王明茂2
摘 要
利用本計畫研製之水稻插秧兼深層施肥機,一次作業可插秧六行,施肥三條,施肥深度約6.0公分,並可覆土完全,如以每台作業機每天工作8小時估計每日可完成機械插秧兼施肥面積達1.5公頃以上。該機係利用國產裕農牌YP-650型插秧機配裝而成,試驗機經安裝完成後進行田間試驗,本機因輸肥裝置係由插植臂所驅動,因此使插秧與施肥兩項作業同步進行,且插植性能仍能保持插秧機原有之水準。而機械施肥較慣行人工表面撒施肥料除可省工(減少施肥次數2~3次)、省肥(節省氮素用量25%左右)外,稻株生育亦較人工施肥良好,結穗纍纍,爰於八十六年五月七日於屏東縣新園鄉黃廣先生示範田召開成果觀摩會。另本機經新園鄉稻作代耕代營隊試用, 在一期作內完成機械施肥面積達20公頃以上,證實其性能穩定,供稻農採用可達到降低稻米生產成本之目標。
關鍵詞:水稻、插秧機、施肥器、機械性能
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生物產業機械是由農業機械演變而來,為維持一些舊有資訊及研究成果,本部落格中主要以收集目前相關的農業機械資訊及影片。其中有些影片檔案取自video.google.com及youtube.com之內容。
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Tuesday, May 15, 2007
Monday, May 14, 2007
在大地上澆肥
Anhydrous application for corn in southeast Kansas 3/19/2007. Tractors are an 8850 and a Challenger 75C. Anyhdrous bars are 1610 John Deeres
Wednesday, May 09, 2007
果園用油壓鑽孔機
‧台中區農改場 陳令錫 田雲生 龍國維‧
一、前言
走進市場或水果攤,隨時可以看到種類繁多的水果,其中包括台灣生產和國外進口產品,如何提升國產水果品質,提升消費者對國產水果的購買意願,並拓展外銷,是當前重要的課題。有些農友能夠妥善經營,獲得利潤,方法之一,就是加強栽培技術的改進和提昇管理知識,促使根系發達植株健壯,在適當時機施用推薦藥劑防除病蟲害,避免農藥殘留危害消費者健康。所謂有土斯有財這句話,對農民而言可解釋為有健康的土壤,培養出健壯的作物,收穫高品質的農產品,有誠懇與信用的耕作,才能取得消費者的信任。
農村勞力老化,施用肥料一般均採用表土施肥,常常造成肥料流失浪費,導致肥料利用率降低及環境污染問題,並且產生根系在表土生長以吸收養分的現象(圖一)。部分農民為改進此種缺失,利用人力手持小型引擎動力鑽土機械鑽孔(圖二),然後將有機肥倒入孔中,這種人力手持鑽土機械作業方式,當長時間操作時,有身體疲累問題,此外,當鑽頭碰觸到石頭或其他硬物時,手持的鑽土機械更有危害操作者安全的疑慮。
台中區農業改良場為減緩農村勞力不足的壓力及減少操作鑽孔機之危險,提升工作安全性,與合作廠商南投縣國姓鄉的和平農機械廠合作研發果園用油壓鑽孔機,提供果園深層穴施之用,將有機質肥料施於深層土穴中,以改善田地深層肥力及土壤理化性、透氣性,並提高有機肥利用率,進而提高耕作產量及品質,生產優質安全水果。
二、機械構造
果園用油壓鑽孔機(圖三)包括底盤、12馬力單缸柴油引擎、輪式行走機構、油壓動力機構及槓桿式迴旋伸縮鑽孔機構等。車身長寬高約240×110×110公分。轉向半徑約2.8公尺,駕駛座在車體中間左側,控制車體行走及槓桿式鑽孔機構之迴旋、伸縮和升降鑽孔等。
鑽孔機構利用槓桿原理及油壓缸之伸縮,引導鑽頭升降鑽孔,作業範圍為車體前方半徑220㎝鑽頭可以到達之處。槓桿前端裝設直徑可達25㎝之鑽頭,視作業需要也可以換裝直徑較小的鑽頭。直徑25㎝鑽孔深度60㎝時之孔中容積約為30公升(圖四);直徑15㎝鑽孔深度60㎝深之孔中容積約為10公升。鑽孔時間約0.5分鐘至1.5分鐘。本機械已獲新型專利保護,並獲得行政院農委會通過技術移轉生產中。
三、鑽孔與施肥作業方式
對棚架式果園而言,車身高度為重要限制條件,因此乘坐式鑽孔機之機體需要盡量低矮,才能進入果園作業。新研製完成的乘坐式鑽孔機包含底盤上的引擎、駕駛座、鑽孔機構等主要元件,機台上所剩空間約150公升至200公升之容積,裝載不到10包有機肥,裝載量太少了,而果園有機肥的施用量卻很大,每公頃約6公噸至10公噸之多。因此規劃設計鑽孔及施肥分開作業模式,鑽孔機專責鑽孔工作,以提高鑽孔效率,施肥作業則由農用搬運車載運有機肥,逐孔將有機肥施入孔中並將孔穴填平完成鑽孔施肥作業,如此具有簡化機構設計和降低機械製造成本之優點。
四、田間鑽孔作業性能試驗
在十餘年生梨園試驗局部鑽孔深層施肥,株距約6.5公尺,行距約5.5公尺,每棵樹之樹冠外緣下方地面為鑽施肥孔位置,第一年鑽孔位置(圖五)在樹頭周圍所形成邊長約3.2公尺正方形靠近畦溝處之四個角點,孔與畦溝邊之距離約30公分,鑽約60公分深之施肥孔,孔底會殘留15至20公分不等的碎土,每孔可放入6至8公斤的有機肥,有機肥分佈之深度約在10至45公分處,每棵果樹的施肥量約24至32公斤。第二年鑽孔位置(圖五)改在前一年四個角點所形成的正方形旋轉45度的另外四個角點,其中二個角點在畦面上與樹頭連線成一直線,另外二個角點同樣與畦溝距離約30公分處。如此,施肥的鑽孔點逐年變換,幾年後果樹周圍的土壤環境即能獲得全面性的改良,改良的成果自然能夠表現出來。
試驗田之土壤質地良好,每孔的實際鑽孔時間約30至50秒,加上車體移位時間後,每孔鑽孔時間約90秒。樹齡越大的果樹,有機肥需要量更大,可以增加鑽孔數目以增加施肥量。依據田間試驗之經驗,鑽頭直徑不宜過小,太小的施肥孔不易將肥料倒入孔中。鑽孔時操作者僅需控制操作桿,不須碰觸鑽孔作業機具,可避開直接的危險,同時,鑽孔機在鑽頭碰觸石頭或硬物時會停止轉動,避免傷及操作者及機件,提升作業安全性。
五、結語
局部深層施用品質優良有機肥可以減少肥料流失。有機質肥料的緩慢釋放效果可以維持長久,具有改善土壤理化性、通氣性、提高有機質含量及誘導老欉果樹根群向下發展。管理良好的果園逐年施用,對果樹之助益即能顯現。除深層施有機肥外,有關挖樹苗的種植穴和樹體支撐桿的架設等鑽孔作業均可利用此機械來完成。本文所介紹的新型農機,有助於有機栽培果園的高效率施肥與高品質水果的安全生產,值得果農參考選用,提升農耕生產效益。(作者聯絡電話:04-8523101轉341)
一、前言
走進市場或水果攤,隨時可以看到種類繁多的水果,其中包括台灣生產和國外進口產品,如何提升國產水果品質,提升消費者對國產水果的購買意願,並拓展外銷,是當前重要的課題。有些農友能夠妥善經營,獲得利潤,方法之一,就是加強栽培技術的改進和提昇管理知識,促使根系發達植株健壯,在適當時機施用推薦藥劑防除病蟲害,避免農藥殘留危害消費者健康。所謂有土斯有財這句話,對農民而言可解釋為有健康的土壤,培養出健壯的作物,收穫高品質的農產品,有誠懇與信用的耕作,才能取得消費者的信任。
農村勞力老化,施用肥料一般均採用表土施肥,常常造成肥料流失浪費,導致肥料利用率降低及環境污染問題,並且產生根系在表土生長以吸收養分的現象(圖一)。部分農民為改進此種缺失,利用人力手持小型引擎動力鑽土機械鑽孔(圖二),然後將有機肥倒入孔中,這種人力手持鑽土機械作業方式,當長時間操作時,有身體疲累問題,此外,當鑽頭碰觸到石頭或其他硬物時,手持的鑽土機械更有危害操作者安全的疑慮。
台中區農業改良場為減緩農村勞力不足的壓力及減少操作鑽孔機之危險,提升工作安全性,與合作廠商南投縣國姓鄉的和平農機械廠合作研發果園用油壓鑽孔機,提供果園深層穴施之用,將有機質肥料施於深層土穴中,以改善田地深層肥力及土壤理化性、透氣性,並提高有機肥利用率,進而提高耕作產量及品質,生產優質安全水果。
二、機械構造
果園用油壓鑽孔機(圖三)包括底盤、12馬力單缸柴油引擎、輪式行走機構、油壓動力機構及槓桿式迴旋伸縮鑽孔機構等。車身長寬高約240×110×110公分。轉向半徑約2.8公尺,駕駛座在車體中間左側,控制車體行走及槓桿式鑽孔機構之迴旋、伸縮和升降鑽孔等。
鑽孔機構利用槓桿原理及油壓缸之伸縮,引導鑽頭升降鑽孔,作業範圍為車體前方半徑220㎝鑽頭可以到達之處。槓桿前端裝設直徑可達25㎝之鑽頭,視作業需要也可以換裝直徑較小的鑽頭。直徑25㎝鑽孔深度60㎝時之孔中容積約為30公升(圖四);直徑15㎝鑽孔深度60㎝深之孔中容積約為10公升。鑽孔時間約0.5分鐘至1.5分鐘。本機械已獲新型專利保護,並獲得行政院農委會通過技術移轉生產中。
三、鑽孔與施肥作業方式
對棚架式果園而言,車身高度為重要限制條件,因此乘坐式鑽孔機之機體需要盡量低矮,才能進入果園作業。新研製完成的乘坐式鑽孔機包含底盤上的引擎、駕駛座、鑽孔機構等主要元件,機台上所剩空間約150公升至200公升之容積,裝載不到10包有機肥,裝載量太少了,而果園有機肥的施用量卻很大,每公頃約6公噸至10公噸之多。因此規劃設計鑽孔及施肥分開作業模式,鑽孔機專責鑽孔工作,以提高鑽孔效率,施肥作業則由農用搬運車載運有機肥,逐孔將有機肥施入孔中並將孔穴填平完成鑽孔施肥作業,如此具有簡化機構設計和降低機械製造成本之優點。
四、田間鑽孔作業性能試驗
在十餘年生梨園試驗局部鑽孔深層施肥,株距約6.5公尺,行距約5.5公尺,每棵樹之樹冠外緣下方地面為鑽施肥孔位置,第一年鑽孔位置(圖五)在樹頭周圍所形成邊長約3.2公尺正方形靠近畦溝處之四個角點,孔與畦溝邊之距離約30公分,鑽約60公分深之施肥孔,孔底會殘留15至20公分不等的碎土,每孔可放入6至8公斤的有機肥,有機肥分佈之深度約在10至45公分處,每棵果樹的施肥量約24至32公斤。第二年鑽孔位置(圖五)改在前一年四個角點所形成的正方形旋轉45度的另外四個角點,其中二個角點在畦面上與樹頭連線成一直線,另外二個角點同樣與畦溝距離約30公分處。如此,施肥的鑽孔點逐年變換,幾年後果樹周圍的土壤環境即能獲得全面性的改良,改良的成果自然能夠表現出來。
試驗田之土壤質地良好,每孔的實際鑽孔時間約30至50秒,加上車體移位時間後,每孔鑽孔時間約90秒。樹齡越大的果樹,有機肥需要量更大,可以增加鑽孔數目以增加施肥量。依據田間試驗之經驗,鑽頭直徑不宜過小,太小的施肥孔不易將肥料倒入孔中。鑽孔時操作者僅需控制操作桿,不須碰觸鑽孔作業機具,可避開直接的危險,同時,鑽孔機在鑽頭碰觸石頭或硬物時會停止轉動,避免傷及操作者及機件,提升作業安全性。
五、結語
局部深層施用品質優良有機肥可以減少肥料流失。有機質肥料的緩慢釋放效果可以維持長久,具有改善土壤理化性、通氣性、提高有機質含量及誘導老欉果樹根群向下發展。管理良好的果園逐年施用,對果樹之助益即能顯現。除深層施有機肥外,有關挖樹苗的種植穴和樹體支撐桿的架設等鑽孔作業均可利用此機械來完成。本文所介紹的新型農機,有助於有機栽培果園的高效率施肥與高品質水果的安全生產,值得果農參考選用,提升農耕生產效益。(作者聯絡電話:04-8523101轉341)
Tuesday, May 08, 2007
蟲害自動偵測系統
.農機中心、台灣大學 江昭皚 盧福明.
