穀物收穫機發展史

穀物收穫機具發展過程

收割彎刀(Reaping Hook) 或鐮刀 以人手持鐮刀收割穀物，一人天約可收穫二至三分地。穀物整束切割後再用人手捆綁。

搖擺型鐮刀（The Cradle） 此型亦為手持式，有一片較寬廣的刀面上固定有輕型禾架，並有四條導爪，以利刀鋒切割桔桿。操作者持刀向左捽動，被切割的榖桿會集中在左邊的壠上，然後再耙起裝袋或堆積。在收割機未問世前，這是普遍使用的工具，其期間在1776-1840。每人天的工作量約八分地。

長柄大鐮刀（The Scythe） 長柄大鐮刀(Scythe) 這種長柄大鐮刀常與收割彎刀同時使用，收割時採用揮動的方式，故以割草為主，但有時也用來收燕麥及黑麥。但很少用來收小麥。其人天工作量可達一公頃地。

世界第一台收割機（The World's First Reaper） 這是第一台問世的收割機，1831年麥孔米克(McCormick)製造。其部件包括： 往復刀Reciprocal knife 導引爪Fingers or gaurds 迴轉輪Revolving reel 收割台Platform 主動輪Master wheel 前進拉引Forward draft 分草器Divider 全機重量由較寬的主動輪支撐，並利用地面驅動迴轉輪及往復刀桿。 往復刀桿之切割原理一直沿用至今。初問世的機型需二人操作，一人牽馬，一人將平台上數隻的桔桿耙出。工作量約等於4-5人持搖擺型鐮刀，或12-16人持收割彎刀。

麥孔米克專利型收割機（McCormick's Patent Reaping Machine） 1857年麥孔米克之專利收割機可兼收穫與割草的功能。機構與1831相同，但另設一個操作人的座位及耙出工人的座位。另外重要的改善是割刀改為分段組合，以便更換。其主動輪也改用金屬材料。其動力可用兩匹馬牽引，其割寬也較大。

麥孔米克專利型收割機（McCormick's Patent Reaping Machine） 製造於1852-1865，期間屢經改良。這一機型駕駛者與耙出工人均有座位，其割寬也增加

自耙型收割機（The Automatic Self-Rake Reaper） 麥孔米克自耙型收割機於1858年申請專利，但在1862年後才開始製造販售。後來(1875)也有效率較高的機型出現。"老可靠(Old Reliable)"這個機型曾經聞名一時，只要一人操作，收割後的桔桿可以自動由平台掃出，置於地上。另一人可以幫忙捆紮的工作。但由於機械操作速度加 快，捆紮的工人需4-5人。

麥孔米克兼用機（McCormick Combination Reaper and Mower） 麥孔米克兼用機可以收割穀物及牧草，這是更先進的功能。此機型在1869-1879間販售。迴轉輪具有自動耙起的功能，而且可以分離，直接改成牧草收割機。

濕地型收割機（The Marsh Type Harvester） 濕地型收割機製造於 1875-1883，具有相同的收割機構，但加上一個輸送帶及捆紮平台。收穫的桔桿送上平台後，平台上有二名工人用手作捆紮的工作。這種機型比前一型至少將捆紮工由4-5名減為二名。

麥孔米克收割兼捆紮機（McCormick Harvester and Binder） 1876新的麥孔米克之收割機與捆紮機在市面出現。這是第一台面世的自動捆紮機。當時造成相當轟動，許多人遠從他地來就是要看看這一台僅需一人操作的收割機，收割與捆紮一貫化作業。在1877 與 1885 年間，麥孔米克至少銷售五萬台。

麥孔米克收割兼捆紮機（McCormick Harvester and Binder） 1881年麥孔米克的新機型為具有繩捆紮功能的收割機問世。這是第一部能用繩捆紮的機器，至此功能大概定型。後來的機型都是較細節改進而已，諸如耐用性提高，需要的拉力減低等等。

麥孔米克收割兼捆紮機（McCormick Harvester and Binder） 這是利用輕鋼材作成的捆紮機，販售於1885年。其打結機構第一次改良，同時也改善迴轉輪的結構，使收割的桔桿可以順利下落。平台後方增加帆布，並利用迴轉輪調節其寬度。

