荷蘭demtec公司

公司簡介：

Demaitere bvba - demtec is specialized in the construction of horticultural machines
(horticultural automation), made-to-measure projects for industry and bast fibre processing machines.

BUFFER CONVEYOR BELTS

公司網址：http://www.demtec.eu.com/English.htm

丹麥Ellegaard公司

公司簡介：

A company that develops an unique system which is suitable for propagation of cuttings and seeds for both flowers, forest plants, vegetables and nursery products.

With the Ellegaard system, you will have total control over your production.

Ellegaard a/s is a Danish company, developing, producing and selling substrate pot machines and substrate pots for Europe, as well as overseas.
Furthermore, we supply Ellegaard paper and trays for the machines.
A skilled staff, with a very wide experience of both engineering as well as horticulture, is at your service to ensure a perfect solution to your requirements.

公司網址：http://www.ellegaard-as.dk/SEEEMS/3.asp

蔬菜育苗之穴盤種類與特性

蔬菜育苗之穴盤種類與特性

戴振洋

前 言

　　將穴盤(plug)應用在育苗上之技術開發與研究肇始於1971年。利用穴盤育苗方式，因其幼苗在穴格(cell)中，各自獨立生長，互不干擾其生育，苗期又在設施環境中培育，生長快速，品質也較穩定均一，所以具有規格化、整齊性、單位面積株數多、縮短育苗日數、自動化操作及運輸便利等優點，故迄今已成功廣泛的應用在專業化及自動化育苗生產系統。國內應用自動化育苗系統生產也是近幾年的事，其中以十字花科的甘藍、結球白菜、花椰菜，葫蘆科的西瓜、甜瓜、苦瓜、胡瓜與茄科的番茄、甜椒等需要先行育苗，再移植栽培之蔬菜為主，初步估計每年蔬菜種苗需求量在二十六億株，且需求量將會逐年增加。因此，本省各鄉鎮地區的育苗中心紛紛成立，加入蔬菜種苗生產的行列，然而本省蔬菜育苗技術尚停留在摸索的階段，許多相關的技術仍在積極研發中，本文僅就蔬菜穴盤育苗技術之育苗容器－穴盤，其種類以及對幼苗生育之影響，與應如何選擇適合的穴盤，作一淺述，希藉此以供研究人員及種苗業者之參考。

閱覽全文。。。

設施內蔬菜生產遠端監控管理系統

．桃園區農業改良場 李汪盛．

一、前言

傳統之農業生產，憑藉的都是農民的經驗，早期的設施栽培亦是如此，一般都是根據農民經驗操作相關之環控設備，但由於人力有限且環境亦因時因地變化，因此有自動化環控溫室的誕生，可依據生產者的經驗，設定環境因子的控制值後，讓溫室環控設備週期式的循環運轉。本研究主要利用各種溫室環控感測器，如溫度、溼度、照度及石膏塊等感測器及結合多光譜影像系統擷取作物影像，透過無線網路，將各個感測器資料傳遞儲存於資料庫電腦。主控電腦分析資料庫電腦資料後，經過綜合研判而得知目前溫室內栽培作物生長情況，透過與資料庫電腦中之作物栽培資料比較，而採取適當栽培管理措施，如施肥或灌溉等，使設施內蔬菜生產方式，由以往經驗式的生產方式進階到知識化的生產，提升產品質與量。

二、機體結構與功能

設施內蔬菜生產遠端監控管理系統架構圖。如圖一所示。葉綠素計讀值（Chlorophyll meter readings；CMR）量測儀器為日本 Minota公司SPAD-502型葉綠素計，實驗材料為蕹菜，別名空心菜、蓊菜。本試驗蕹菜種子為94年8月購於新社種苗公司。本系統係建構於桃園縣新屋鄉之簡易溫室內，在溫室內靠近屋頂處設置一個U型軌道，多光譜影像系統可於軌道上移動，進行多光譜影像擷取，擷取之影像利用網路儲存至資料庫電腦。主要零組件包含多光譜影像擷取系統及主控電腦之網路伺服器與系統資料庫，其機體結構與功能說明如下：

圖一 設施內蔬菜生產遠端監控管理系統架構圖

（一）多光譜影像擷取系統
本系統必須具備可以接受主控電腦命令定時及定點進行設施蔬菜影像擷取、感測器控制及資料傳送。多光譜影像擷取系統全貌及整合控制介面，如圖二、圖三所示。使用者可以透過網路，針對多光譜影像擷取系統各個感測器進行參數設定。

