115 年 國立臺灣大學植物醫學碩士學位學程《植物保護學》

好的，這題是關於土壤健康與土壤養分動態的經典考題，主要考察學生對土壤有機質功能的理解，以及微生物分解有機物時，碳氮比對土壤氮素供應的影響。

第一題詳解

(a) 土壤有機質對土壤健康的重要性

土壤有機質（Soil Organic Matter, SOM）是土壤中所有有機物質的總稱，包括未分解的動植物殘體、半分解的腐殖質以及微生物本身。它對土壤健康扮演著至關重要的角色，主要體現在以下幾個方面：

1. 改善土壤結構：有機質能將土壤顆粒黏結成團粒結構，增加土壤的孔隙度，進而提高土壤的通氣性、透水性和保水性。良好的團粒結構有助於植物根系生長，並減少土壤侵蝕。
2. 提供植物養分：有機質是土壤中養分（如氮、磷、硫等）的重要儲存庫。在微生物的作用下，有機質會緩慢分解，釋放出植物可吸收的無機養分，形成一個持續的養分供應來源。
3. 提高土壤緩衝能力：有機質具有較強的陽離子交換能力（CEC），能吸附並緩衝土壤溶液中的養分和離子，防止養分流失，並調節土壤的pH值，維持土壤環境的穩定。
4. 促進土壤生物活性：有機質是土壤微生物和土壤動物的主要能量來源和棲息地。豐富的有機質能支持龐大且多樣化的土壤生物群落，這些生物在養分循環、病害抑制等方面發揮著關鍵作用。
5. 增強土壤保水能力：有機質的吸水性遠高於礦物質土壤，能顯著提高土壤的持水量，尤其在乾旱地區，這對維持作物生長至關重要。
6. 抑制土壤病原菌：某些有機質分解過程產生的物質，以及活躍的土壤微生物群落，可以抑制土壤病原菌的生長和繁殖，有助於減少植物病害的發生。

(b) 不同碳氮比作物殘體還田後，土壤氮的供給隨時間的變化

當具有不同碳氮比（C/N ratio）的作物殘體還田後，土壤中氮素的供給會受到微生物分解過程的影響，其變化趨勢與作物殘體的C/N比密切相關。這個過程主要涉及微生物的分解作用和礦化作用。

• 微生物分解與礦化：土壤微生物在分解有機物時，需要消耗碳源作為能量，同時也需要氮源來合成自身的細胞物質。微生物會優先利用有機物中較易分解的碳和氮。
• 碳氮比的影響：
  • 低碳氮比（C/N < 20-25）：當作物殘體的C/N比較低時，表示其含氮量相對較高。

好的，這是一道關於馬鈴薯晚疫病的經典題目，主要考驗學生對重要植物病害病原的基礎知識，包括其分類、命名、傳播機制以及發生所需的環境條件。掌握這些基本資訊是理解病害管理策略的基石。

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題目二、1. 馬鈴薯晚疫病 (5 分)

解題過程：

本題要求說明馬鈴薯晚疫病的病原的四個面向：類群歸屬、學名、傳播方式及發生氣候環境條件。我們將逐一針對這四個要點進行說明。

(1) 類群歸屬：
馬鈴薯晚疫病的病原是一種卵菌（Oomycete）。卵菌在形態學和生態學上與真菌有相似之處，但其細胞壁成分（主要為纖維素和葡聚醣，而非幾丁質）、繁殖方式（產生遊走孢子）以及遺傳物質等方面，與真正的真菌（Eumycota）有顯著差異，因此被歸類於真菌界（Fungi）下的卵菌門（Oomycota）。

(2) 學名（含屬名與種名）：
馬鈴薯晚疫病的病原學名為 Phytophthora infestans。其中，Phytophthora 是屬名，意為「植物毀壞者」；infestans 是種名，意為「侵襲的」。

(3) 傳播方式：
Phytophthora infestans 的傳播主要依賴以下幾種方式：

這是一題關於植物病害病原特性與發生條件的綜合題，核心觀念在於辨識特定病害的病原體，並掌握其生物學分類、傳播途徑及適合的環境因子。

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二、請說明下列植物病害之病原 (1) 類群歸屬 (2) 學名 (含屬名與種名) (3) 傳播方式 (4) 發生氣候環境條件。 (每小題 5 分, 共 25 分)