曳引機為動力的麥孔米克收割捆紮機（McCormick-Deering Tractor Binder） 利用法莫牌(Farmall)曳引機為動力，經由後方動力導出驅動軸帶動，使捆紮機的動力不再來自地輪。畜力拖帶的方式乃逐漸被曳引機取代。

曳引機為動力的麥孔米克收割脫粒機（McCormick-Deering Tractor Binder） 這是最先進的麥孔米克收割捆紮兼用機型。其工作量每天可達16-20公頃。而且完全一貫作業，由收割、脫粒清選到送入穀箱。穀物再由穀箱輸送至機動貨卡或拖車，直接進入乾燥場。

堆壠式收穫機（The Windrow-Harvester） 這種型式之收穫機係將穀物收割後將其置於割後的地面，成行地堆放。這些穀物在田間會自然風乾，再利用其他檢拾機具拾起，送入平台進行脫粒作業。這種機械可以將穀物提早收割，避免風害或雹災。通常較適用於木質作物，此時雜草會先乾掉，容易在脫粒時處理。

本文譯自Grain Harvesting History　

Grain Harvesting History information obtained from
McCormick Reaper Centennial Source Material (International Harvester Company: Chicago) 1931.

美國農業的發展趨勢

美國農業的發展趨勢(Trends in U. S. Agriculture)是一篇值得參考的文章。其中介紹美國近五十年來農業方面的驚人發展與成就。其內容包括：

• 簡介Introduction
• 農業數據及農地Farm Numbers and Land in Farms
• 農業人口與勞力Farm Population and Labor
• 農業機械化Mechanization
• 燕麥與大豆生產Oats and Soybeans
• 雜文玉米生產Corn Hybridization
• 畜牧生產Livestock and Dairy
• 家禽生產Broiler Industry
• 冷藏設備Cold Storage

• 濃縮橙汁Frozen Concentrated Orange Juice
• 生產力Productivity
• 農地價格Land Values
• 農產價格Agricultural Prices
• 市場狀況Market Basket
• 結論Conclusion

何謂精準農業？你知道嗎？

對於精準農業，我們國家也花了不少錢，似乎也做了不少事。但看一看德國可拉斯公司(Claas)所做的努力與成果，仍然令我們自嘆弗如。請看一看聯合報2008.1.15的報導，德國是全世界能將高科技與傳統機械緊密結合的國家。她利用新舊融合的工程技術產生新一代產品，然後再向世界輸出，創造更高的附加價值。可拉斯公司的最近產品Lexion 600機型，其價格每台售價高達一千五百多萬台幣，但仍然奇貨可居，訂單排到2009年！

首先，讓我們看一看Claas Lexion 600聯合收穫機的壯觀場面：



然後再看一看下面的功能介紹，你會知道，聯合收穫機已是一個移動的大工廠。它不但結合衛星和雷射光精準的導引功能，可以達到幾乎無人駕駛的地步，並且能隨時自我測試，利用環境現況資訊，調整機器之最佳的操作狀況。它的資訊能與電腦結合，可以同時三部操作，不會發生重疊或干涉的現象。每台的作業量每小時可達六萬公斤，聽說這個數量足供一個卅五萬人口的小鎮一日的食量。駕駛人在駕駛艙內，主要目的不在握住方向盤，因為收穫機已有衛星導航系統，可以自動駕駛。因此駕駛員必須同時監看各項圖表數據，然後作適當的反應。它裡面所裝設的監測儀器，有如飛機座艙，除正常的操作條件外，還可以盬看每一單位面積的實際收穫量，並隨時與卡車配合行進間卸料。




這種機器還可利用所得的數據計算出下季所需使用的種子與肥料數量。因此只要將資料儲存於一個大姆哥內，然後轉下一個負責整地及播種施肥的人員，令機械依所得的區域資料進行播種與施肥，即可得到最佳的產出量。哇塞！這樣的一個過程不就是精準農業的精髓嗎？不過我們如今已經做了多少呢？做決策的長官們是否寧可花一千五萬台幣排隊去買一台來台灣做做秀，而不願將它投入本土化精準農業的研究呢？嗯，嗯，不過說實在的，以現在的官場而言，如果我做了那樣的官的話，我的決定可能寧選前者喔！你說呢？