.台北科技大學 曾傳蘆 李仁貴.
一、前言
研究昆蟲危害農作物之調查研究包括田間特定害蟲之專一性誘捕方式、雷達誘導監測方式、攝錄影技術監測方式、熱紅外線影像技術監測方式、光感測器與昆蟲陷阱誘捕方式、蜂窩結構式設備的誘捕方式、無線電射頻波識別鑑定誘捕方式、衛星遙測技術監測方式、全球定位系統的監測技術、壓控聲波監測方式等。以上各種方法都需花費人力協助,也無法做到即時得知、即時回報蟲害資訊。以果實蠅為例,目前在疫情偵測方式大都藉由人力定點定期到田間調查蟲口密度,費時費力。
本文針對十字花科蔬菜栽培之蟲害防治,報導農委會農糧署補助學研機構所研發之國內第一個全自動化之蔬菜栽培作業所需的蟲害監控管理系統。本系統整合機電技術,衛星定位技術與通訊技術,開發一套採用性費洛蒙為誘引劑之菜蛾害蟲自動化偵測計量與無線通報系統,以便早期判斷蟲害程度並作為發佈疫情之參考依據。
二、自動偵測裝置平台
田間資料偵測裝置平台如圖一所示。以蟲害密度偵測為例,裝置啟動以後,當害蟲進入電擊誘殺裝置,即可將捕殺時之環境參數如風速、溼度、溫度等數據在偵測平台裝置中整合記錄並透過無線傳輸機制連同捕殺蟲數等資料送到農場管理者與農民之電腦與手機。以下將針對圖一中之主要模組逐一介紹。
1. 環境感測模組
本平台裝備有感測模組收集田間溫度、風速、濕度等田間環境相關參數,此模組保留擴充彈性,可彈性增加其他參數之量測。
2. 誘捕機
誘捕設施包含自備蓄電池電源之電網、電擊檢測裝置、計數器、資料傳送與儲存裝置。當菜蛾碰到本系統之電網即造成電網上瞬間的電壓(或電流)變化,藉由電擊發生次數來自動紀錄計量菜蛾誘捕數。
3. 系統整合
整合系統架構如圖二所示。此整合系統以GSM無線傳輸機制為主,包括可遠距自動化收集田間環境試驗資料的偵測平台與監控平台。偵測平台包括電擊感測模組、GPS定位模組、環境感測模組、GSM模組及田間偵測整合核心模組;監控系統包括了遠端硬體除錯、資料庫建立、警報監控系統。資料傳輸方面利用GSM手機的既有網路架構,透過手機模組自動將時序性之害蟲捕獲資訊及各項環境檢測訊號定時傳送至伺服PC,於畫面上顯示菜蛾捕獲訊號,亦可以簡訊方式傳至農場管理者與農民之手機。
三、田間測試
本系統於田間作業時(圖三及圖四),菜蛾受到費洛蒙藥劑之誘引進入誘捕機內,觸碰電網即被捕殺因而造成電網上瞬間的電壓(或電流)變化,系統即自動紀錄計量菜蛾誘捕數。藉助GSM手機模組自動將害蟲捕獲資訊及各項環境檢測訊號定時傳送至農場管理者與農民之電腦或手機。
四、結論
本文所提之蟲害自動偵測與無線傳輸系統可將現行台灣蓬勃發展之GSM無線通信系統與田間之資料收集作結合,符合資訊農業資訊化之需求。同時,藉由GSM無線傳輸機制,可使田間資料收集可不受地形、地域或時間之限制,不需管理人員現場守候待命即可進行遠距遙控,大大的提高其管理效率,降低人力成本。本系統亦適用於果實蠅之自動偵測。(作者連絡電話:02-3366-5341)
.台北科技大學 曾傳蘆 李仁貴.
一、前言
研究昆蟲危害農作物之調查研究包括田間特定害蟲之專一性誘捕方式、雷達誘導監測方式、攝錄影技術監測方式、熱紅外線影像技術監測方式、光感測器與昆蟲陷阱誘捕方式、蜂窩結構式設備的誘捕方式、無線電射頻波識別鑑定誘捕方式、衛星遙測技術監測方式、全球定位系統的監測技術、壓控聲波監測方式等。以上各種方法都需花費人力協助,也無法做到即時得知、即時回報蟲害資訊。以果實蠅為例,目前在疫情偵測方式大都藉由人力定點定期到田間調查蟲口密度,費時費力。
本文針對十字花科蔬菜栽培之蟲害防治,報導農委會農糧署補助學研機構所研發之國內第一個全自動化之蔬菜栽培作業所需的蟲害監控管理系統。本系統整合機電技術,衛星定位技術與通訊技術,開發一套採用性費洛蒙為誘引劑之菜蛾害蟲自動化偵測計量與無線通報系統,以便早期判斷蟲害程度並作為發佈疫情之參考依據。
二、自動偵測裝置平台
田間資料偵測裝置平台如圖一所示。以蟲害密度偵測為例,裝置啟動以後,當害蟲進入電擊誘殺裝置,即可將捕殺時之環境參數如風速、溼度、溫度等數據在偵測平台裝置中整合記錄並透過無線傳輸機制連同捕殺蟲數等資料送到農場管理者與農民之電腦與手機。以下將針對圖一中之主要模組逐一介紹。
1. 環境感測模組
本平台裝備有感測模組收集田間溫度、風速、濕度等田間環境相關參數,此模組保留擴充彈性,可彈性增加其他參數之量測。
2. 誘捕機
誘捕設施包含自備蓄電池電源之電網、電擊檢測裝置、計數器、資料傳送與儲存裝置。當菜蛾碰到本系統之電網即造成電網上瞬間的電壓(或電流)變化,藉由電擊發生次數來自動紀錄計量菜蛾誘捕數。
3. 系統整合
整合系統架構如圖二所示。此整合系統以GSM無線傳輸機制為主,包括可遠距自動化收集田間環境試驗資料的偵測平台與監控平台。偵測平台包括電擊感測模組、GPS定位模組、環境感測模組、GSM模組及田間偵測整合核心模組;監控系統包括了遠端硬體除錯、資料庫建立、警報監控系統。資料傳輸方面利用GSM手機的既有網路架構,透過手機模組自動將時序性之害蟲捕獲資訊及各項環境檢測訊號定時傳送至伺服PC,於畫面上顯示菜蛾捕獲訊號,亦可以簡訊方式傳至農場管理者與農民之手機。
三、田間測試
本系統於田間作業時(圖三及圖四),菜蛾受到費洛蒙藥劑之誘引進入誘捕機內,觸碰電網即被捕殺因而造成電網上瞬間的電壓(或電流)變化,系統即自動紀錄計量菜蛾誘捕數。藉助GSM手機模組自動將害蟲捕獲資訊及各項環境檢測訊號定時傳送至農場管理者與農民之電腦或手機。
四、結論
本文所提之蟲害自動偵測與無線傳輸系統可將現行台灣蓬勃發展之GSM無線通信系統與田間之資料收集作結合,符合資訊農業資訊化之需求。同時,藉由GSM無線傳輸機制,可使田間資料收集可不受地形、地域或時間之限制,不需管理人員現場守候待命即可進行遠距遙控,大大的提高其管理效率,降低人力成本。本系統亦適用於果實蠅之自動偵測。(作者連絡電話:02-3366-5341)
Saturday, May 05, 2007
四輪傳動割草機
四輪傳動割草機之研製
•臺東區農業改良場 林永順 曾得洲•
一、前言
台灣果樹栽培面積達22萬多公頃。果樹為多年生作物,為果園永續經營,政府機關長期以來大力推廣草生栽培, 減少以噴施殺草劑方式管理果園內之草。由於台灣地處亞熱帶,雨量充沛,草莖容易生長,與果樹競爭養分與水分,須適時割短抑制。割斷之草莖腐爛後可成為有機質,還原於土地上,增進果園地力。更由於本場轄區主要栽培作物番荔枝果園草生栽培,遭遇寒流低溫、下雨時有減少果實裂果情形,有利於果樹生產優質果品,減少農民收穫損失。過去是在坡地上因水土保持而果園草生,目前無土壤沖蝕問題之平地果園,果園草生栽培也逐漸被農民接受採行而普遍化,因之割草機械之需求量增加。
割草機有各種型式,一般果農可依經營管理面積、栽培環境,選擇適用、符合經濟效益之割草機使用。栽培環境複雜之山坡地、經營管理面積小之農戶,可選擇購置背負式割草機使用。經營面積在1.0公頃左右之農戶,可考慮購置自走式割草機進行果園割草作業,唯工作辛苦,效率低。經營面積在2.0公頃以上之農戶,可考慮採用割幅較寬、操作輕鬆工作之乘坐式割草機進行果園割草作業,適應性較廣之四輪傳動割草機更受農民歡迎。
二、研發過程
臺東區農業改良場從民國73年起配合坡地水土保持草生栽培割草機械化需求,即從事割草機械之開發。研成之坡地多用途作業機採油壓傳動之第一代機型與建凱企業公司合作製造推廣(圖一)。採變速箱傳動之第二代機型技術移轉端翔企業公司製造,並在民國76年起經由坡地機械改進計畫全台推廣(圖二)。民國84年配合降低柑桔生產成本方案實施研發13ps汽油引擎為動力之乘坐式割草機,技術移轉佳農機械公司製造,民國87年起經由推動農業機械化計畫全台推廣在柑桔、番荔枝果園使用(圖三)。
由調查農民使用汽油引擎為動力之乘坐式割草機割草作業環境、習慣得知,本場轄區農民習慣上較喜歡柴油為動力之乘坐式割草機,且希望割幅寬,有充足馬力、轉彎半徑小及能較快速行駛作業之乘坐式割草機。故90年起針對產銷班農民反映需求,研發16ps柴油引擎為動力、二輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機,在番荔枝果園試驗,農民反映良好(圖四、圖五)。91年即與大地菱農機公司產學合作製造二輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機,並在番荔枝果園舉行操作示範觀摩會推廣,受到農民歡迎。