圖二 多光譜影像擷取系統全貌

圖三 多光譜影像擷取系統整合控制介面

本系統包括田間伺服器控制電腦、集線器、CCD攝影機、濾鏡更換模組、空間及色彩校正框、溫室懸掛式軌道、懸吊支架及驅動馬達等、可程式邏輯控制器、施肥、灑水電動閥控制、耐酸鹼材質塑膠桶及攪拌器、資料收集器、照度計、溫溼度計、石膏塊、WLAN模組等零組件。田間伺服器控制電腦主要用於接受主控電腦控制命令進行影像擷取作業及各個感測器資料收集。懸吊支架係懸掛於U型鋼製軌道上，其繞行速度為2公尺/分，主要作用在於固定CCD攝影機、濾鏡更換模組及空間及色彩校正框。空間及色彩校正框中心點固定於CCD鏡頭中心線位置之正下方處，CCD攝影機鏡頭與空間及色彩校正框校正白板中心點距離為1.6公尺且空間及色彩校正框位置可以上下調整各20公分，以適用於不同種類蔬菜之影像擷取。使用者可以透過網路進行遠端監控上下調整空間及色彩校正框與地面之距離。主控電腦可經由田間伺服器控制電腦，直接控制可程式邏輯控制器驅動施肥、灑水電動閥進行施肥及灑水作業。施肥、灑水電動閥為兩位置控制閥，可進行停止、施肥或及停止、灑水控制。本系統可以利用網路，以定時、定點方式擷取栽培作物之多光譜影像，結合人工量測之葉綠素計讀值資料並進行迴歸分析，建立葉綠素計讀值校正線，用於施肥管理。本系統應用於蕹菜葉綠素計讀值量測之迴歸判定係數為0.7。

（二）主控電腦之網路伺服器與系統資料庫
為建構主控電腦之網路伺服器與系統資料庫(圖四)，首先將預計呈現的網頁建構成實體畫面，並將ASP 程式鑲入網頁畫面中，形成動態ASP 網頁，並將田間伺服器控制電腦所接收的數據資料經過整理後連結至Access 資料庫中(儲存於資料庫電腦)，以方便做為歷史資料的查詢及統計分析運用。最後利用SQL指令，透過ADO 物件，連接ASP 網頁及Access 資料庫，構成一個完整的動態網頁資料庫系統。透過任何能支援瀏覽HTML 之工具，透過Internet 連結伺服器電腦端所建立之動態網頁，並下達讀取最新數據之指令，使溫室所紀錄之即時數據，經由資料庫內提取至伺服器動態網頁上，再透過Internet 傳達至遠端使用者。透過主控電腦開放之遠端登入遙控程式的設定，可使用手動或自動方式操作溫室之施肥及灑水系統。

圖四 網路伺服器與系統資料庫整合控制介面

三、結語

1.本研究以簡易型溫室為實驗對象，主控電腦端可以利用所發展之介面收集及控制多光譜影像擷取系統，利用多光譜影像擷取系統與溫室內部環控設備之結合，透過指令輸出，達到設施蔬菜生產自動化管理目標。本系統由本場自行研發，關鍵技術可以完全掌控。
2.在設施內蔬菜生產遠端監控管理系統主控電腦部分，利用動態網頁及資料庫的建立，可以順利地將多光譜影像擷取系統所接收到的資料，轉換為資料庫的格式儲存，並且在遠端設備透過網路連接主控電腦的伺服網頁時，提供最新的溫室環境現況；另可依照使用者的分級，而給予不同的瀏覽及控制權限。主控電腦端擁有最高管理控制權限，可以隨時中斷遠端電腦的控制。
3.由於本系統尚在建構階段，目前僅完成空心菜最佳肥管理栽培資料及葉綠素計讀值校正線之建置，其他適合溫室栽培之莧菜、萵苣等蔬菜則有待後續建立，因此在應用上受到限制，建議未來可分別針對台灣重要蔬菜作物分別建立栽培管理資料庫及葉綠素計讀值校正線，擴大本系統應用範圍。(作者聯絡電話: 03-4768216轉344)

