒病的重要媒介，例如水稻黃葉病（Rice yellow stunt virus, RYSV）和水稻褐條葉病（Rice ragged stunt virus, RRSV）。
  • 一年可發生多代，且常有遠距離遷飛性。

• 防治方法 (Control Methods):

  • 農業防治 (Cultural Control):
    • 適時播種與收穫: 避免在褐飛蝨高峰期種植。
    • 拔除雜草: 移除田間及四周的雜草，減少其棲息場所。
    • 田間排水管理: 適當排水可降低其族群密度。
  • 生物防治 (Biological Control):
    • 保護和利用褐飛蝨的天敵，如寄生蜂（如 Anagrus spp.）、捕食性椿象、蜘蛛、瓢蟲等。