本場轄區種植果樹以番荔枝占最多,面積達4,864公頃,栽培環境複雜,土地位置有在平地或山坡地,土壤有石礫地、粘性土壤或砂質壤土等。適應性較大之四輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機更受農民歡迎,故92年即研發四輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機。93年即與大地菱農機公司產學合作製造四輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機,在泛坡地番荔枝果園辦理田間操作示範觀摩會,受到農民歡迎。大地菱農機公司即辦理技術授權手續生產,並經農業試驗所性能測試合格,列入94年度農委會新型農機補助機型,在全台推廣。
三、四輪傳動割草機特點
四輪傳動割草機本機(圖六至圖八)以16馬力柴油引擎為動力,圓盤式割草部按裝在機體前端,操作者可看清楚割草作業現況,遭遇不良狀況時得以手動油壓式操作割草部高低,機動迅速調整割草部,避免刀具的連續撞擊損壞。設計雙刀軸,刀長38吋,刀片可為固定式或離心式,一次割寬達96公分,刀片尾端翹起,使雨天後割草,割斷草莖排草順暢。車體採用前進六速、後退二速之高低速變速箱,使行走時可使用高速三檔達15KM/hr快速至田間。農民割草作業時一般使用低速二檔作業,遇草莖高度70公分以上時再使用低速一檔2.2KM/hr速度行走,仍有充足馬力作業。割草機四輪轉向,本機迴轉半徑小,僅2.0公尺以內,刀軸高轉速3,100RPM,可將割斷草莖細碎化,並排至果樹之樹冠下,覆蓋在地面上。同向連續割草敷蓋,隨著敷蓋厚度增加,果樹之樹冠下雜草不易生長,草莖腐爛還原為有機質肥料,增進地力。
四、水平浮動式割草裝置發明專利
果園地面難免起伏不平,而農民每年會利用小型挖土機挖深溝施有機肥,挖鬆的地面整平灌溉後,地面凹凸不平更是常見。利用乘坐式割草機割草,遇凹凸地面時割草刀片會撞擊地面,造成損耗,使割過的地面裸露,雜草侵入。若割草機的割草部能隨凹凸不平地面浮動,使割草刀與地面保持固定距離,則割斷草徑高度平整一致。四輪傳動割草機配合此需求設計水平浮動式割草裝置,並獲得經濟部智慧財產局核准發明專利。此水平浮動式割草裝置構造以Y字形吊鏈及油壓缸承載,利用微調螺旋調整鬆緊度及刀片水平離地高度,可使割草部舉升在任何位置,均保持水平,割草部不會成傾斜狀。舉升在任何位置割草,刀片割草負荷均勻。油壓缸固定底部位置設計浮動搆造,使割草部隨地面起伏,割短草莖平整一致。
五、四輪傳動割草機推廣情形
四輪傳動割草機於94年度起由大地菱農機公司生產銷售,購置者包括經營果園農民、休閒農場。割草機使用在平地地面平坦果園者操作容易,為適應使用在地面凹凸不平、多石礫果園者,故也推出離心式刀片提供農民使用,需隨使用環境稍做調整提高其適應性。在長時間(8小時)使用或需較安靜地方如公共場所,需降低柴油引擎噪音分貝者是目前必須克服之問題。四輪傳動割草機至年底已銷售30台。配合農民使用調查反映,其延伸產品也將繼續與大地菱農機公司產學合作開發中。(作者聯絡電話:089-325110轉750)
•臺東區農業改良場 林永順 曾得洲•
一、前言
台灣果樹栽培面積達22萬多公頃。果樹為多年生作物,為果園永續經營,政府機關長期以來大力推廣草生栽培, 減少以噴施殺草劑方式管理果園內之草。由於台灣地處亞熱帶,雨量充沛,草莖容易生長,與果樹競爭養分與水分,須適時割短抑制。割斷之草莖腐爛後可成為有機質,還原於土地上,增進果園地力。更由於本場轄區主要栽培作物番荔枝果園草生栽培,遭遇寒流低溫、下雨時有減少果實裂果情形,有利於果樹生產優質果品,減少農民收穫損失。過去是在坡地上因水土保持而果園草生,目前無土壤沖蝕問題之平地果園,果園草生栽培也逐漸被農民接受採行而普遍化,因之割草機械之需求量增加。
割草機有各種型式,一般果農可依經營管理面積、栽培環境,選擇適用、符合經濟效益之割草機使用。栽培環境複雜之山坡地、經營管理面積小之農戶,可選擇購置背負式割草機使用。經營面積在1.0公頃左右之農戶,可考慮購置自走式割草機進行果園割草作業,唯工作辛苦,效率低。經營面積在2.0公頃以上之農戶,可考慮採用割幅較寬、操作輕鬆工作之乘坐式割草機進行果園割草作業,適應性較廣之四輪傳動割草機更受農民歡迎。
二、研發過程
臺東區農業改良場從民國73年起配合坡地水土保持草生栽培割草機械化需求,即從事割草機械之開發。研成之坡地多用途作業機採油壓傳動之第一代機型與建凱企業公司合作製造推廣(圖一)。採變速箱傳動之第二代機型技術移轉端翔企業公司製造,並在民國76年起經由坡地機械改進計畫全台推廣(圖二)。民國84年配合降低柑桔生產成本方案實施研發13ps汽油引擎為動力之乘坐式割草機,技術移轉佳農機械公司製造,民國87年起經由推動農業機械化計畫全台推廣在柑桔、番荔枝果園使用(圖三)。
由調查農民使用汽油引擎為動力之乘坐式割草機割草作業環境、習慣得知,本場轄區農民習慣上較喜歡柴油為動力之乘坐式割草機,且希望割幅寬,有充足馬力、轉彎半徑小及能較快速行駛作業之乘坐式割草機。故90年起針對產銷班農民反映需求,研發16ps柴油引擎為動力、二輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機,在番荔枝果園試驗,農民反映良好(圖四、圖五)。91年即與大地菱農機公司產學合作製造二輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機,並在番荔枝果園舉行操作示範觀摩會推廣,受到農民歡迎。
本場轄區種植果樹以番荔枝占最多,面積達4,864公頃,栽培環境複雜,土地位置有在平地或山坡地,土壤有石礫地、粘性土壤或砂質壤土等。適應性較大之四輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機更受農民歡迎,故92年即研發四輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機。93年即與大地菱農機公司產學合作製造四輪傳動、四輪轉向之乘坐式割草機,在泛坡地番荔枝果園辦理田間操作示範觀摩會,受到農民歡迎。大地菱農機公司即辦理技術授權手續生產,並經農業試驗所性能測試合格,列入94年度農委會新型農機補助機型,在全台推廣。
三、四輪傳動割草機特點
四輪傳動割草機本機(圖六至圖八)以16馬力柴油引擎為動力,圓盤式割草部按裝在機體前端,操作者可看清楚割草作業現況,遭遇不良狀況時得以手動油壓式操作割草部高低,機動迅速調整割草部,避免刀具的連續撞擊損壞。設計雙刀軸,刀長38吋,刀片可為固定式或離心式,一次割寬達96公分,刀片尾端翹起,使雨天後割草,割斷草莖排草順暢。車體採用前進六速、後退二速之高低速變速箱,使行走時可使用高速三檔達15KM/hr快速至田間。農民割草作業時一般使用低速二檔作業,遇草莖高度70公分以上時再使用低速一檔2.2KM/hr速度行走,仍有充足馬力作業。割草機四輪轉向,本機迴轉半徑小,僅2.0公尺以內,刀軸高轉速3,100RPM,可將割斷草莖細碎化,並排至果樹之樹冠下,覆蓋在地面上。同向連續割草敷蓋,隨著敷蓋厚度增加,果樹之樹冠下雜草不易生長,草莖腐爛還原為有機質肥料,增進地力。
四、水平浮動式割草裝置發明專利
果園地面難免起伏不平,而農民每年會利用小型挖土機挖深溝施有機肥,挖鬆的地面整平灌溉後,地面凹凸不平更是常見。利用乘坐式割草機割草,遇凹凸地面時割草刀片會撞擊地面,造成損耗,使割過的地面裸露,雜草侵入。若割草機的割草部能隨凹凸不平地面浮動,使割草刀與地面保持固定距離,則割斷草徑高度平整一致。四輪傳動割草機配合此需求設計水平浮動式割草裝置,並獲得經濟部智慧財產局核准發明專利。此水平浮動式割草裝置構造以Y字形吊鏈及油壓缸承載,利用微調螺旋調整鬆緊度及刀片水平離地高度,可使割草部舉升在任何位置,均保持水平,割草部不會成傾斜狀。舉升在任何位置割草,刀片割草負荷均勻。油壓缸固定底部位置設計浮動搆造,使割草部隨地面起伏,割短草莖平整一致。
五、四輪傳動割草機推廣情形
四輪傳動割草機於94年度起由大地菱農機公司生產銷售,購置者包括經營果園農民、休閒農場。割草機使用在平地地面平坦果園者操作容易,為適應使用在地面凹凸不平、多石礫果園者,故也推出離心式刀片提供農民使用,需隨使用環境稍做調整提高其適應性。在長時間(8小時)使用或需較安靜地方如公共場所,需降低柴油引擎噪音分貝者是目前必須克服之問題。四輪傳動割草機至年底已銷售30台。配合農民使用調查反映,其延伸產品也將繼續與大地菱農機公司產學合作開發中。(作者聯絡電話:089-325110轉750)
Friday, May 04, 2007
花蓮區農業改良場農機試驗研究成果
花蓮區農業改良場農機試驗研究成果
.花蓮區農改場 邱澄文.