2. 番茄青枯病 (5 分)

(1) 類群歸屬：
番茄青枯病的病原為細菌。細菌是單細胞的原核生物，具有細胞壁，但沒有細胞核及膜狀胞器。它們的繁殖方式主要是二分裂。在植物病原菌中，細菌佔有相當重要的地位，能引起多種植物病害。

(2) 學名 (含屬名與種名)：
番茄青枯病的病原細菌學名為 Ralstonia solanacearum。其中，Ralstonia 為屬名，solanacearum 為種名。此細菌過去曾被歸類於 Pseudomonas 屬，但經由分子生物學的研究，已重新分類至 Ralstonia 屬。

(3) 傳播方式：
番茄青枯病的傳播方式主要有以下幾種：

• 土壤傳播： 病原菌能在土壤中存活相當長的時間，特別是在溫暖潮濕的環境下。透過受感染的土壤，病原菌可以進入健康植株的根部。
• 種子傳播： 雖然不是主要傳播方式，但受感染的種子也可能帶有病原菌，進而傳播到新的耕作區域。

本題主要在考察學生對常見植物病害病原的基礎知識，包含其分類、學名、傳播途徑及適合發生的環境條件。這類題目是植物保護學的基礎，也是研究所入學考試中常見的題型，旨在評估考生對病原生物學的掌握程度。

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第二題：植物病害之病原說明

本題要求針對五種不同的植物病害，逐一說明其病原的類群歸屬、學名、傳播方式及發生氣候環境條件。每小題配分 5 分，總計 25 分。我們將逐一解析。

3. 草莓灰黴病

(1) 類群歸屬

草莓灰黴病的病原為一種真菌，屬於子囊菌綱（Ascomycetes）中的單主囊菌目（Moniliales），其無性世代（anomorph）屬於絲孢菌綱（Deuteromycetes）或稱不完全菌綱（Fungi Imperfecti）。

(2) 學名

• 有性世代（teleomorph）學名： Botryotinia fuckeliana (de Bary) Whetzel
• 無性世代（anomorph）學名： Botrytis cinerea Pers.

在實際應用與討論中，通常以其無性世代的學名 Botrytis cinerea 來稱呼此病原，因為其無性繁殖體（分生孢子）是造成病害的主要傳播與感染形式。

(3) 傳播方式

草莓灰黴病的傳播主要依靠病原的無性繁殖體——分生孢子（conidia）。

• 風力傳播： 分生孢子極為輕巧，可藉由風力遠距離傳播至健康的草莓植株。
• 雨水濺射： 雨水或灌溉水濺起時，可將附著在植株殘體或土壤中的分生孢子濺射到植株的果實、葉片或花器上。
• 昆蟲傳播： 某些昆蟲（如薊馬、果蠅等）在取食過程中，可能將分生孢子攜帶至其他植株。

這是一題關於植物病害的綜合題，主要考驗學生對特定病害病原的分類、命名、傳播機制以及發生條件的掌握程度。這類題目旨在評估學生對植物病理學基礎知識的理解深度，以及將理論知識應用於實際病害診斷與分析的能力。

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題號：二、4. 松樹萎凋病

解題過程：

本題要求說明松樹萎凋病（Pine Wilt Disease）的病原相關資訊，包含（1）類群歸屬、（2）學名（含屬名與種名）、（3）傳播方式、（4）發生氣候環境條件。這四個面向是認識任何植物病原體及其所致病害的基礎。

(1) 類群歸屬

松樹萎凋病是由一種線蟲所引起，而線蟲屬於動物界（Animalia）的線蟲門（Nematoda）。然而，在植物保護學的脈絡下，我們更常將其歸類為動物寄生性線蟲，特別是與植物組織有密切關聯的類群。