台中區農業改良場農機試驗研究成果

台中區農業改良場農機試驗研究成果

•台中區農改場　龍國維.田雲生•

一、前言

台中區農業改良場成立至今已逾百年歷史，其農機試驗研究之沿革約略分為三個階段，第一階段始自民國47年，當時經由農復會之補助，於台中市向上路舊場內建造完成農機實驗工廠並成立了農機室。此初期階段的試驗研究以水稻機械為主，例如水稻除草機、脫榖機及動力水稻插秧機、水稻聯合收穫機、水稻直播機之研究或改良試驗等等；而完成之重要成果包括高梁脫粒機、手拉式水稻直播機、稻殼炭製造機、露地木框育苗用播種器、插秧機附裝深層施肥器、小型玉米採收機等。

民國73年自台中市遷場至彰化縣大村鄉現址，並於74年建造完成新場之農機試驗工場與辦公室，此第二階段因配合稻田轉作計畫之農業政策，逐漸調整轉換研究方向，以農產品收穫後處理，以及地區性之特用作物如果樹、花卉等栽培管理機械為主；此階段所完成之重要成果則有小型蕎麥脫穀選別機、高梁台中五種子採收技術機械化、薏苡移植收穫調製機械、深層鬆土施肥機試驗與示範推廣、瓜果用多功能小型田間搬運車、低成本簡易自走自動噴霧裝置等等。民國79年後則因應農業自動化政策之推行，除繼續進行水稻收穫後處理與調製自動化研究外，更積極研究開發溫室內自走式自動噴霧灌溉系統、有機肥料之撒佈與條施用機具、球根花卉種球挖掘機等，以及其他各種自動化技術、設備與農村迫切需要之各型農機。承農機中心盧主任福明厚愛邀稿，敝帚不敢自珍，故為此文簡介台中場農機試驗研究成果。

二、成果

以下即針對近年來台中場農機研究成果及進行中之試驗項目簡單介紹如下，以供參考，並請識者不吝賜教。

1.小型自走式有機肥撒佈機(圖一)：四輪傳動自走式，肥料藉刮肥板強制配出，再由兩片對轉之三角盤撒散，供農田整地前大規模均勻撒施有機肥應用。該機使用18 hp單缸柴油引擎，載肥量為800 kg，撒佈寬度可達4-5 m，作業效率較人工快逾7倍，並節省施肥工資約60%。是一台性能優異、操作靈活方便且機動性高，適合於小田區使用的機械，目前已推廣20餘台使用中；而此機型之合作生產廠商為大地菱農機公司。


圖一 小型自走式有機肥撒佈機

2.大型自走式有機肥撒佈機(圖二)：本機設計原理、組成架構與小型撒佈機相同。其使用70 hp四缸柴油引擎，載肥量約2 ton，撒佈寬度可達6-8 m，作業效率較人工撒施快逾17倍，並節省施肥工資約69%，是一台適用於大面積田區整地前或牧草園之高機動性機械，目前亦推廣20餘台使用中；此機型亦由大地菱農機公司生產與銷售。


圖二 大型自走式有機肥撒佈機

3.自走式挖環溝施有機肥機(圖三)：以16 hp柴油引擎為動力，四輪傳動、四輪轉向。肥料斗載量約250 kg，鏈鋸式挖掘刀組則配置於機體右側，可一貫化完成挖環溝、施有機肥與覆土等作業。其中環溝掘深約33 cm、寬約20 cm深溝，直徑最小時為135 cm，溝形完整，每環溝作業時間約為2 分鐘。其作業效率較人工快4-6倍，並節省37% 之總施肥工資。該機除申請獲得新型專利外，並推廣近20台於果樹園區使用；惟目前合作廠商因故停止生產，將另覓適合之廠商再配合之。


圖三 自走式挖環溝施有機肥機

4.唐菖蒲種球挖掘機(圖四)：以耕耘機為行走部，由挖掘犁頭、輸送鏈條及調整桿等機構所組成。作業效率為0.1 ha/hr，較人工快20倍，並節省80％掘球工資。本機已辦理技術轉移，並推廣10台於花卉專業區使用。


圖四 唐菖蒲種球挖掘機

5.小型履帶式噴藥機(圖五)：行走於畦溝或行列作物間，單人操作，可解決輪式車輛於泥濘地打滑問題。其作業效率較人工快25%，並節省二名牽管人工，以及噴藥工資60-70%。目前已推廣10餘台於園藝作物田區使用。