一、 前言
本場創立於 1939年於花蓮縣,名日花蓮港廳農事試驗場,光復後改稱花蓮縣農事試驗場,1948年與花蓮縣種畜場合併稱為花蓮縣農林總場,1950年改隸台灣省政府農林廳,稱為台灣省花蓮區農林改良場,1960年奉令正名花蓮區農業改良場,本場業務範圍包括花蓮縣及宜蘭縣,隨著台灣農業之發展,使農機扮演之角色顯得更加重要,早期為配合推行農業機化政策,本場積極從事水稻、雜糧、園藝等作物機械化之推動與農機機具之改良工作,以省時、省工降低生產成本,促進效率之提升為目標。發展之過程由1991年開始,分成三個階段,第一階段以雜糧播種與施肥有關機械為主,並配合水稻有機栽培之推廣,而開發改良有機質肥料撒佈機,第二階段以園藝機械之開發,包括手拉式種子直播器具、自走式種子直播機、針式播種機、 移植機及各式施肥機具等,第三階段以加工分級機械及多功能作業機為主,如適合多樣式種子之直播機,播種作畦施肥一貫作業機及開發承載型作母機等,茲分別介紹如下:
二、成果
1.根菜類採收機之試驗改良(圖一)
由於農村人力大量外流,農業勞動人口高齡化,而蘿蔔、胡蘿蔔之採收作業還停留在人工階段,費時費工,為研究解決根菜類之收穫問題,本場早期自法國引進SIMON胡蘿蔔單行收穫機,進行蘿蔔、胡蘿蔔採收作業之研究,觀察機械作業性能及其在本區之適用性。本機經由夾持皮帶夾持拔起並往後輸送,當胡蘿蔔繼續被往後輸送通向切刀時,在距離根部2公分之位置植株被切斷,胡蘿蔔往下掉落經由輸送帶往橫方向輸送並裝袋,植株繼續被往後輸送而掉落在田面上。田間作業情形如圖一所示。
2.米播種兼雙層施肥機之研製(圖二)
本場研製完成之玉米播種兼雙層施肥機,於播種時可施放深淺兩層不同深度之肥料,可提高肥效,減少施肥次數1~2次,節省肥料用量9~30%,同時可打破犁底層,促進玉米根系之生長,提高玉米之產量10~12%,因本場研製之玉米播種兼雙層施肥機,是利用種子盤傳送種子,每穴落種粒數1~2粒,平均值為1.3粒,單粒播種精度僅77%。如圖二所示。
3.落花生作畦播種施肥機之研製(圖三)
落花生是花蓮地區主要雜糧作物之一,本區農友以往多未採築畦之平面式人工栽培,不但費時費工,如在排水不良之田區則容易積水,影響落花生之生育及產量。為提高落花生單位面積之產量,並節省人工降低生產成本,本場研究落花生作畦播種施肥一貫作業機,利用曳引機三點聯結承載,使作畦、播種、覆土及施肥等作業一次同時完成,每公頃作業時間僅2.5~3小時。如圖三所示。
4.矽酸爐渣撒佈機之研發推廣(圖四)
土壤因為長期受雨水淋洗作用,致使鈣、鎂、鉀、鈉等帶陽離子元素流失,或因施用酸性肥料如硫酸錏、氯化鉀等,使陰性離子逐漸取代陽離子,且部分鈣、鎂等元素因被作物吸取,致使氫離子越來越多而呈酸性反應。為有效改良酸性及缺矽之土壤,必須施用大量矽酸爐渣,因為矽酸爐渣為細狀粉末,用人工撒施困難,且對人體健康有害。本場乃進行矽酸爐渣撒佈機之研製,於1990年研製完成之輸送帶式矽酸爐渣撒佈機是利用曳引機三點聯結承載,每公頃作業時間約1~1.5小時。田間作業情形如圖四所示。
5.韭菜植溝作業機具之研究(圖五)
為研究適合蔥韭菜挖植溝作業之機械,以代替人力作業,降低生產成本,促進蔥韭菜栽培機械化,解決韭菜種植溝作業所需大量人工,進行韭菜植溝作業機之研製工作,利用雙面犁作畦及V字型種植溝成型器。研製韭菜植溝作業試驗機,由曳引機三點聯結承載作業,一次做一畦、畦面寬160公分、畦高35公分、行距35公分、種植溝深15公分,主要構造包括二支開溝犁、植溝成型器、三點聯結架及機架等。如圖五所示。
6.柱狀堆肥製造機械之研製(圖六)
為改善果園之施肥方式及施肥技術,減少肥料之流失及水資源之污染,進行柱狀堆肥製造機械研製開發,產製柱狀性之有機肥,柱狀肥料製造機是利用馬達帶動油壓泵,利用高壓油經由控制閥傳送到油壓缸,再作用於成型器上,將堆肥擠壓成圓柱型之肥料柱,以樹皮堆肥、雞糞及牛糞作為試驗材料,初步製作直徑6公分及10公分,長度40公分之柱狀有機肥料。本機如圖六所示。
7.手拉式鑽孔機之研製(圖七)
鑽孔機是利用引擎驅動螺旋等機件鑽入土壤形成一種圓柱型孔狀之作業機具,可用於鑽穴孔,供施基肥、移植、埋設支柱或土壤取樣等用途。舊式之手持式鑽孔機,因為在鑽孔時須利用雙手支撐固定鑽孔機,並須利用身體的力量對鑽孔機施加壓力讓它能鑽入土中,由於長期彎腰作業加上鑽孔時機械之振動等不利因素對農友造成極度辛勞,全天操作非一般農友之體力所能負擔。鑒於此,積極從事手拉式鑽孔機,特點有:機體輕巧方便,完成鑽挖一孔穴平均僅需25秒。更換不同規格尺寸之鑽孔螺旋相當方便,本機適用於砂質、坋質、黏質等土壤作業。作業情形如圖七所示。
8.樹立體施肥機械之研製試驗(圖八)
本研究之目的在研製一種機械使其能在果園土壤鑽挖一洞穴,將其土壤與所需之肥料混合均勻後再放回原穴,使其具有深耕、深翻及深施肥料的作用,誘導根群深入地中及提高肥料施用效率。果樹立體施肥機,主要機構包括鑽孔器、圓形鐵套筒、土壤收集器、肥料箱、油壓泵、油壓馬達及機架等。本機分別由曳引機或挖土機加以改良承載,鑽孔直徑20公分、深度60公分,在鑽孔器外圍加裝一個圓形鐵套筒,該筒上端連接一個土壤收集器,使鑽挖出之土壤沿著螺旋上升至土壤收集器內,利用螺旋之轉動將土壤與肥料充分攪拌均勻後,控制鑽孔器依逆時鐘方向旋轉。作業如圖八之一及八之二所示。
9.有機質肥料撒佈機之開發(圖九)
在作物栽培上,土壤管理是影響作物栽培生長及品質的主要因素之一,且早期本場積極從事水稻有機栽培之工作,加上花蓮地區又是西瓜重要產區,如何開發實用之有機質肥料撒佈機是重要課題,由於有機質肥料之特性體積大、膨鬆、流動性差、用量多等特性,本場開發的是以曳引機承載之有機質肥料撒佈機,本機承載容量2.5立方公尺,每公頃整體作業時間2~2.5小時,本機主要構造包括有:機體、三點聯結半拖曳承載裝置、肥料箱、減速機構、傳動裝置、撒佈裝置等,有效作業寬度2~6公尺,由於本機開發完成對水稻有機栽培有相當貢獻,本機推廣近200台作業情形如圖九之一所示,另外為加強其作業功能亦配合農藥與化肥之施用裝置及油壓吊卸裝置,如圖九之二所示。
10.有機肥條施機之開發(圖十)
本機係針對花蓮地區數千公頃之西瓜田作專業設計開發,是有機質肥料撒佈機之姊妹作,其輸送裝置一樣由節鏈帶動刮板往後方輸送,再經由螺旋往兩邊流動再導入二邊之溝槽中,作業過程中由於施用肥料量大,供料時最好配合一台剷土機,利用剷土機剷至撒佈機上快速又方便,如利用袋包裝肥料包裝時需配合一些人力將袋解開,目前條施基肥在西瓜田坵上,作業上相當便利,作業情形如圖十所示。
11.多功能肥料撒佈機之開發(圖十一)
鑒於開發大型肥料撒佈機是針對代耕業者及專業栽培之農戶而設計,作業方式是土壤地表較乾燥情況下進行撒施工作,然而本省在栽培農戶以小農居多,加上宜蘭地區常年下雨,田坵中保有水份是很平常之事,本場逕行開發之多功能型肥料撒佈機容量在1立方公尺,撒施過程中不受田中水份之影響而可進行正常作業,然而國外開發之撒佈機是以化肥施用為主,本機之開發以有機肥料與化學肥料皆能適用,亦能撒施石灰、矽酸爐渣等,用途廣。本機由曳引機三點聯結承載,動力則由P.T.O.傳至下方轉盤,撒佈寬度6~12公尺,並配有肥料六段開關供調整,撒施量從1,500~15,000公斤/公頃皆能方便調整,每公頃撒施作業時間42分鐘,本機推廣近500台,算是相當實用之多功能施肥機械。水田撒施有機肥作業情形如圖十一所示。