(2) 學名（含屬名與種名）

引起松樹萎凋病最主要且具代表性的病原線蟲是松材線蟲。其學名為 Bursaphelenchus xylophilus。

• 屬名：Bursaphelenchus
• 種名：xylophilus

(3) 傳播方式

松樹萎凋病的傳播方式非常特殊且依賴媒介昆蟲。

• 主要媒介昆蟲： 媒介昆蟲主要是天牛（Longhorn beetles），特別是松紋天牛屬 (Monochamus) 的種類。
• 傳播過程：
  1. 感染媒介： 成熟的松材線蟲會聚集在天牛的氣管（trachea）或翅膀基部等部位，等待天牛羽化並尋找新的寄主。
  2. 進入健康松樹： 當攜帶線蟲的天牛取食或產卵於健康的松樹時，線蟲便會隨著天牛的活動進入松樹的木質部（xylem）。
  3. 在松樹內繁殖與擴散： 線蟲進入松樹後，會在木質部內大量繁殖，並分泌酵素分解木質部細胞，以獲取養分。

好的，各位同學！這是一題關於「榕樹褐根病」的植物病理學基本概念題，主要考驗大家對病原菌的分類、命名、傳播以及發生環境的掌握程度。這類題目是植物保護學的基礎，務必熟練。

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詳解：

本題要求我們針對「榕樹褐根病」說明其病原的四個面向：類群歸屬、學名、傳播方式及發生氣候環境條件。這四個要點是認識任何植物病原體不可或缺的資訊。

（1）類群歸屬

榕樹褐根病是由一種真菌引起的。在真菌界中，此病原屬於擔子菌綱（Basidiomycetes）。擔子菌綱的特徵是其無性孢子囊或有性孢子囊上會形成擔子（basidium），擔子上著生擔孢子（basidiospore）。許多重要的植物病原真菌，特別是木腐菌和根部病原菌，都屬於此綱。

（2）學名（含屬名與種名）

榕樹褐根病的病原學名為 Rigidoporus lignosus。

• 屬名：Rigidoporus
• 種名：lignosus

這個學名是國際植物命名規約（International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants）所規範的二名法命名。

（3）傳播方式

榕樹褐根病的傳播主要透過以下幾種方式：

這題主要在考察學生對兩種重要農業害蟲——小菜蛾（Plutella xylostella）與蚜蟲（Aphids）——的危害特性差異，以及在化學藥劑防治上所採取的不同策略的理解。這涉及到害蟲的生態習性、取食方式、族群動態，以及農藥作用機制與抗藥性管理等知識。

解題過程

1. 危害特性之不同

• 小菜蛾 (Plutella xylostella)

  • 危害特性： 小菜蛾是十字花科蔬菜（如甘藍、花椰菜、小白菜、芥菜等）的毀滅性害蟲。其幼蟲（菜蛾）是主要的危害階段，會取食葉片，造成孔洞、缺刻，嚴重時可將葉片食成網狀或僅剩葉脈，影響蔬菜的光合作用及商品價值。幼蟲具有「假化蛹」的特性，常在葉背或植株縫隙中化蛹，且對藥劑容易產生抗藥性。
  • 為何不同： 小菜蛾幼蟲取食方式為啃食，且其化蛹行為使其在防治上較為隱蔽，這些都與蚜蟲的吸食方式和生活史有顯著差異。

• 蚜蟲 (Aphids)

  • 危害特性： 蚜蟲是刺吸式口器的害蟲，主要危害各種蔬菜、果樹、花卉及觀賞植物。牠們聚集在植物的嫩葉、嫩梢、花芽或果實上，用口器刺吸植物的汁液，導致植物生長不良、葉片捲曲、畸形、落花、落果。更重要的是，許多蚜蟲是重要的植物病毒媒介，能傳播多種病毒病，造成更大的經濟損失。蚜蟲繁殖速度快，常在短時間內形成龐大族群。
  • 為何不同： 蚜蟲的危害方式是刺吸式，直接吸取植物汁液，並可能傳播病毒，這是與小菜蛾啃食葉片的危害方式截然不同的。