倉庫的故事

倉庫是屯積存糧的地方，以往的觀念是只要有一個偌大的空間就可以了。後來發現倉庫的設計及功能並不僅是一個空間而已，而是要有一個提供稻穀好好舒眠的地方。若然如此，學問就大了。要知道，農民辛苦自整地、播種、施肥、噴藥經歷所有的過程，所謂血汗田中流，粒粒皆辛苦，其目的不外乎要作物好好成長，最後能歡呼收割。若到頭來功虧一匱地讓收成的稻穀在儲存期間損壞，那不僅是罪過一椿，而是暴殄天物，天地不容。

早期的倉庫用木造，常被糧管人員誇稱為最通風的一種型式，只是這些木造倉庫在未經鑑定為古蹟之前早已被拆除殆盡。除此之外，曾經有一段時期因為存糧太多，倉容不足，還在外面堆積成山，上面覆蓋稻草，稱為野積倉，真是蔚為奇觀。後來糧食局興建許多局倉，此時已改用鋼筋水泥或磚牆，萬年不毀，其上面有通風設備，使稻穀維持既乾且爽，因而有較佳的品質；只是這些倉庫效果仍然有限，三年的存糧往往最後被碾成飼料，淪落至此，殊為可惜。後來有試驗吹冷氣，米質更好。當時在羅東做試驗，曾被倉庫人員譏為不食人間煙火，人都享受不了那麼舒適的環境，還要長期用電製造冷氣給稻穀吹，不是頭殼壞去，就是另一種暴殄天物的作法！

早期的野積倉

今日的倉庫建造，則完全摒除舊有的觀念。不但要有冷氣保持穀物品質，而且要能散裝儲存，進出倉完全自動化。明知這種倉儲的優點，但想法的改變與執行往往要經歷半個世紀。因此由國外的圓筒漏斗倉，配合乾燥中心的相關設備，乃相輔相成，成為一套相互為用的設備，進一步落實二段式乾燥的理念。雖然經過九二一大地震的洗禮之後，泰半的高腳圓筒漏斗倉應聲倒塌，其他型式的倉庫有些也無法幸免。為因應這種百年一見的災禍，除要求結構上的補強外，更促成地方性濃的方形倉興起，外觀有如四行倉庫。然而塞翁失馬，焉知非福，整個系統的運作，反而更有保障。

二段式乾燥理論之形成，有幾項客觀的因素：其一，原先的乾燥設備容量無法增加；其二是收穫期集中的問題難以獲得舒解。所謂二段式乾燥是將稻穀乾燥的過程分成二階段。第一階段稻穀水分含量高，乾燥快速；第二階段稻穀水分低至18%以下，乾燥速率減緩。因此為充分利用現有之乾燥設備，若能先將所有濕穀乾至18%時立即出倉暫存，然後騰出空間乾燥另一批濕穀。18%時出倉的半濕穀則存放於冷藏倉內，俟乾燥機有空閒時，再侍機出倉，完成最後乾燥，或直接利用冷藏機之通風設備將半乾濕穀以低溫通風乾燥至15%，然後再碾成白米包裝上市。

配合二段式乾燥系統之建立，許多農會乃追隨潮流申設冷藏倉。這些低溫冷藏倉本身均有斗升機，可以自行進行入倉、換倉及出倉作業。對於農會未來穀倉的調度反而比舊有之鋼骨倉方便、迅速。由於這些圓筒或方型鐵皮倉之高度均很高，且需具有冷藏的功能，倉壁均需熱絕緣，以減少熱流。在台灣的亞熱帶氣候下，四週的隔熱更為必要之措施；而冷藏乾燥的應用，也就成為維護稻米品質之不二法門。