12.果園有機肥施肥機之研製(圖十二)
由於立體施肥機係針對化學肥料之施用,在立意上雖然佳,但作業時間受到限制,進而利用本場開發之多功能型肥料撒佈機進行果園肥料撒佈機之改良研製工作,本機可撒施有機肥及化學肥料,亦可進行條施之工作,並兼具覆土之功能,如僅表面撒施可如圖十二之一所示。如果需條施如圖十二之二所示。如進行表面撒施撒佈寬度可達6~12公尺,並有不同撒佈齒可供更換,如進行條施,則需拆下撒佈齒並配合轉盤撥向二邊導板,將肥料由前方犁具開溝後順利流入前方開溝犁所開之犁溝中,再由後方蓋板將其覆土,達到果園施肥覆土之目的,每公頃作業時間需2小時。
13.玫瑰園施肥機之研製(圖十三)
花蓮吉安地區種植玫瑰,由於施肥次數多,如何利用機械方式取代人工作業,本場研發二種型式之玫瑰園施肥機,如圖十三之一及十三之二,本機利用8馬力中耕機之本體及行走裝置,第一型係施肥筒配合小型犁具,此圓柱狀施肥箱結構部分係由中耕機前方機體加以承載,分置左右二邊聯結固定,下方再聯結肥料配出座,中間安裝肥料配出葉片及轉軸,在上端肥料入口處有流量大小調整控制板,本機肥料施肥之類是以化學肥料為主,以條施方式施入土壤中。另外為了沿用一般農友田間撒施之習慣並提升作業功能,開發有機肥與化學肥料皆能施用之玫瑰園撒佈施肥機,並能配合肥料撒施時同時進行覆土之目的,本機也利用8馬力之中耕機作為動力來源,操作簡單方便,使達到廣泛用途之目的。
14.芋移植機之開發(圖十四)
本省芋種植面積大約2,500公頃,每公頃尚需8個人工,移植作業成本在7,200~10,600元/公頃之間,費時又費工。本場進行芋苗移植機研製,主要目的是希望降低農友芋生產成本,以機械方式取代部分人力。在研發過程中,以10cm之芋柄長度處理移植結果平均塊莖最重,以25cm長度之芋柄次之,因此本機配合10cm芋柄之芋苗為標準來研發;本機由曳引機承載經由三點聯結承載屬半自動移植機,在配苗過程中需人工分苗,再由地輪轉動過程中,經由鏈輪裝置帶動分苗轉盤,由分苗轉盤迴轉到達正後方時,打開活頁,使苗株因本身重量落入導管中,經由開溝器開溝再將苗株引入溝槽中,再由地輪將兩邊泥土擠向中間,完成覆土功能。作業情形如圖十四所示。
15.金針分級分裝機具之研製(圖十五)
金針鮮蕾採收後之選別分級費時費工,鑒於此,本場開發金針分級機之研製內容包括有:1.本機利用110V無段變速馬達作為動力源,其主要機構包含進料、輸送裝置、排序裝置及分級裝置等三項。2.進料裝置又包括有承料斗,在承料斗底端設有八支圓柱狀滾輪,使金針鮮蕾順利在承料口底端漸進出料,並在承料口底端配合輸送裝置。3.當金針鮮蕾由承料斗下方之滾輪落下至凹槽中,方便以直線方式進入橫桿式分級機構,本機構之作用,當長度小於橫桿間隙時則掉落出料槽,當穿越過間隙長度則送入下一分級裝置中。目前本機分級設計有6、7、8公分三種規格。
16.文旦分級機之開發(圖十六)
文旦每年八至九月為盛產期,花蓮、宜蘭為台灣文旦最主要產區,種植面積達2,800公頃,由於文旦產量高產期集中,加上選別分級皆以人工為主,如何經由機具之開發提升作業效率,鑒於此,本場與統農公司合作開發文旦分級裝置。包括有滾軸式分級機及重量式分級機,其中滾軸式分級機最佳輸送作業速度43.5m/min,滾軸速度76.3rpm,滾軸高度分成六級,分別有8cm以下10cm、10.5cm、11cm、12cm及12cm以上等六種大小寬度。本機最大工作能量為每天54公噸。重量式分級機亦分成六級,包括600g以上、525g、450g、375g、300g及300g以下等六種規格,作業最大能量為每天30公噸。作業情形如圖十六所示。
17.作畦施肥機之開發(圖十七)
作畦施肥作業機之開發是鑒於園藝作物栽培管理之需要,將整地、作畦、肥培管理等一連串之單獨作業方式串聯在一起,使作業中節省田間工作時間與提升作業效率。本場研製之曳引機承載型施肥作畦一貫作業機,主要構造包括整地、攪拌作業及施肥裝置與作畦開溝裝置等四部分。本機作業裝置是以現今使用之迴轉犁改良以套裝組合方式,主體結構作業裝置寬度2公尺,在施肥作業方面,當施肥箱配出裝置選定需要肥料施用量時,配合肥料落下時與土壤攪拌,在畦面左右兩邊部分同時配合開溝達成一貫作業之目地。
18.手提蔬菜、花卉針式播種器之研製(圖十八)
蔬菜、花卉之育苗逐漸採用穴盤育苗方式,不僅易於管理且便於移植,但是播種時如採用人工播種,因種子小播種時耗持費工,鑒於此,為加強播種精度及播種作業效率,針對產銷班需求,利用小型空壓機做為動力來源,再配合真空產生器、吹吸力調節閥、控制開關之組合,完成更進步的蔬菜花卉播種作業機具,本機具簡單而實用又能充分降低生產成本,機具改良之完成對未來產銷班育苗作業將有所益助。
19.蔬菜種子直播機(圖十九)
由於本省蔬菜栽培20餘萬公頃,在栽培過程中皆以人工撒播為主,如無熟練技術無法有效控制種子量易造成疏密不均現象,疏則需加以補植,密則需加以間拔,造成人力及種子之浪費。本場鑒於此,開發一系列蔬菜種子直播機具,包括有手推(拉)式單行,如圖十九之一、雙行及多行之直播機具,承載型直播機具,如圖十九之二、十九之三,本機之開發係利用7馬力汽油引擎配合中耕用傳動行走裝置,研製之直播機具配合農戶栽培習慣之需要,設計有平畦栽培作業及跨畦作業調整方式,並改良播種室模具研製以活頁方式方便更換播種盤,及各式播種分配盤之研製設計。本機有效節省種子並有助於蔬菜種子播種作業效率之提升。
20.文旦加工機械之研製改良(圖二十)
文旦去皮作業機械之研製,如圖二十之一,本裝置係利用2HP之空壓機作為動力源,經由機座之固定後配合相關設計,其中包括去皮主要裝置之圓筒狀筒刀,筒刀厚度1mm、長度110mm、刀端後方有10mm長之固定螺旋底座,本機座之固定座係配合三組筒刀更換鎖固用,其中筒刀內部直徑依據文旦分級機分級結果,並經量測分析後,訂定三種不同直徑之果肉規格並配合筒刀內部直徑之設計,包括直徑×長度有75Ømm×80mm、80Ømm×85mm、85Ømm×90mm三種規格。
21.播種施肥作畦一貫作業機(圖二十一)
繼作畦施肥作業機械後研發套裝型播種裝置,使作畦、施肥、播種以一機三用之方式達到一貫作業之目的,本播種裝置可依農友之需要配合一次二全畦或一全畦,並配合附掛所需播種裝置,此播種裝置是針對蔬菜種子直播為主,經由本機之使用可充分節省作業時間,穩定控制播種密度與深度,充分提升作業效率,田間作業情形如圖二十一所示。
22.承載型工作母機(圖二十二)
本場鑒於農業栽培管理過程中,機械耕作是必經項目之一,然而隨著以機械替代部分人力之同時,雖效率業已提升,投資成本卻顯著增加,所以機械開發必須以務實方式加以考量,除了考量實用性外亦需兼顧成本之支出,鑒於此,本場利用國產中耕機為基本骨架,利用其傳動行走裝置,開發承載工作母機,使適合附掛園藝田間栽培管理各項作業,本機構造簡單、操作方便、價格低,由於本機開發完成,對目前本場開發移植機、播種機開發有重大幫助,承載裝置如圖二十二所示。
(作者聯絡電話: 03-8521108轉380)
.花蓮區農改場 邱澄文.
