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Friday, May 04, 2007

台南區農業改良場農機試驗研究成果

台南區農業改良場農機試驗研究成果

•台南區農業改良場 鄭榮瑞 鍾瑞永•

一、前言

台南區農業改良場於1902年成立於台南市林森路,伴隨台灣農業的發展至今已逾百年以上。本場農業機械試驗研究及示範推廣業務隨著農業發展的階段而調整,早期從民國47年農復會導入小型耕耘機以替代耕牛畜力以來,台南區農業機械示範教育與機械改良利用逐步展開,民國51年並在農復會補助下建造農機實驗工廠一棟,強化農業機械試驗改良工作,此期間農業機械試驗改良主要以水稻育苗、種植及旱作的收穫機械為主,如水稻直播機、稻殼粉碎機、落花生脫莢機、小型玉米脫粒機及甘藷挖掘機等的發展皆有相當的成果。
隨著民國七十年初起政府推行稻田轉作政策,農機試驗工作也配合調整,主要研究重點已由稻作機械轉移至雜糧與園藝作物收穫機械化及設施環控與溫室設施的開發。民國79年以後,隨著政府推動加入關稅暨貿易總協定(GATT)及世界貿易組織(WTO),為促進農業有效轉型及提升產業競爭力,農機機械化與產業自動化成為重要施政項目,此期間除繼續部份雜糧機械的發展外,配合產業發展需求著重在園藝設施、收穫後處理、廢棄物處理機械及農業自動化生產技術的開發。
隨著環境變遷,原座落台南市的台南本場已不敷試驗需求,於民國92年自台南市遷場至台南縣新化鎮現址,除辦公室與實驗室外並建置有實驗工廠、農機展示館及自動化精密溫室各一棟,對農機試驗研究改良提供良好的環境。

二、成果

以下僅就近年來台南場農機研發成果及進行中之試驗簡介如下,提供業界參考,共同推廣,並請識者不吝賜教。

1.旱作田間管理機(圖一):發展附掛式動力中耕機及桿式噴藥機等,以10馬力乘坐式水稻插秧機為母機,前者為三連式,自備12馬力汽油引擎,行距可調整,在自然株高60公分以下,中耕、除草、培土一貫化作業,一次可作業二畦,作業能力0.4~0.45公頃/小時,比較一般中耕機可提高效率1.7倍。後者也為三節式,中間一節200公分,兩旁每節150公分,可豎立收放,最大噴寬500公分,各節可以獨立開關閥控制藥劑噴施,適用於玉米、高梁、落花生、毛豆等作物,在自然株高60公分以內皆可作業,作業能力0.5公頃/小時,本機已輔導康榔機械公司生產製造及示範推廣。





2.乘坐式水稻直播機(圖二):本機可附掛於乘座式水稻插秧機或曳引機迴轉犁後方,共有八組播種器,一次作業同時播種八行,行株距可依需要調整,水稻直播行距採用30~36公分,株距9公分,播種覆土深度3~5公分,種子量40~50公斤/公頃,水稻旱田直播作業能力0.5公頃/小時以上,播種精度達92%以上,可較插秧方式節省作業成本40~50%。本機已輔導康榔機械公司國產化製造及示範推廣。




3.甘藍收穫機(圖三):履帶式甘藍收穫機,12馬力,一次採收一行,具拔取、根莖切斷、外葉切除及散裝裝箱一貫作業功能,適用於一畦一行畦距65公分,株距40公分或一畦兩行畦距130公分,行距65公分,株距45公分的栽培方式,收穫產品95%直接出貨上市銷售,作業能力每公頃25小時。與現行人工採收方式比較,工作效率可提高2.5~3.8倍。




4.多用途作業母車及附屬機具(圖四):由本場與鉅業汽車公司合作研發之多用途高架作業母車,可附掛二行式動力中耕施肥裝置,同時完成施(追)肥及中耕除草等栽培管理作業,一次作業二畦溝,大幅提昇傳統中耕施肥管理之工作效率,與傳統人工作業方式比較,在工時方面可大幅減少約70.6%~82.5%;為提昇畦面施肥效率,完成三畦式畦面施肥機具,使畦面施肥所需開溝、施肥、覆土及鎮壓等作業同時間完成,以達節省工時及合理化施肥之需求;附掛式噴藥裝置加裝一5HP汽油引擎用以帶動高壓噴霧器,貯藥桶容量為200L,一次施藥寬度為五畦面。