乾燥機的應用

乾燥是收穫作業必要的結果，收穫後的穀物通常必須經過乾燥才能儲藏。傳統的乾燥方法多是以太陽能為熱源，利用天井、曬場或道路作為稻穀乾燥之場所。這種乾燥方法雖行之有年，但所需勞力甚多，而且受天候影響甚大。目前的稻穀乾燥作業已全部採用人工機械乾燥方式，以煤油、柴油為燃料，進行乾燥。乾燥機的型式大體上可分兩種：箱型及循環型。前者屬於早期的機型，雖可拆卸，但由於乾燥速率較慢，且乾燥品質不容易均勻，故己逐漸為被後者取代。目前農會或民間糧商推行的乾燥中心均以循環型乾燥機為主，由許多單位組合而成。

循環式乾燥機的原理是薄層乾燥，配合間歇乾燥的理論，可以產生均勻的米質。此類型的乾燥原理是將乾燥機分為上下兩部份，上部份稱為均化倉，實際上只是一個容量甚大的暫存倉；下層才是乾燥部。乾燥過程中的濕穀可以在均化倉中產生水分轉移並均化。所謂均化是穀粒中心部份的高水分區藉存在的水分梯度或水分壓力差產生水分流動，內部高水分往外擴散。經過上部均化倉的濕穀緩慢經過後，藉其重力進入乾燥部。乾燥部由許多透氣的窄道形成，由於厚度僅約十公分，熱氣很容易通過穀層，因此乾燥迅速。經過乾燥部的穀物復被送回均化倉內，如此週而復始，直到完全乾燥為止。

乾燥機在國內推廣的過程中，政府施行的輔導政策扮演相當重要的角色。推廣初期以新型農機補助的方式，讓農民購置使用。由於乾燥機一年僅能使用兩次，田地較小的農戶使用起來效果不好，投資也大。為此，後來的補助對象乃由民間轉為農會及團體。初期農會對設置乾燥中心並沒有多大信心，主要原因有二：其一，糧政單位原則上以收乾穀為主，對經收濕穀當時並不鼓勵；其二，農會對於經營乾燥中心，沒有專業人才，農會人員不敢冒然介入。

基於上述理由，即使政府曾經刻意選定數十個樣板農會設置該類型的乾燥機，當時績效不彰，使用的頻率也不高。這種情況直到上述兩項原因消失後，乃有改善。複因有些農會開始經營小包裝米業務，乾燥變成一項必要的作業，統一設置乾燥中心為農民服務，變成一項農會人員的業績。後來沒有乾燥中心的農會，變成無法收購其轄下農民稻榖的窘境，其推廣業務逐漸萎縮。基于種種客觀因素的形成以及農會經營型態的改變，乾燥中心才逐漸成為農會爭相設置的對象。

農會設置乾燥中心，不但需要相對應的資金，而且需要有相當大的土地以設置廠房，因此農會本身也要購置土地。對於後者而言，有些農會並不引為苦，因為土地的投資乃是農會的一項資產。但對於經營乾燥中心，期能服務農民，則是一項相當大的挑戰。目前農會經營乾燥中心常遭遇的問題可以歸納如下：

• 收購制度的建立：
  稻穀以濕穀型態收購，是乾燥中心營運上的一大轉變。農民將濕穀送來農會，在未進入乾燥機之前，農會必須量測水分及濕穀重量。藉由此兩參數推算乾燥後之稻穀重量，此兩參數之準確性變為更重要。而利用此兩參數產生之換算標準也屢引起爭議。技術上藉由此兩參數並無法得知稻穀之真正品質，因此所得的結果其差異性也很大。目前各農會有一套計算的標準，但並不統一。
  
  
• 乾燥中心的容量：
  乾燥中心設置之初期，常以一百噸容量為作業目標，但後來實施結果發現乾燥容量不足，農民收穫的濕穀一時難以消化，造成擁塞的現象，造成農民抱怨連連。農會雖然有心增添設備，則常苦於空間有限，無法擴張，乾燥中心的功能也因而受到限制，無法有效發揮。有些農會則是受限於配合資金之不足，無法擴充。
  
  
• 乾燥中心的傢動率：
  由於收穫期過於集中，有些地區收穫期常常縮短到僅十五天至廿天，全區受限於流動代收隊的作業行程。目前代耕中心所用的收穫機械能量及效率均有提升，其單位面積的收穫時間因而大為縮短。由於收穫期集中的結果，乾燥中心一時根本無法容納。有些濕穀只好停放在乾燥中心的外圍等待乾燥，造成作業相當不便，也影響稻穀之品質。
  