一、 前言
本場創立於 1939年於花蓮縣,名日花蓮港廳農事試驗場,光復後改稱花蓮縣農事試驗場,1948年與花蓮縣種畜場合併稱為花蓮縣農林總場,1950年改隸台灣省政府農林廳,稱為台灣省花蓮區農林改良場,1960年奉令正名花蓮區農業改良場,本場業務範圍包括花蓮縣及宜蘭縣,隨著台灣農業之發展,使農機扮演之角色顯得更加重要,早期為配合推行農業機化政策,本場積極從事水稻、雜糧、園藝等作物機械化之推動與農機機具之改良工作,以省時、省工降低生產成本,促進效率之提升為目標。發展之過程由1991年開始,分成三個階段,第一階段以雜糧播種與施肥有關機械為主,並配合水稻有機栽培之推廣,而開發改良有機質肥料撒佈機,第二階段以園藝機械之開發,包括手拉式種子直播器具、自走式種子直播機、針式播種機、 移植機及各式施肥機具等,第三階段以加工分級機械及多功能作業機為主,如適合多樣式種子之直播機,播種作畦施肥一貫作業機及開發承載型作母機等,茲分別介紹如下:
二、成果
1.根菜類採收機之試驗改良(圖一)
由於農村人力大量外流,農業勞動人口高齡化,而蘿蔔、胡蘿蔔之採收作業還停留在人工階段,費時費工,為研究解決根菜類之收穫問題,本場早期自法國引進SIMON胡蘿蔔單行收穫機,進行蘿蔔、胡蘿蔔採收作業之研究,觀察機械作業性能及其在本區之適用性。本機經由夾持皮帶夾持拔起並往後輸送,當胡蘿蔔繼續被往後輸送通向切刀時,在距離根部2公分之位置植株被切斷,胡蘿蔔往下掉落經由輸送帶往橫方向輸送並裝袋,植株繼續被往後輸送而掉落在田面上。田間作業情形如圖一所示。
2.米播種兼雙層施肥機之研製(圖二)
本場研製完成之玉米播種兼雙層施肥機,於播種時可施放深淺兩層不同深度之肥料,可提高肥效,減少施肥次數1~2次,節省肥料用量9~30%,同時可打破犁底層,促進玉米根系之生長,提高玉米之產量10~12%,因本場研製之玉米播種兼雙層施肥機,是利用種子盤傳送種子,每穴落種粒數1~2粒,平均值為1.3粒,單粒播種精度僅77%。如圖二所示。
3.落花生作畦播種施肥機之研製(圖三)
落花生是花蓮地區主要雜糧作物之一,本區農友以往多未採築畦之平面式人工栽培,不但費時費工,如在排水不良之田區則容易積水,影響落花生之生育及產量。為提高落花生單位面積之產量,並節省人工降低生產成本,本場研究落花生作畦播種施肥一貫作業機,利用曳引機三點聯結承載,使作畦、播種、覆土及施肥等作業一次同時完成,每公頃作業時間僅2.5~3小時。如圖三所示。
4.矽酸爐渣撒佈機之研發推廣(圖四)
土壤因為長期受雨水淋洗作用,致使鈣、鎂、鉀、鈉等帶陽離子元素流失,或因施用酸性肥料如硫酸錏、氯化鉀等,使陰性離子逐漸取代陽離子,且部分鈣、鎂等元素因被作物吸取,致使氫離子越來越多而呈酸性反應。為有效改良酸性及缺矽之土壤,必須施用大量矽酸爐渣,因為矽酸爐渣為細狀粉末,用人工撒施困難,且對人體健康有害。本場乃進行矽酸爐渣撒佈機之研製,於1990年研製完成之輸送帶式矽酸爐渣撒佈機是利用曳引機三點聯結承載,每公頃作業時間約1~1.5小時。田間作業情形如圖四所示。
5.韭菜植溝作業機具之研究(圖五)
為研究適合蔥韭菜挖植溝作業之機械,以代替人力作業,降低生產成本,促進蔥韭菜栽培機械化,解決韭菜種植溝作業所需大量人工,進行韭菜植溝作業機之研製工作,利用雙面犁作畦及V字型種植溝成型器。研製韭菜植溝作業試驗機,由曳引機三點聯結承載作業,一次做一畦、畦面寬160公分、畦高35公分、行距35公分、種植溝深15公分,主要構造包括二支開溝犁、植溝成型器、三點聯結架及機架等。如圖五所示。
6.柱狀堆肥製造機械之研製(圖六)
為改善果園之施肥方式及施肥技術,減少肥料之流失及水資源之污染,進行柱狀堆肥製造機械研製開發,產製柱狀性之有機肥,柱狀肥料製造機是利用馬達帶動油壓泵,利用高壓油經由控制閥傳送到油壓缸,再作用於成型器上,將堆肥擠壓成圓柱型之肥料柱,以樹皮堆肥、雞糞及牛糞作為試驗材料,初步製作直徑6公分及10公分,長度40公分之柱狀有機肥料。本機如圖六所示。
7.手拉式鑽孔機之研製(圖七)
鑽孔機是利用引擎驅動螺旋等機件鑽入土壤形成一種圓柱型孔狀之作業機具,可用於鑽穴孔,供施基肥、移植、埋設支柱或土壤取樣等用途。舊式之手持式鑽孔機,因為在鑽孔時須利用雙手支撐固定鑽孔機,並須利用身體的力量對鑽孔機施加壓力讓它能鑽入土中,由於長期彎腰作業加上鑽孔時機械之振動等不利因素對農友造成極度辛勞,全天操作非一般農友之體力所能負擔。鑒於此,積極從事手拉式鑽孔機,特點有:機體輕巧方便,完成鑽挖一孔穴平均僅需25秒。更換不同規格尺寸之鑽孔螺旋相當方便,本機適用於砂質、坋質、黏質等土壤作業。作業情形如圖七所示。
8.樹立體施肥機械之研製試驗(圖八)
本研究之目的在研製一種機械使其能在果園土壤鑽挖一洞穴,將其土壤與所需之肥料混合均勻後再放回原穴,使其具有深耕、深翻及深施肥料的作用,誘導根群深入地中及提高肥料施用效率。果樹立體施肥機,主要機構包括鑽孔器、圓形鐵套筒、土壤收集器、肥料箱、油壓泵、油壓馬達及機架等。本機分別由曳引機或挖土機加以改良承載,鑽孔直徑20公分、深度60公分,在鑽孔器外圍加裝一個圓形鐵套筒,該筒上端連接一個土壤收集器,使鑽挖出之土壤沿著螺旋上升至土壤收集器內,利用螺旋之轉動將土壤與肥料充分攪拌均勻後,控制鑽孔器依逆時鐘方向旋轉。作業如圖八之一及八之二所示。
9.有機質肥料撒佈機之開發(圖九)
在作物栽培上,土壤管理是影響作物栽培生長及品質的主要因素之一,且早期本場積極從事水稻有機栽培之工作,加上花蓮地區又是西瓜重要產區,如何開發實用之有機質肥料撒佈機是重要課題,由於有機質肥料之特性體積大、膨鬆、流動性差、用量多等特性,本場開發的是以曳引機承載之有機質肥料撒佈機,本機承載容量2.5立方公尺,每公頃整體作業時間2~2.5小時,本機主要構造包括有:機體、三點聯結半拖曳承載裝置、肥料箱、減速機構、傳動裝置、撒佈裝置等,有效作業寬度2~6公尺,由於本機開發完成對水稻有機栽培有相當貢獻,本機推廣近200台作業情形如圖九之一所示,另外為加強其作業功能亦配合農藥與化肥之施用裝置及油壓吊卸裝置,如圖九之二所示。
10.有機肥條施機之開發(圖十)
本機係針對花蓮地區數千公頃之西瓜田作專業設計開發,是有機質肥料撒佈機之姊妹作,其輸送裝置一樣由節鏈帶動刮板往後方輸送,再經由螺旋往兩邊流動再導入二邊之溝槽中,作業過程中由於施用肥料量大,供料時最好配合一台剷土機,利用剷土機剷至撒佈機上快速又方便,如利用袋包裝肥料包裝時需配合一些人力將袋解開,目前條施基肥在西瓜田坵上,作業上相當便利,作業情形如圖十所示。
11.多功能肥料撒佈機之開發(圖十一)
鑒於開發大型肥料撒佈機是針對代耕業者及專業栽培之農戶而設計,作業方式是土壤地表較乾燥情況下進行撒施工作,然而本省在栽培農戶以小農居多,加上宜蘭地區常年下雨,田坵中保有水份是很平常之事,本場逕行開發之多功能型肥料撒佈機容量在1立方公尺,撒施過程中不受田中水份之影響而可進行正常作業,然而國外開發之撒佈機是以化肥施用為主,本機之開發以有機肥料與化學肥料皆能適用,亦能撒施石灰、矽酸爐渣等,用途廣。本機由曳引機三點聯結承載,動力則由P.T.O.傳至下方轉盤,撒佈寬度6~12公尺,並配有肥料六段開關供調整,撒施量從1,500~15,000公斤/公頃皆能方便調整,每公頃撒施作業時間42分鐘,本機推廣近500台,算是相當實用之多功能施肥機械。水田撒施有機肥作業情形如圖十一所示。
12.果園有機肥施肥機之研製(圖十二)
由於立體施肥機係針對化學肥料之施用,在立意上雖然佳,但作業時間受到限制,進而利用本場開發之多功能型肥料撒佈機進行果園肥料撒佈機之改良研製工作,本機可撒施有機肥及化學肥料,亦可進行條施之工作,並兼具覆土之功能,如僅表面撒施可如圖十二之一所示。如果需條施如圖十二之二所示。如進行表面撒施撒佈寬度可達6~12公尺,並有不同撒佈齒可供更換,如進行條施,則需拆下撒佈齒並配合轉盤撥向二邊導板,將肥料由前方犁具開溝後順利流入前方開溝犁所開之犁溝中,再由後方蓋板將其覆土,達到果園施肥覆土之目的,每公頃作業時間需2小時。
13.玫瑰園施肥機之研製(圖十三)
花蓮吉安地區種植玫瑰,由於施肥次數多,如何利用機械方式取代人工作業,本場研發二種型式之玫瑰園施肥機,如圖十三之一及十三之二,本機利用8馬力中耕機之本體及行走裝置,第一型係施肥筒配合小型犁具,此圓柱狀施肥箱結構部分係由中耕機前方機體加以承載,分置左右二邊聯結固定,下方再聯結肥料配出座,中間安裝肥料配出葉片及轉軸,在上端肥料入口處有流量大小調整控制板,本機肥料施肥之類是以化學肥料為主,以條施方式施入土壤中。另外為了沿用一般農友田間撒施之習慣並提升作業功能,開發有機肥與化學肥料皆能施用之玫瑰園撒佈施肥機,並能配合肥料撒施時同時進行覆土之目的,本機也利用8馬力之中耕機作為動力來源,操作簡單方便,使達到廣泛用途之目的。
14.芋移植機之開發(圖十四)
本省芋種植面積大約2,500公頃,每公頃尚需8個人工,移植作業成本在7,200~10,600元/公頃之間,費時又費工。本場進行芋苗移植機研製,主要目的是希望降低農友芋生產成本,以機械方式取代部分人力。在研發過程中,以10cm之芋柄長度處理移植結果平均塊莖最重,以25cm長度之芋柄次之,因此本機配合10cm芋柄之芋苗為標準來研發;本機由曳引機承載經由三點聯結承載屬半自動移植機,在配苗過程中需人工分苗,再由地輪轉動過程中,經由鏈輪裝置帶動分苗轉盤,由分苗轉盤迴轉到達正後方時,打開活頁,使苗株因本身重量落入導管中,經由開溝器開溝再將苗株引入溝槽中,再由地輪將兩邊泥土擠向中間,完成覆土功能。作業情形如圖十四所示。
15.金針分級分裝機具之研製(圖十五)
金針鮮蕾採收後之選別分級費時費工,鑒於此,本場開發金針分級機之研製內容包括有:1.本機利用110V無段變速馬達作為動力源,其主要機構包含進料、輸送裝置、排序裝置及分級裝置等三項。2.進料裝置又包括有承料斗,在承料斗底端設有八支圓柱狀滾輪,使金針鮮蕾順利在承料口底端漸進出料,並在承料口底端配合輸送裝置。3.當金針鮮蕾由承料斗下方之滾輪落下至凹槽中,方便以直線方式進入橫桿式分級機構,本機構之作用,當長度小於橫桿間隙時則掉落出料槽,當穿越過間隙長度則送入下一分級裝置中。目前本機分級設計有6、7、8公分三種規格。
