生物產業機械: 套管式蔬果種苗嫁接機

台大生物機電系陳世銘
宜蘭技術學院生物機電系、園藝系邱奕志、周立強、張允瓊；
科洋公司　陳鍾華；
台南場鄭榮瑞、張振厚；
桃園場張金發．

一、前言

嫁接是將欲栽培之作物（稱為接穗），嫁接於生長勢較強的作物（稱為根砧）上，利用根砧吸收土壤的養份，使接穗順利成長、開花、結果。嫁接栽培具有許多好處，諸如抵抗因土壤帶來的病害、增強生長勢及生理代謝、提昇耐逆境能力、增加產量及品質等，是發展精緻農業的重要栽培技術。嫁接栽培目前在台灣已愈趨普遍，已應用至西瓜、番茄、甜椒等作物，其中約80％的西瓜栽培使用嫁接苗。然而，嫁接作業相當耗工，且所需技術層次高，專業熟練的嫁接操作員僱用及訓練不易，因此亟需研製嫁接機，以解決人工嫁接之勞力問題。由農委會經費補助，本文作者所開發之「套管式蔬果種苗嫁接機」不必使用嫁接夾，係使用具有良好擴張彈性之橡膠軟管作為嫁接接合材料，為國內外自動化嫁接機之首創，與國內外現行使用之嫁接夾作業方式比較，套管具有價格低廉、容易取得、規格齊全及嫁接苗傷口保濕性佳等特點，不僅可降低嫁接苗生產成本，且可提升嫁接苗之存活率；且隨著嫁接苗之長成，套管可自動剝落。

二、套管式嫁接機之開發

設計之套管式蔬果種苗嫁接機(圖一)包括根砧處理裝置(左側部份)、接穗處理裝置(右側部份)和套管接合裝置(中間部份)等三大部份，採用可程式控制器配合氣壓驅動機構進行程序控制。根砧處理裝置和接穗處理裝置各設有一傾斜刀片，可自動將種苗切削出嫁接接合面；套管接合裝置可將橡膠軟管自動剪切成一固定長度之套管，再自動將根砧與接穗分別插入套管內，完成嫁接動作。套管式嫁接機之作業流程說明如下：

（一）根砧切削：根砧由人工置入根砧氣壓夾爪(圖二)，左腳踩下踏板後，氣壓夾爪閉合夾取種苗，往左旋轉90度至根砧切削刀片組，切削刀刃為由左向右朝上傾斜。根砧到達切削刀片組後，切削刀片組閉合，根砧氣壓夾爪向下移動，傾斜刀片組將根砧種苗上半部切除，產生一由左下向右上傾斜之嫁接接合面(圖三)。

（二）接穗切削：接穗由人工置入接穗氣壓夾爪(圖四)，右腳踩下踏板後，氣壓夾爪閉合夾取種苗，往右旋轉90度至接穗切削刀片組，切削刀刃為由右向左朝下傾斜。接穗到達切削刀片組後，切削刀片組閉合，接穗氣壓夾爪向上移動，傾斜刀片組將接穗種苗下半部切除，產生一由右上向左下傾斜之嫁接接合面(圖五)。切除之接穗種苗下半部連同介質掉落至收集桶，集中回收可再利用。設計之根砧和接穗切削刀片組之傾斜角度可依不同作物需要而調整，刀砧採用可更換式之軟橡膠墊，使切削之接合面不留殘絲，不僅可增加嫁接成功率，亦可延長刀片之使用壽命。

（三）膠管剪切：使用之膠管可整捆置於膠管供應輪上，利用一對反向轉動之膠管進料滾輪，將膠管定量送出至套管扶持套內，再以剪刀自動將膠管剪切成一固定長度(約1cm)之套管，套管扶持套連同套管向前移出，等待嫁接。套管扶持套之上下各有一個圓錐型導套，上方圓錐型導套進行接穗苗之導正，下方圓錐型導套則負責根砧之導正工作。

（四）套管嫁接：根砧和接穗切削完成後，根砧旋轉90度至套管扶持套下方，而接穗亦旋轉90度至套管扶持套上方。若套管已就定位後，接穗氣壓夾爪由氣壓缸驅動往下移動，將接穗插入套管內，然後根砧氣壓夾爪往上移動，將根砧插入套管內，使根砧與接穗切削接合面貼在一起，完成套管嫁接動作(圖六)。然後根砧氣壓夾爪將嫁接完成苗移出，鬆開氣壓夾爪，藉由人手將嫁接完成苗取出，完成一個嫁接循環動作。圖七為機械完成之嫁接苗。完成之嫁接苗移入癒合環控室(圖八)，藉由癒合環控室提供精密且均一的癒合環境，可使嫁接苗存活率提升，亦可節省許多管理人力。

三、結語

「套管式蔬果種苗嫁接機」可適用於根砧及接穗苗之莖粗差異不大之蔬果種苗，茄科和葫蘆科之作物皆可適用。僅需一人即可作業，工作能量為每小時360株，與傳統熟練技術工每小時240株比較，提高作業效率50％，且其嫁接成功率可達98％以上，嫁接存活率高達90 - 100％，可降低嫁接苗生產成本，提升嫁接苗之存活率。開發之嫁接機以橡膠軟管作為嫁接接合材料，可使根砧及接穗切面接合度佳，且可有效保護傷口並避免接合處水份喪失，保水效果佳，可有效促進嫁接傷口之癒合。設計之橡膠軟管供料更換容易，可依嫁接作物不同，選擇不同內徑之橡膠軟管，能適用之作物種類範圍大。

本研究成果已陸續舉辦過兩次觀摩會，供農民參觀，農民對於嫁接機之作業精巧與性能相當肯定。且設計之嫁接機其作業方式與目前農民手工嫁接大致相同，因此未來在推廣應用上，可接受度相當高。(作者陳世銘教授聯絡電話：02-33665350)E-mail：chen@ccms.ntu.edu.tw