2. 化學藥劑防治策略之不同

• 小菜蛾的化學藥劑防治策略：

  • 藥劑選擇： 由於小菜蛾對多種殺蟲劑（如有機磷劑、合成除蟲菊精類）已產生高度抗藥性，因此防治上常需輪替使用不同作用機制的殺蟲劑，例如：
    • 殺蟲劑（Insecticides）： 選擇對小菜蛾有效的藥劑，如蘇力菌（Bacillus thuringiensis，Bt，對幼蟲有毒）、幾丁質合成抑制劑（如殺蟲單、殺蟲雙）、新煙鹼類（如賽滅寧、啶蟲脒）、雙酰胺類（如氯蟲苯甲醯胺、溴蟲腈脒）等。
    • 為何不同： 針對其抗藥性問題，必須優先考慮使用對小菜蛾有效的、作用機制新穎的藥劑，並注意輪替使用，避免抗藥性進一步升高。
  • 防治時機： 應在幼蟲發生初期、危害尚不嚴重時施藥，此時藥劑效果較佳，且對環境影響較小。
  • 施藥技術： 幼蟲常藏匿於葉背或植株內部，施藥時需注意噴灑的全面性與穿透性，確保藥液能接觸到害蟲。
  • 為何不同： 考量到其幼蟲的隱蔽性，施藥技術的重點在於覆蓋與穿透。

• 蚜蟲的化學藥劑防治策略：

  • 藥劑選擇： 蚜蟲對藥劑的抗藥性問題也普遍存在，但相較於小菜蛾，其抗藥性發展的藥劑種類可能略有不同。常用的藥劑包括：
    • 殺蟲劑（Insecticides）： 新煙鹼類（如賽滅寧、吡蟲啉、噻蟲嗪）、有機磷劑、合成除蟲菊精類、賽安勃等。系統性殺蟲劑（如賽滅寧、吡蟲啉）因可被植物吸收並傳導至嫩梢，對防治刺吸式口器的蚜蟲效果較佳。
    • 為何不同： 針對蚜蟲的刺吸式口器和其常聚集於嫩梢的習性，系統性藥劑或內吸性藥劑能更有效地接觸到害蟲。
  • 防治時機： 應在蚜蟲族群密度尚未達到經濟危害程度前進行防治，尤其是在初發生期，此時藥劑效果最佳，且能有效延緩病毒病的傳播。
  • 施藥技術： 由於蚜蟲常聚集於嫩葉、嫩梢，施藥時需確保藥液能均勻噴灑於這些部位。

好的，這題考的是「非化學農藥資材」中的「真菌作為生物防治資材」的優缺點。這是一個結合了生物防治原理與實際應用知識的題目。

解題過程

本題要求說明以真菌作為生物防治資材的優點與缺點，共佔 8 分。我們需要從真菌的生物特性、防治機制、環境適應性、以及實際應用上的限制等角度來分析。

第一步：理解「生物防治」與「非化學農藥資材」的核心概念

生物防治（Biological Control）是指利用生物體（如微生物、天敵）來防治病蟲害的方法。非化學農藥資材則泛指所有非合成化學農藥的防治手段，其中生物防治是重要的一環。以真菌作為生物防治資材，意味著我們將利用真菌本身的特性來達到防治害物（病原菌、害蟲、雜草等）的目的。

第二步：思考真菌作為生物防治資材的優點

在思考優點時，可以從以下幾個面向切入：

• 專一性高 (Specificity)： 許多真菌對特定的寄主或目標害物具有高度專一性，這意味著牠們較少傷害非目標生物，符合生態友善的原則。
• 作用機制多樣 (Diverse Modes of Action)： 真菌可以透過多種方式防治害物，例如：
  • 寄生 (Parasitism)： 直接感染並殺死病原菌、害蟲或雜草。例如，某些真菌能分泌酵素分解植物病原菌的細胞壁，或侵入昆蟲體內使其死亡。
  • 競爭 (Competition)： 與病原菌競爭養分、空間等資源，抑制病原菌的生長。
  • 產生抗生物質 (Production of Antibiotics)： 分泌抗生素或其他代謝產物，抑制病原菌的生長。
  • 誘導抗性 (Induction of Plant Resistance)： 某些真菌（如內生真菌）能誘導植物產生抗性反應，增強植物對病原菌的抵抗力。
• 環境相容性佳 (Environmental Compatibility)： 相較於化學農藥，許多生物防治真菌對環境的影響較小，不易造成土壤或水源污染，且對非目標生物的毒性較低。
• 可持續性 (Sustainability)： 若能成功建立族群，真菌生物防治可提供長期且持續的防治效果。
• 抗藥性發展慢 (Slower Resistance Development)： 由於作用機制多樣且複雜，害物對生物防治真菌產生抗藥性的速度通常比對單一作用機制的化學農藥慢。