16.文旦分級機之開發(圖十六)
文旦每年八至九月為盛產期,花蓮、宜蘭為台灣文旦最主要產區,種植面積達2,800公頃,由於文旦產量高產期集中,加上選別分級皆以人工為主,如何經由機具之開發提升作業效率,鑒於此,本場與統農公司合作開發文旦分級裝置。包括有滾軸式分級機及重量式分級機,其中滾軸式分級機最佳輸送作業速度43.5m/min,滾軸速度76.3rpm,滾軸高度分成六級,分別有8cm以下10cm、10.5cm、11cm、12cm及12cm以上等六種大小寬度。本機最大工作能量為每天54公噸。重量式分級機亦分成六級,包括600g以上、525g、450g、375g、300g及300g以下等六種規格,作業最大能量為每天30公噸。作業情形如圖十六所示。
17.作畦施肥機之開發(圖十七)
作畦施肥作業機之開發是鑒於園藝作物栽培管理之需要,將整地、作畦、肥培管理等一連串之單獨作業方式串聯在一起,使作業中節省田間工作時間與提升作業效率。本場研製之曳引機承載型施肥作畦一貫作業機,主要構造包括整地、攪拌作業及施肥裝置與作畦開溝裝置等四部分。本機作業裝置是以現今使用之迴轉犁改良以套裝組合方式,主體結構作業裝置寬度2公尺,在施肥作業方面,當施肥箱配出裝置選定需要肥料施用量時,配合肥料落下時與土壤攪拌,在畦面左右兩邊部分同時配合開溝達成一貫作業之目地。
18.手提蔬菜、花卉針式播種器之研製(圖十八)
蔬菜、花卉之育苗逐漸採用穴盤育苗方式,不僅易於管理且便於移植,但是播種時如採用人工播種,因種子小播種時耗持費工,鑒於此,為加強播種精度及播種作業效率,針對產銷班需求,利用小型空壓機做為動力來源,再配合真空產生器、吹吸力調節閥、控制開關之組合,完成更進步的蔬菜花卉播種作業機具,本機具簡單而實用又能充分降低生產成本,機具改良之完成對未來產銷班育苗作業將有所益助。
19.蔬菜種子直播機(圖十九)
由於本省蔬菜栽培20餘萬公頃,在栽培過程中皆以人工撒播為主,如無熟練技術無法有效控制種子量易造成疏密不均現象,疏則需加以補植,密則需加以間拔,造成人力及種子之浪費。本場鑒於此,開發一系列蔬菜種子直播機具,包括有手推(拉)式單行,如圖十九之一、雙行及多行之直播機具,承載型直播機具,如圖十九之二、十九之三,本機之開發係利用7馬力汽油引擎配合中耕用傳動行走裝置,研製之直播機具配合農戶栽培習慣之需要,設計有平畦栽培作業及跨畦作業調整方式,並改良播種室模具研製以活頁方式方便更換播種盤,及各式播種分配盤之研製設計。本機有效節省種子並有助於蔬菜種子播種作業效率之提升。
20.文旦加工機械之研製改良(圖二十)
文旦去皮作業機械之研製,如圖二十之一,本裝置係利用2HP之空壓機作為動力源,經由機座之固定後配合相關設計,其中包括去皮主要裝置之圓筒狀筒刀,筒刀厚度1mm、長度110mm、刀端後方有10mm長之固定螺旋底座,本機座之固定座係配合三組筒刀更換鎖固用,其中筒刀內部直徑依據文旦分級機分級結果,並經量測分析後,訂定三種不同直徑之果肉規格並配合筒刀內部直徑之設計,包括直徑×長度有75Ømm×80mm、80Ømm×85mm、85Ømm×90mm三種規格。
21.播種施肥作畦一貫作業機(圖二十一)
繼作畦施肥作業機械後研發套裝型播種裝置,使作畦、施肥、播種以一機三用之方式達到一貫作業之目的,本播種裝置可依農友之需要配合一次二全畦或一全畦,並配合附掛所需播種裝置,此播種裝置是針對蔬菜種子直播為主,經由本機之使用可充分節省作業時間,穩定控制播種密度與深度,充分提升作業效率,田間作業情形如圖二十一所示。
22.承載型工作母機(圖二十二)
本場鑒於農業栽培管理過程中,機械耕作是必經項目之一,然而隨著以機械替代部分人力之同時,雖效率業已提升,投資成本卻顯著增加,所以機械開發必須以務實方式加以考量,除了考量實用性外亦需兼顧成本之支出,鑒於此,本場利用國產中耕機為基本骨架,利用其傳動行走裝置,開發承載工作母機,使適合附掛園藝田間栽培管理各項作業,本機構造簡單、操作方便、價格低,由於本機開發完成,對目前本場開發移植機、播種機開發有重大幫助,承載裝置如圖二十二所示。
(作者聯絡電話: 03-8521108轉380)
高雄區農業改良場農機研究成果
高雄區農業改良場農機研究成果
‧高雄區農業改良場 陳秀文.
一、前言
本場創立於民國前9年(西元1903年),迄今已歷103年,為日據時期阿猴廳農會附屬農場,光復後改為「高雄縣農事試驗場」,期間歷經多次與農林機構整併更名,直至民國49年才改稱「高雄區農業改良場」,目前隸屬行政院農業委員會。農機研究室前身為農業經營股,設置於民國52年,工作項目除農機試驗研究外還包括農家記帳及農業經營等,民國64年正式成立農業機械股,嗣后於民國73年配合各試驗場所改制而改名為農機研究室。本室主要試驗工作項目即針對高雄、屏東及澎湖等三縣市轄區內農園作物所需田間管理或農特產品收穫後處理之機械進行研究與開發。
本場農機於民國60年以栽培面積最廣之水稻及豆類等之田間用作業機械為主要研究對象, 70年代轉為研發田間管理作業機械, 80年代初期繼續開發豆類收穫及毛豆脫莢或豆仁機具,80年代後期至90年代之試驗研究方向轉為農產品收穫後處理機械。
以下茲提供本場開發完成之主要農機試驗研究與改良成果圖片說明,提供各界參考並請惠賜指正。
二、成果
1.育苗用土壤粉碎機(圖一)
水稻育苗用的介質傳統上採用土壤混合一定量的肥料,再裝填入育苗箱內作為稻種栽培用。由於土壤大部分為塊狀形,人工作業進行土壤打碎,相當耗費工時。本場所開發土壤粉碎機,係以高速迴轉粉碎刀將土壤打碎後,經由振動式篩網再篩選出均質的土壤,供水稻育苗中心使用。
2.大豆脫粒機(圖二)
大豆是高屏地區重要冬季裡作,傳統上採收完大豆先行在田間曝曬乾後再行脫粒。本機之打擊式脫粒筒配合強力風扇及振動篩網來篩選夾雜物,脫粒率95﹪以上,豆粒破損少,殘桿含豆量亦少。
3.附掛式播種兼施肥機(圖三及圖四)
於民國72年~75年間開發完成耕耘機及曳引機等二種附掛式作業機型,其作業項目包括碎土、築畦、開溝、播種兼施肥等。耕耘機附掛式工作效率為40分/0.1公頃,一次可播種4行;曳引機附掛式工作效率為3~4小時/公頃左右,一次可播種8行,二種機型不論禾根地或整地區均可適用。
4.水稻聯合收穫機附掛豆類播種機(圖五)
於民國七十六年間開發完成本作業機,作業項目包括水稻採收,豆類播種及切草覆蓋等,工作效率為40分鐘/0.1公頃,可節省動力來源購置費用,提高勞動生產力與確保播種農時等。
5.水稻插秧兼深層施肥機(圖六)
本機之國產裕農牌YP-450型插秧機(4行式)配裝本場研製完成施肥裝置所組成,本機採用為深層施肥,施肥裝置由插植臂驅動,使插秧與施肥兩項作業同步進行,可省工、省肥、防止水質被污染及增產等效果。
6.履帶式豆類聯合收穫機(圖七)
本機作業方式係將豆類分行、割取、收集、脫粒、選別及裝袋等做業一次完成,適用於大豆、紅豆、綠豆等採收,工作效率為4小時/公頃,收穫總損失率在4.0%以下,豆粒破損率為0.3%,夾雜物率為0.5%。
7.連續式青芒果去皮機(圖八)
去皮機為針對堅實或不規則果粒進行去皮作業,從果實進料、去皮到出料構成連續自動化作業,去皮率達95﹪以上,除應用於青芒果去皮外,亦適用於芋頭、馬鈴薯、洋香瓜等球根類作物。
8.蘿蔔切割加工一貫作業化機械(圖九)
本機從整條蘿蔔之供給到切成紡錘形規格化塊狀出料,均不需經人手觸摸即成為自動一貫化作業體系,切削出產品規格大小達98﹪以上均勻化,作業能力500公斤/小時,切削過程可保產品品質與衛生,除適用於蘿蔔外,亦可應用在越瓜、紅蘿蔔、芋頭等蔬果類之切割作業。
9.椰子剝殼機(圖十)
剝殼椰子之製售方式為剝除椰子外殼僅存內果皮(硬殼)再加以冷藏保鮮販售,作法上較為環保避免殘渣隨意丟棄之污染,但剝殼過程仍以人工為之,危險性甚高。本機利用高速旋轉盤刀以切削方式破壞椰皮,殘餘的果皮纖維再依賴旋轉綱絲輪加以去除,剝殼率達85~90%左右。
10.椰殼切割機(圖十一)
本機利用方型卡盤將椰殼挾持定位,再手持滑移平台上的搖桿將卡盤推向高速旋轉的圓盤形鋸齒片,可將椰殼切割平整,方便取得椰子汁液或椰肉,作業量100粒/小時。
11.鳳梨削皮兼抽硬果心機(圖十二)
鳳梨冠芽長且帶刺,果實外表鱗片粗糙,以人工切削方法不但辛苦耗時,熟練者1分鐘約削1粒,時間雖不長,但危險性高亦不衛生。本機作業流程採用人工單粒化置料、挾持定位、去冠芽及頭端、削皮兼抽硬果心至出料為連續一貫作業化,作業量240粒/小時,去皮淨度95%以上,可大幅提昇作業效率,降低生產成本,消費者也可即時享用新鮮且衛生之機削鳳梨。
12.印度棗分級機(圖十三)
印度棗是南部地區重要農特產品,以人工目測方式分級速度慢,易產生分級誤差。本機以果粒的重量為分級指標,從自動供料、分級至出料等為一貫作業化,一次分六級,每小時作業量達6000粒以上,分級精度達到95﹪,果實損傷率在2.3﹪以下。本機除了適用於各品種印度棗之外亦適用於檸檬分級。
13.鳳梨分級機(圖十四)
本機以果粒的重量為分級指標,作業採用人工輔助單粒供料方式,分級後果粒由單邊出料,並以輸送機將果粒送出後由人工裝箱。一次作業可分六級,每小時作業量達3600粒,分級精度達95﹪以上,比人工作業快3倍。
14.果樹殘枝粉碎機(圖十五)
本機為自走式,採用人工輔助將殘枝送進入料口,從粉碎至出料一次完成,每小時作業量800~1500公斤,粉碎殘枝直徑達6公分,粉碎後粒徑在0.5公分以下,適用於印度棗、蓮霧、芒果、檳榔及椰子葉等植物殘枝。
15.小葉菜類收割機(圖十六)
芥藍菜、白莧菜、空心菜等之採收如用連根拔起法,頗為耗工,浪費水資源去清洗頭根部,消費者買回帶根之青菜尚需切除一大截予以丟棄,徒增都市垃圾量。本機採用往復式刀剪切割作業方式,目的在割取葉類嫩芽,切割後之物料由強力風扇吹入網袋,有效切割寬度為95㎝,作業量0.12公頃/小時,比人工採收快6倍以上。
16.馬拉巴栗植體去葉機(圖十七)
馬拉巴栗為新興外銷之觀賞植物,但植體去葉方法以人工刀剪頗為耗工。本機由高架式工作母機承載,一次作業可處理一畦五行植株,每小時作業量達26,000株,去葉乾淨度90﹪,葉片傷損率在6﹪以下。
(作者聯絡電話: 08-7229461轉158)
‧高雄區農業改良場 陳秀文.