圖五 小型履帶式噴藥機

6.連棟設施內單軌懸吊噴霧系統(圖六)：於1.2公頃17棟玫瑰溫室設置自走噴霧設備，執行病蟲害防治及噴水、施液肥作業。噴架行走具無段變速功能，幫浦壓力30kg/cm２定壓下，每棟20只扇型噴頭，施噴量可控制在20.2-3.3 l/ha之間。當噴架速率2 km/hr時，約2 hr可完成一次全區噴藥作業；每次機械作業較人工節省60%用水量及67%農藥費用，而年噴藥工資則節省81%以上。

圖六 連棟設施內單軌懸吊噴霧系統

7.溫室內懸吊桿式自動噴霧系統(圖七)：本噴霧系統採用單軌懸吊自走式，並以PLC與電控元件順序控制各項作業，適用於單棟設施溫室。其具有噴灑均勻、效率高、省水（藥）及操作安全無虞等優點，並可減少70-80%之噴藥工時，以及節省用藥用水達40-50%。該懸吊單軌傳動之自走裝置獲得新型專利，整套噴霧系統目前已廣為溫室栽培者所使用。


圖七 溫室內懸吊桿式自動噴霧系統


8.半自動雙行蔬菜移植機(圖八)：與中興大學農機系（現為生機系）合作開發，為手扶自走式，一個人即可種一畦兩行，並以一組盛苗轉盤供兩只鴨嘴杯定植。其行距固定為40 cm，株距則有35-50 cm多種選擇；作業效率0.1 ha/hr，較人工快11倍，並節省成本63%。該機已辦理技術移轉予大地菱農機公司生產，而盛苗轉盤結構獲得新型專利，並推廣10餘台於蔬菜專業區使用；現正積極進行自動化機型之試驗研發。


圖八 半自動雙行蔬菜移植機


9.半自動果實蠅誘殺板投放機(圖九)：以搬運車或小貨車承載作業。誘殺板藉氣壓控制系統推動，再由對轉之夾持滾筒高速拋出，拋射角30º，拋射距離20-30 m；儲料桶由人工裝填，每次可裝75片。該機獲得新型專利認證，並推廣20餘台於各鄉鎮果園區使用。


圖九 半自動果實蠅誘殺板投放機

10.全自動果實蠅誘殺板投放機(圖十)：由搬運車或小貨車承載，駕駛兼遙控操作。誘殺板藉由對轉之夾持滾筒高速拋出，拋射角30º，拋射距離20-30 m，採自動振動供料，每次約容納200片，並可點放或連續投放兩種選擇。惟目前果實蠅防治方式有所改變，相關之誘殺板投放機已不復使用。



圖十 全自動果實蠅誘殺板投放機

11.自動換棟型懸吊桿式噴霧系統(圖十一)：利用子母車原理，只需裝設一組噴桿，自動換軌進出於連棟的各溫室內進行灑水、噴藥、施液肥等作業；效率較人工快10倍，並節省60%用液量與80%工資。現已推廣4套於蔬菜育苗場與設施花卉園區應用，預期大量使用後可降低約50%組裝成本。該套噴霧系統係由鍵隆農機企業有限公司生產與銷售。


圖十一 自動換棟型懸吊桿式噴霧系統

12.菊花穴盤苗自動插苗機(圖十二)：全機作動以高壓空氣為驅動動力，採超薄型氣壓缸驅動夾爪夾取插穗，並使用一般桿式氣壓缸移動夾爪與插植等動作。夾爪每次夾取10株苗穗，完成每次夾苗、插植的動作週期為11-27 秒，可無段調整。在良好挺直的供苗情形下，插植成功率約91%，作業速度可達46株/秒，適合於菊花扦插穴盤苗作業應用。


圖十二 菊花穴盤苗自動插苗機

13.百香果種苗自動嫁接機(圖十三)：與中興、嘉義大學等合作開發，單人操作，採電控系統及氣壓元件作動，可一貫化完成切斷砧木苗、切削接穗插接口、劈開砧木、接穗插接入砧木、嫁接夾夾持固定等工作，作業效率每小時約208株，嫁接成功率為91％、成活率則是96％。該機共申請獲得一項發明與三項新型專利，其推廣市場雖較小，但却開創了嫁接機械研發之先河；而此機型之合作研發廠商為锝欣機械工廠有限公司。