5.捲管式田間自動噴灌機(圖五):由本場與谷林農機公司合作改進自走式田間自動灌溉機,具有桿式及槍型等型式,可適應作物行距在150~240公分無段調整,有效地面距為80公分。出水量可調整每小時4.8~14.7立方公尺,噴灑行進速度可調整控制在6~40公尺/小時。作業時水壓宜控制在8bar以下。桿型及槍型噴灌組合田間溉機性能試驗顯示,前者最大噴灌作業寬度20公尺以上,一次最高可完成0.25公頃;後者噴灌作業區域寬度範圍可達57公尺,一次最高可完成0.85公頃。




6.築畦、塑膠布鋪設機(圖六和圖七):畦面塑膠布鋪設機結合在曳引機迴轉犁後方,可配合第二次碎土整地、築畦、塑膠布鋪設、覆土鎮壓及噴灌管鋪放與基肥施用、地下害蟲藥劑施放等完成一貫化作業。本機適用曳引機馬85hp以上,以三點連接承載,適用塑膠布最大寬度270cm,本機作業能力每小時0.4公頃以上。與人工作業比較,可提高作業效率42~84倍,節省作業成本81%。本機已取得築畦塑膠布鋪設機新型專利第2162289號,並已技術轉移谷林農機械公司商品化生產,通過性能測定及列入國產新型農機補助機種。








7.蔬菜清洗機(圖八):本機進料輸送、沖洗、出料輸送一貫化作業。作業能力清洗芹菜2,000公斤/小時,青蔥1,250公斤/小時,青蒜3,000公斤/小時,莧菜、油菜、空心菜500~600公斤/小時,芹菜、莧菜、油菜、空心菜洗淨率達98%以上,青蔥、青蒜洗淨率達95%以上,損傷率1%以下。本機已取得蔬菜清洗機之結構新型專利第126618號,並已技術轉移吉利機械工廠商品化生產,通過性能測定及列入國產新型農機補助機種。




8.蒜頭剝瓣選別機(圖九):蒜頭剝瓣選別分級機之主要構造包括進料槽、剝瓣橡膠滾輪裝置、出料輸送裝置及選別分級裝置,剝瓣、選別及分級一貫作業,作業能力1,000公斤/小時以上,蒜瓣損傷增加率2.85%,單瓣率97%以上,夾雜率1.6%以下,分級精度97%以上。本機已取得蒜瓣篩選機新型專利第155925號,並已技術轉移吉利機械工廠商品化生產,通過性能測定及列入國產新型農機補助機種。




9.蒜瓣去膜機(圖十):由儲料預熱、雙邊進料、轉盤、定位、去膜、排膜、出料、氣壓控制及控制箱等機構組合而成。去膜作業前蒜瓣先預熱20~30分鐘,預熱溫度40~50℃,使適合去膜蒜瓣含水率在52~62%之間。進料量及去膜時間可隨定量及定時自動調整。作業能力100公斤/小時以上,去膜率96%以上,去膜損傷率1%以下,與人工比較節省作業工時99%,節省作業成本95%。本機已取得全自動蒜瓣脫膜機新型專利第160548號,並已技術轉移吉利機械工廠商品化生產,通過性能測定,並列入國產新型農機補助機種。





10.菱角清洗選別機(圖十一):本機分為清洗及分級兩大部份:清洗機採用刷滾輪對向轉動達到翻動、搓洗效果及螺旋設計達到輸送移動功能;選別機則由選別水槽、上下層輸送帶、集料括送板等裝置所構成。根據性能試驗結果,本機每小時作業能量為600公斤,以2人共同作業,若以每公頃產量12,000公斤計算則約需5人日,其作業成本每公斤約為1.1元,與人工作業方式比較,在作業效率上可提高4倍,在處理作業成本上可降低34%,本機已取得菱角清洗分級機新型專利第195116號,未來將申請技術移轉廠商進行商品化生產及示範推廣。