  
• 乾燥中心的人員素質：
  經營乾燥中心如同經營一家工廠，人員素質的好壞直接影響整廠的運作。每年農政單位均有舉辦乾燥中心的人員訓練，以提升操作人員的素質。然而農會乾燥中心的人員均為農會職員兼任，一年期間，僅有一至二個月的營運時期。其操作之熟練度與連續性常會受到嚴格的挑戰。至於機械的保養及運轉，也常成為維護上忽略的問題。
  
  
• 休耕制度的衝擊：
  由於政策上已經徧重於休耕，以解決稻穀生產過剩的問題。休耕使乾燥中心的傢動率更低，以五結為例，第二期作是固定休耕，所以乾燥機僅在第一期作才開工運轉。雖然第一期作數量甚多，其所需的乾燥中心的容量需求也很大，但由於休耕的政策，實際的使用時間並不長。
  

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收穫是一件大盛事

自古以來收穫是一件大盛事，很少人會因歉收而歡呼，因豐收而哭泣。不過，處在當今這個新世代有些不變的道理也會走樣。鄉下常有菜金菜土、一颱吃三年的說法，就道盡其中的奧妙所在。當然這些都是極端的情況，一般收成的價格受市場及氣候的影響很大。無論如何，豐收對農民而言還是一件重要大事。

水稻收穫之機械化過程是循一個發展的軌跡而行。整個過程裡可以看出國內廠商在此方面的努力。雖然屢敗屢戰，且也未達前仆後繼的程度，但著實也盡了相當的心力，進行各項研發的工作。只可惜當初之資源與技術均缺乏，無法獲得具體成果。反而讓日人捷足先登，製造出性能優良的收穫機種回銷台灣。台灣的聯合收穫機市場完全成為日商的天下。

無可諱言的，聯合收穫機之出現對整個農業機械化的發展影響很大。這種功能強大的收穫機成了代耕業者之利器。在採收期間，他們日以繼夜，由南而北奔波，進行代收作業。農民只要一通電話，即可安排收穫事宜。收成的稻穀則直接以散裝車送到農會的乾燥中心進行乾燥並繳交。農民因此即使沒有採收機械，亦可藉此代收制度而享受農業機械化的成果。因此，水稻收穫機械化之程度高達100%。在亞洲地區的國家中，很難找到這樣的一個高度機械化的農村景象。

有了代收制度存在，業者為提高效率與收益，乃不惜投入成本，引進新型的收穫機械，使農田的收作業能夠完全機械化。在此過程中，農民幾乎不必假自己之手，即可完成收穫的工作。與昔日必須夥同親朋好友及隔壁鄰居，七早八早忙碌收割的景象完全不同。農民在這個過程中，已逐漸失去從前勞碌的嘔歌，自己原可賺取辛勞的微薄代價也沒有了，還要付出大筆的代收費用，才是農民心裡的痛。但是時代的巨輪總是往前進的，拒絕這種代收制度的剝削，可能變成一籌莫展，無法取代，因為從前的耕作制度早已不復存在了。自行收割，其代價更高。

水稻收穫是完全機械化的成功過程，並不一定能複製在其他作物之收穫上，其存在的代耕制度也僅能存在整地、播種或噴藥的作業上，收穫作業除因數量過少、種植零星，市場狹小而缺乏存在代收的誘因。除此而外，相關收穫機械未能完整研發，或由於市場胃納不足，製造上成本過高而無法進一步推廣。其中，大豆、落花生等收穫就是很好的例子，完全受限於市場而無法大量的推廣。

玉米收穫機之研發雖曾如火如荼地進行，不同的機種如採穗機、脫粒機等亦曾出現，而且商品化；但最後仍然依靠進口機種解決問題，最後國產機種幾乎銷聲匿跡。當時因為稻田轉作政策之實施，玉米的收穫問題才浮上枱面，然而隨著休耕政策取代轉作，玉米收穫的問題乃逐漸歸於無形，進口數量也因而減少。在這一個轉變的過程中，許多雜糧代耕中心家數減少，最後不得不一一轉行。