圖十三 百香果種苗自動嫁接機

14.簡易式百香果接穗苗切削機(圖十四)：單人操作，採電控系統及氣壓元件作動。其操作方式是先將接穗植株裁剪至約10 cm，再放入固定夾，踩下腳踏開關後，便自動依序完成夾持、導入、切削、復歸等動作，平均每株耗時2.6秒，作業效率約為技術工之1.4倍，可供規模較小之育苗生產業者使用；該機型亦與锝欣機械工廠有限公司合作開發。


圖十四 簡易式百香果接穗苗切削機

15.自動換軌式多功能台車(圖十五)：以DC 24V馬達和二個N50串連電瓶為動力，縱、橫向各具四只鐵輪，可自動變換方向行走於H型雙軌上；換軌動作以減速比1/20、衝程10 cm之電動缸驅動，而各項感應操作皆由可程式控制器與電控元件來達成。其上之升降平台亦以電動缸作動，負重約200 kg，舉升高度可達65 cm，具有座椅與腳踏開關，並可堆疊放置載物籃，供工作人員登高採收時應用。目前研製中的新型式自動換軌車改用油壓缸驅動，假以時日即可完成並推廣於設施花卉、介質耕栽培區應用。


圖十五 自動換軌式多功能台車

16.噴霧兼掃描管理系統(圖十六)：於三連棟溫室模型之懸吊噴桿上加裝CCD影像擷取裝置，可藉由每次噴霧作業時，即掃描溫室內的作物一遍，並將視覺信號導出至電腦處理。該管理系統圖控畫面，可設定、監測噴桿噴霧作業情形，並具有即時取像與傳輸、擷取溫室內溫濕度、日照和CO２含量等資料，以及遠端監看等功能。現正進行組裝於實際溫室之試驗改良工作。


圖十六 噴霧兼掃描管理系統

17.多功能GPS導引自走車(圖十七)：履帶式自走載具為後輪驅動式，履帶底盤由橡膠履帶、齒輪式變速箱及6 hp汽油引擎所構成；PC-based控制系統擷取GPS接收儀及方位角感測器訊號，控制主離合器及轉向離合器之動力離合，依照定位資訊及目標點方位向量導引載具行進，定位誤差小於1 m。自走機具為精準農業應用之基礎，未來結合定點肥力檢測、雜草相分析、植株生長情形等資料庫技術之建立，執行定點變率施肥、施藥、田間作物環境之地理資訊蒐集等作業。


圖十七 多功能GPS導引自走車

18.穀物外觀特徵量化檢測系統(圖十八)：應用影像處理技術與機電控制整合，發展量測穀物長、寬形狀等特性之自動選別機，藉以建立水稻米粒外觀特徵的量化技術與自動量測系統，可達降低量測誤差與節省檢測人力之效。其作業效率較人工快25倍以上，並具組裝方便、搬運容易等優點，適用於實驗室小樣本分析之用。該自動選別機申請獲得新型專利，正辦理示範試作與推廣等工作。(作者龍國維連絡電話04-28584204)


圖十八 穀物外觀特徵量化檢測系統

環控與肥灌數位整合系統

環控與肥灌數位整合系統應用於設施內火鶴花之精緻生產作業

•農試所 蔡致榮.梁連勝.陸龍虎.徐武煥•

一、前言
火鶴花係天南星科佛燄芋屬中最重要的觀賞作物，無論是從栽培或貿易角度來看，都是重要的熱帶花卉。民國91年栽培面積共約131公頃，近年來外銷出口逐年攀升，民國92年外銷出口量達113萬台斤，出口成長率177%，出口產值約1億元，為國內加入WTO後外銷主力花卉之一。
國內火鶴切花生產設施主要以兩層固定之簡易遮光網為主，將栽培介質舖撒於不織布上或填充於保利龍W型槽中(圖一)，配以噴灌式肥培管理進行栽培，惟無覆蓋與環控易受環境(下雨、夏天高溫與冬天低溫)影響、固定遮光網易造成光度不足致使花色不佳、粗放噴灌式肥培管理不易達成節肥與環保需求，且易使葉片潮濕而罹患病蟲害等，致使切花產量與品質無法大幅提升。有鑑於此，行政院農委會農業試驗所整合設施（溫室）、環境控制系統、自動肥灌系統、即時視訊與遠端遙控技術，在設施內進行火鶴花精緻的離地栽培試驗與精準的監控，期能找出最佳生產應用模式，以厚植並提升農民設施栽培技術與火鶴花外銷之競爭力。