11.套管式蔬果嫁接機(圖十二):套管式嫁接機由台灣大學、宜蘭技術學院生物產業機電工程學系及本場等單位共同合作開發,由砧木自動夾持切斷定位機構、穗木自動夾持切斷定位機構、套管自動導入切斷機構、套管插入導正機構與控制機組所組成,主機體約長55公分、寬76公分、高130公分,兩側附有旋轉式置苗架,若置苗架全展開,機體總長為115公分、總寬為215公分。使用110V電源、6kg/cm2空氣壓力、20號手術刀片與內徑約3mm之膠管,可一人操作,雙手取苗與掛苗,進行機械嫁接作業。經初步測試結果顯示,平均嫁接速率約360(株/每小時); 嫁接成功率約92%;嫁接存活率約97%。




12.穴盤蔬菜栽培自動穴盤排列及小穴格裝填機(圖十三):本機適用於60x30x128格穴盤,主要構成包括成雙迴轉配出式穴盤自動排列機構及螺旋分離爪式小穴格自動供給裝填機構,並將兩者結合在同一作業平台,可以達到穴盤排列及小穴格裝填一貫化、自動化作業。試驗結果顯示,其作業能力每小時可達到225盤,缺0格不良率為5.87%,重複填入不良率為0.55%。作業效率可較人工作業方式提高3~5倍以上,可減少人力2~4人,本機已取得穴盤栽培之自動排箱及小穴格裝填機第I型及第II型新型專利第180020及200233號,未來將申請技術移轉廠商進行商品化生產及示範推廣。




13.穴盤蔬菜栽培小穴格移植機(圖十四):配合穴盤蔬菜栽培小穴格移植商品機之規劃設計,委託產學合作廠商洹豪科技有限公司進行八行式穴盤蔬菜栽培小穴格移植機之製造,本機一次可同時移植四個栽培箱,規劃設計作業能力每小時可移植2560個四小格穴盤以上,即可移植320個栽培箱。




14.芽菜薄層立體自動化栽培系統(圖十五):適於各類可食用種子如豆芽類、豌豆苗、苜蓿芽、蘿蔔嬰及小麥苗等之培育生產,具自動化作業排箱、播種、栽培箱上、下架、生育管理、環境自動控制、綠化管理及出料收穫等。全面自動化作業過程可格式化生產均一品質芽苗菜、提昇產品品質、售價及減少管理人力60﹪。




15.農業廢棄物處理機(圖十六):本機具有打碎、攪拌、脫油水、發酵、分解、脫臭、加溫等功能,可一貫自動化作業。大型者發酵槽四槽,每天處理能量120公斤,減量重量比例為原來的1/15~1/30。農業廢棄物快速醱酵再生處理系統之利用,可快速減量解決廚餘垃圾問題,產出之有機資材經調質後可成良好有機肥利用。本機已技術轉移吉利機械工廠商品化生產,並已取得飯渣製肥機之改良結構新型專利第168065號,目前有三十餘機關團體購置使用中。



16.畦面塑膠布回收機(圖十七):畦面塑膠布回收機為曳引機前承載式,回收機動力源以地輪傳動,可以使回收速度與曳引機行駛速度同步。機體長、寬、高分別為200cm x 340cm x 198cm,具塑膠布回收抓持、鎮壓、捲取及排放等功能,適用塑膠布最大寬度270cm,本機作業能力每小時0.4公頃以上。已取得曳引機前承載式塑膠布與噴灌帶回收機新型專利第201998號。



17.綠肥作物翻耕動力圓盤耙(圖十八):可改善慣行迴轉犁犁耕翻埋綠肥作物時,因過長的植株纏繞迴轉犁軸及迴轉犁切割翻埋效果不佳,影響綠肥掩發酵效果及..造成下期作整地種植的困擾。本機適用曳引機馬力為150馬力以上,PTO轉速為540rpm,曳引機以低速三檔前進時可得最佳翻耕效果,平均犁耕深度可達25公分以上,掩埋覆土率可達95%以上,一次作業犁寬達270公分,作業能力為0.8 ha/hr以上。



18.蔬果產銷班產品調製分級及包裝作業系統之建立(圖十九):作業系統包括進料暫存輸送機、置物滾輪組、重量式分級機、承料平面輸送帶、滾輪式裝箱台、出料滾輪式輸送機、電子式計量機及空箱供箱機組等。配合作業人數5人,作業能力每小時4800個以上。(作者聯絡電話:06-5912901轉301)


圖十九 蔬果產銷班產品調製分級及包裝作業系統