第三步：思考真菌作為生物防治資材的缺點

在思考缺點時，則需考量實際應用上的挑戰：

• 作用速度慢 (Slow Action)： 相較於化學農藥的快速殺滅效果，生物防治真菌的作用通常較為緩慢，需要較長的潛伏期來建立族群並發揮防治效果。這在病蟲害爆發初期可能難以應對。
• 環境條件依賴性高 (High Dependence on Environmental Conditions)： 真菌的生長和防治效果對溫度、濕度、光照、pH 值等環境因子非常敏感。不適當的環境條件可能導致真菌無法存活或發揮作用，防治效果不穩定。

這題主要在考驗學生對昆蟲生長發育過程中，幾個重要荷爾蒙的理解與辨識能力。這些荷爾蒙在昆蟲的蛻皮、變態及其他生理過程中扮演關鍵角色。

解題過程：

a. Ecdysone（3 分）

Ecdysone，中文稱為蛻皮素或蛻皮激素，是一種主要的蛻皮激素。它是由昆蟲的後胸腺（prothoracic gland）分泌，並由腦部分泌的腦激素（brain hormone）所調控。蛻皮素在昆蟲的生長過程中扮演核心角色，它會誘導昆蟲進行蛻皮（ecdysis），也就是脫去舊的角質層，以允許身體繼續生長。蛻皮素的作用是啟動細胞分裂和分化，導致舊表皮的脫落和新表皮的形成。在變態發育過程中，蛻皮素的濃度變化與保幼激素（Juvenile hormone, JH）的協同作用，決定了昆蟲是進行若蟲蛻皮（nymphal molting）還是化蛹（pupation）或羽化（eclosion）。

【答案】
蛻皮素（Ecdysone）是昆蟲體內一種重要的蛻皮激素，由後胸腺分泌，主要功能是誘導昆蟲進行蛻皮，即脫去舊的角質層以促進生長。它與保幼激素共同調控昆蟲的變態發育過程。

b. Juvenile hormone（3 分）

保幼激素（Juvenile hormone, JH）是一類由昆蟲的咽側腺（corpora allata）分泌的脂類激素。它在昆蟲的生長發育中具有多種功能，其中最關鍵的是調節變態發育。保幼激素的存在會抑制昆蟲進行向成蟲轉變的變態，使得昆蟲在進行蛻皮時，會發育成下一齡的若蟲（nymph）或幼蟲（larva），而不是直接進入化蛹或羽化階段。也就是說，保幼激素的濃度越高，昆蟲就越傾向於維持幼態的特徵；當保幼激素的濃度降低或消失時，昆蟲才能順利地進行化蛹或羽化，完成變態。此外，保幼激素也參與調節生殖、脂肪體功能、角質層的形成以及行為等。

好的，這題是關於臺灣重要植物病害的辨識與描述，主要考驗學生對不同病原類別（細菌、病毒、真菌、線蟲）的認識，以及對具代表性病害的病原名稱、病害名稱及主要危害的掌握程度。這是一題記憶與應用並重的題目，需要學生具備扎實的植物病理學知識。

以下是針對第六題的詳解：

第六題：請各舉一種臺灣重要之植物細菌、病毒、真菌及線蟲病害，並分別說明其（1）病原名稱（2）病害名稱（3）主要危害。（16 分）

這題要求我們針對四種不同類型的植物病原體，各舉出一種在臺灣重要的病害，並詳細說明其病原名稱、病害名稱以及對作物的主要危害。這需要我們對臺灣常見的植物病害有深入的了解。

解題過程：

我們將依照題目要求，分別針對細菌、病毒、真菌及線蟲病害，各舉一例並進行說明。

(a) 植物細菌病害

• (1) 病原名稱： Xanthomonas campestris pv. campestris
• (2) 病害名稱： 罹枯病 (Black rot of crucifers)
• (3) 主要危害： 此病原菌主要危害十字花科蔬菜，如甘藍、花椰菜、白菜、芥菜等。感染後，葉片邊緣會出現黃色V字形病斑，進而擴大成褐色壞疽，並沿葉脈延伸至維管束，導致葉脈變黑，嚴重時植株萎凋、落葉，造成產量與品質嚴重下降。此病害可透過種子、病株殘體及雨水傳播。