一、前言
本場創立於民國前9年(西元1903年),迄今已歷103年,為日據時期阿猴廳農會附屬農場,光復後改為「高雄縣農事試驗場」,期間歷經多次與農林機構整併更名,直至民國49年才改稱「高雄區農業改良場」,目前隸屬行政院農業委員會。農機研究室前身為農業經營股,設置於民國52年,工作項目除農機試驗研究外還包括農家記帳及農業經營等,民國64年正式成立農業機械股,嗣后於民國73年配合各試驗場所改制而改名為農機研究室。本室主要試驗工作項目即針對高雄、屏東及澎湖等三縣市轄區內農園作物所需田間管理或農特產品收穫後處理之機械進行研究與開發。
本場農機於民國60年以栽培面積最廣之水稻及豆類等之田間用作業機械為主要研究對象, 70年代轉為研發田間管理作業機械, 80年代初期繼續開發豆類收穫及毛豆脫莢或豆仁機具,80年代後期至90年代之試驗研究方向轉為農產品收穫後處理機械。
以下茲提供本場開發完成之主要農機試驗研究與改良成果圖片說明,提供各界參考並請惠賜指正。
二、成果
1.育苗用土壤粉碎機(圖一)
水稻育苗用的介質傳統上採用土壤混合一定量的肥料,再裝填入育苗箱內作為稻種栽培用。由於土壤大部分為塊狀形,人工作業進行土壤打碎,相當耗費工時。本場所開發土壤粉碎機,係以高速迴轉粉碎刀將土壤打碎後,經由振動式篩網再篩選出均質的土壤,供水稻育苗中心使用。
2.大豆脫粒機(圖二)
大豆是高屏地區重要冬季裡作,傳統上採收完大豆先行在田間曝曬乾後再行脫粒。本機之打擊式脫粒筒配合強力風扇及振動篩網來篩選夾雜物,脫粒率95﹪以上,豆粒破損少,殘桿含豆量亦少。
3.附掛式播種兼施肥機(圖三及圖四)
於民國72年~75年間開發完成耕耘機及曳引機等二種附掛式作業機型,其作業項目包括碎土、築畦、開溝、播種兼施肥等。耕耘機附掛式工作效率為40分/0.1公頃,一次可播種4行;曳引機附掛式工作效率為3~4小時/公頃左右,一次可播種8行,二種機型不論禾根地或整地區均可適用。
4.水稻聯合收穫機附掛豆類播種機(圖五)
於民國七十六年間開發完成本作業機,作業項目包括水稻採收,豆類播種及切草覆蓋等,工作效率為40分鐘/0.1公頃,可節省動力來源購置費用,提高勞動生產力與確保播種農時等。
5.水稻插秧兼深層施肥機(圖六)
本機之國產裕農牌YP-450型插秧機(4行式)配裝本場研製完成施肥裝置所組成,本機採用為深層施肥,施肥裝置由插植臂驅動,使插秧與施肥兩項作業同步進行,可省工、省肥、防止水質被污染及增產等效果。
6.履帶式豆類聯合收穫機(圖七)
本機作業方式係將豆類分行、割取、收集、脫粒、選別及裝袋等做業一次完成,適用於大豆、紅豆、綠豆等採收,工作效率為4小時/公頃,收穫總損失率在4.0%以下,豆粒破損率為0.3%,夾雜物率為0.5%。
7.連續式青芒果去皮機(圖八)
去皮機為針對堅實或不規則果粒進行去皮作業,從果實進料、去皮到出料構成連續自動化作業,去皮率達95﹪以上,除應用於青芒果去皮外,亦適用於芋頭、馬鈴薯、洋香瓜等球根類作物。
8.蘿蔔切割加工一貫作業化機械(圖九)
本機從整條蘿蔔之供給到切成紡錘形規格化塊狀出料,均不需經人手觸摸即成為自動一貫化作業體系,切削出產品規格大小達98﹪以上均勻化,作業能力500公斤/小時,切削過程可保產品品質與衛生,除適用於蘿蔔外,亦可應用在越瓜、紅蘿蔔、芋頭等蔬果類之切割作業。
9.椰子剝殼機(圖十)
剝殼椰子之製售方式為剝除椰子外殼僅存內果皮(硬殼)再加以冷藏保鮮販售,作法上較為環保避免殘渣隨意丟棄之污染,但剝殼過程仍以人工為之,危險性甚高。本機利用高速旋轉盤刀以切削方式破壞椰皮,殘餘的果皮纖維再依賴旋轉綱絲輪加以去除,剝殼率達85~90%左右。
10.椰殼切割機(圖十一)
本機利用方型卡盤將椰殼挾持定位,再手持滑移平台上的搖桿將卡盤推向高速旋轉的圓盤形鋸齒片,可將椰殼切割平整,方便取得椰子汁液或椰肉,作業量100粒/小時。
11.鳳梨削皮兼抽硬果心機(圖十二)
鳳梨冠芽長且帶刺,果實外表鱗片粗糙,以人工切削方法不但辛苦耗時,熟練者1分鐘約削1粒,時間雖不長,但危險性高亦不衛生。本機作業流程採用人工單粒化置料、挾持定位、去冠芽及頭端、削皮兼抽硬果心至出料為連續一貫作業化,作業量240粒/小時,去皮淨度95%以上,可大幅提昇作業效率,降低生產成本,消費者也可即時享用新鮮且衛生之機削鳳梨。
12.印度棗分級機(圖十三)
印度棗是南部地區重要農特產品,以人工目測方式分級速度慢,易產生分級誤差。本機以果粒的重量為分級指標,從自動供料、分級至出料等為一貫作業化,一次分六級,每小時作業量達6000粒以上,分級精度達到95﹪,果實損傷率在2.3﹪以下。本機除了適用於各品種印度棗之外亦適用於檸檬分級。
13.鳳梨分級機(圖十四)
本機以果粒的重量為分級指標,作業採用人工輔助單粒供料方式,分級後果粒由單邊出料,並以輸送機將果粒送出後由人工裝箱。一次作業可分六級,每小時作業量達3600粒,分級精度達95﹪以上,比人工作業快3倍。
14.果樹殘枝粉碎機(圖十五)
本機為自走式,採用人工輔助將殘枝送進入料口,從粉碎至出料一次完成,每小時作業量800~1500公斤,粉碎殘枝直徑達6公分,粉碎後粒徑在0.5公分以下,適用於印度棗、蓮霧、芒果、檳榔及椰子葉等植物殘枝。
15.小葉菜類收割機(圖十六)
芥藍菜、白莧菜、空心菜等之採收如用連根拔起法,頗為耗工,浪費水資源去清洗頭根部,消費者買回帶根之青菜尚需切除一大截予以丟棄,徒增都市垃圾量。本機採用往復式刀剪切割作業方式,目的在割取葉類嫩芽,切割後之物料由強力風扇吹入網袋,有效切割寬度為95㎝,作業量0.12公頃/小時,比人工採收快6倍以上。
16.馬拉巴栗植體去葉機(圖十七)
馬拉巴栗為新興外銷之觀賞植物,但植體去葉方法以人工刀剪頗為耗工。本機由高架式工作母機承載,一次作業可處理一畦五行植株,每小時作業量達26,000株,去葉乾淨度90﹪,葉片傷損率在6﹪以下。
(作者聯絡電話: 08-7229461轉158)
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圖一 開溝淺施,根系仍在表土發展
圖二 人力手持小型引擎動力鑽土機械鑽孔
圖三 鑽孔機構在車體前方,操作方便,鑽完孔帶出部分土壤
圖四 鑽孔直徑25公分,深度約40至60公分,孔底留存部分土壤
圖五 果園鑽孔施肥不同年度之位置示意圖
圖一 田間資料偵測裝置平台
圖二 整合系統架構時
圖三 本系統於田間作業時
圖四 田間測試各模組位置示意圖四
圖二 第二代坡地多用途作業機坡地柑桔園割草作業
圖三 13ps汽油引擎乘坐式割草機
圖四 16ps柴油引擎二輪傳動四輪轉向之乘坐式割草機
圖五 16ps柴油引擎四輪轉向之四輪傳動割草機
圖六 四輪傳動割草機高接梨果園割草作業
圖七 四輪傳動割草機番荔枝果園操作示範割草作業
圖八 四輪傳動割草機延伸產品鎚刀式割草機果園割草作業
圖一 根菜類採收機田間作業情形
圖二 玉米播種兼雙層施肥機
圖三 落花生作畦播種施肥機
圖四 矽酸爐渣撒佈機田間作業情形
圖五 韭菜植溝作業機具
圖六 柱狀堆肥製造機
圖七 手拉式鑽孔機作業情形
圖八之一 果樹立體施肥機械(曳引機承載)
圖八之二 果樹立體施肥機械(挖土機承載)
圖九之一 有機質肥料撒佈機
圖九之二 農藥與化肥之施用裝置及油壓吊卸裝置
圖十 有機肥條施機西瓜田作業情形
圖十一 水田撒施有機肥作業情形
圖十二之一 表面撒施
圖十二之二 條施
圖十三之一 第一型玫瑰園施肥機
圖十三之二 第二型玫瑰園施肥機
圖十四、芋移植機作業情形
圖十五 金針分級機
圖十六 文旦分級機作業情形
圖十七 作畦施肥機作業情形
圖十八、手提蔬菜、花卉針式播種器
圖十九之一 手推(拉)式直播機具
圖十九之二 承載型直播機畦上作業情形
圖二十 文旦加工機械
圖二十一 播種施肥作畦一貫作業田間作業情形
圖二十二 承載型工作母機承載裝置
圖一 育苗用土壤粉碎機
圖二 大豆脫粒機
圖三 耕耘機附掛式播種兼施肥機
圖四 曳引機附掛式播種兼施肥機
圖五 水稻聯合收穫機附掛豆類播種機
圖六 水稻插秧兼深層施肥機
圖七 履帶式豆類聯合收穫機
圖八 連續式青芒果去皮機
圖九 蘿蔔切割加工一貫作業化機械
圖十 椰子剝殼機
圖十一 椰殼切割機
圖十二 鳳梨削皮兼抽硬果心機
圖十三 印度棗分級機
圖十四 鳳梨分級機
圖十五 果樹殘枝粉碎機
圖十六 小葉菜類收割機
圖十七馬拉巴栗植體去葉機