(b) 植物病毒病害

• (1) 病原名稱： 臺灣纓 theiler-like virus (TTV) (此為一種常見的病毒，但針對「臺灣重要」的病毒病害，更具代表性且影響廣泛的可能是番茄黃化捲葉病病毒，以下以番茄黃化捲葉病病毒為例說明，若考量到題目要求舉例，TTV 也是可行的，但其危害相對較不具體。)
  • 更具代表性的病毒病害舉例： 番茄黃化捲葉病毒 (Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)
• (2) 病害名稱： 番茄黃化捲葉病 (Tomato yellow leaf curl disease)
• (3) 主要危害： 此病毒主要透過銀葉粉蝨 ( Bemisia tabaci ) 傳播，危害番茄、甜椒、馬鈴薯等茄科作物。感染後，植株會出現頂葉黃化、捲曲、叢生，生長勢衰弱，果實發育不良或無法著果，嚴重影響番茄的產量與商品價值。此病害在臺灣已造成嚴重的經濟損失。

(c) 植物真菌病害

• (1) 病原名稱： Phytophthora infestans
• (2) 病害名稱： 馬鈴薯晚疫病 (Late blight of potato)
• (3) 主要危害： 此真菌性病害是馬鈴薯和番茄最嚴重的病害之一。

這道題目考驗考生對植物病害防治策略的掌握能力，要求從前述列舉的五種病害中，任選兩種，並詳細說明其主要的防治要領。這不僅需要辨識病害的關鍵特徵，更重要的是能連結病害的發生原因、傳播途徑與環境條件，進而提出具體、有效的綜合防治措施。

解題過程：

本題要求從第二題列舉的五種病害（馬鈴薯晚疫病、番茄青枯病、草莓灰黴病、松樹萎凋病、榕樹褐根病）中，任選兩種，說明其主要防治要領。每選一種病害，需說明其防治要領，總共9分，表示每種病害的防治要領約佔4.5分。

以下我們以「馬鈴薯晚疫病」和「番茄青枯病」為例，說明其防治要領。

(a) 馬鈴薯晚疫病 (Late blight of potato)

馬鈴薯晚疫病是由卵菌綱的鞭毛菌（Phytophthora infestans）引起，是一種對馬鈴薯和番茄危害極大的病害。其防治要領需從多方面著手，以達到綜合防治的效果。

• 選用抗病品種： 選擇對晚疫病有較高抗性的馬鈴薯或番茄品種，可以有效降低發病率和減輕病害損失。這是最經濟、最環保的防治方法之一。
• 種植管理：
  • 輪作： 與非寄主作物進行輪作，避免連續種植馬鈴薯或番茄，以減少土壤中病原菌的殘留。
  • 清除病殘體： 採收後徹底清除田間的病株殘體，並集中銷毀，以減少病原菌的越冬或越夏來源。
  • 通風透光： 合理密植，保持田間通風透光，降低空氣濕度，不利於病菌孢子萌發和侵染。
  • 排水： 確保田間排水良好，避免積水，因為高濕度是晚疫病發生的重要條件。
• 化學防治：
  • 預防性噴藥： 在病害發生前或發病初期，及時噴灑保護性殺菌劑，如銅劑（如波爾多液）、代森鋅、百菌清等。這些藥劑可以在植物表面形成保護層，阻止病菌侵入。
  • 治療性噴藥： 當病害開始發生時，應立即噴灑系統性或滲透性殺菌劑，如滅達樂、氟嗎啉、二甲嗎啉、賜得淨等。這些藥劑可以滲入植物組織，抑制病菌生長。
  • 噴藥時機與頻率： 噴藥時機非常關鍵，應在連續陰雨天氣或高濕度條件下，以及病害發生初期進行。噴藥頻率需根據病害發生情況和藥劑種類，以及天氣變化進行調整，通常每隔7-14天噴灑一次。
• 生物防治： 雖然化學防治是目前最主要的手段，但也可以輔以生物防治方法，例如使用某些拮抗微生物或植物提取物，但效果相對有限，且需進一步研究。
• 氣象預報與預警： 密切關注天氣預報，特別是降雨、高濕度和適宜的溫度（約10-25°C），這些條件有利於晚疫病的發生和蔓延。當預測有不利天氣時，應提前進行預防性噴藥。