二、系統組成與使用軟硬體
本研究使用之溫室數位整合環控肥灌系統係紐西蘭AutoGrow Systems Ltd生產之AutoVent 3 (AV3) 與NutriDose II b (NDIIb)組成，如圖二所示，其包括環控微電腦、肥灌微電腦、溫室外氣象站(含溫度/濕度/照度/風速/風向/雨感/雨量)及溫室內微氣候感測器(含溫度/濕度/照度)所組成，

本研究為評估比較不同養液調配供給方式實際使用之優劣，規劃建立批次攪拌式與線上噴注式養液供給系統如圖三所示。批次攪拌式養液供給系統以100公升養液混合桶配合A液、B液與酸液加料電磁閥，以 NDIIb控制器進行特定EC與pH值之養液調配，待達到所需設定(EC與pH值或攪拌混合時間)時才開始進行肥灌。線上噴注式養液供給系統則以NutriDose II i (NDIIi)控制器直接控制A液、B液與酸液加料泵，進行線上即時噴注並同步施行肥灌作業。兩式養液供給系統各有個別之養液取樣器，分別檢取EC、pH與養液溫度值送個別之養液供給控制器，並協同AV3之氣象資料進行全自動之肥灌作業。

圖四顯示共用之肥灌管路系統，其主要以管徑40 mm 之PVC管承接從灌溉泵浦經砂濾與線上過濾器之肥灌養液，導入至溫室側邊中心位置後分走兩側，並以管徑27 mm之軟管接到植床上H型分佈管徑20mm之PVC管中，由於管上鑿有小孔因此養液得以管徑3mm之滴管接引至滴頭進行肥灌作業。實際作物以火鶴切花品種進行試驗，混合不同比率泥碳與珍珠石調配四種栽培介質，以口徑30cm之塑膠盆承裝，分別栽種在8個植床上，每床56株，共448株。

本研究使用之環控肥灌軟體可操控32個監測器與32個控制器，本研究之試驗只包括3個控制器，即AV3、NDIIb與NDIIi。無線連結性能之資料可由無線收訊檢測軟體LSM獲得，其提供接收到封包時信號品質與信號強度之圖形。本研究試驗所用之遠端遙控作業設定簡單而使用輕鬆方便，由於使用Java遙控核心可跨越不同作業平台，隨時隨地可利用就近之電腦，達到真正之行動遙控(圖五)。

三、結果與可能應用
目前本所已成功建立一套整合無線區域網路與即時視訊之溫室數位環控肥灌系統，含設施環境控制系統、滴灌式自動肥灌系統、即時視訊與遠端遙控系統等軟硬體，經試驗評估證實環控與肥灌性能良好，無線區域網路完全符合規劃之功能，除成功延展與擴大有線網路之基本服務至試驗溫室區外，可傳送即時影像與檔案資料，並進行遙控溫室環控與肥灌之操作，其技術應用不僅與先進國家並駕齊驅甚至已經超越。此系統創先導入即時視訊與遠端遙控技術，使溫室管理達到『管理者坐臥家中，溫室狀況與控制盡在彈指之間』的境界，除可將設施內外微氣候數據、作物生長性狀與環控設備之動作一目暸然的呈現在監控螢幕上(圖五)，亦可記錄儲存有關數據與事件，有利作物生產歷程資料之建立，數日、數週前甚至整年氣候資料以及肥灌次數、肥灌量、養液酸鹼（pH）值與電導（EC）值等都可以圖形或資料表方式追溯呈現。
本套生產系統在應用方面除可更精準有效的進行火鶴花自動肥培灌溉管理，減低對環境的衝擊外（已開發國家的環保法規要求溫室業者在肥灌後要做到幾近零排放的標準），由於可掌握歷程資料準確性並節省試驗時程，亦可提供新興作物栽培試驗研究與全程監控使用，更可提供設施內其他高經濟作物或農業企業化栽培管理引用，以降低生產管理成本，其實用性不言可喻，且為未來必然之趨勢。(作者蔡致榮連絡電話：04-23302301-706)


圖五 遠端遙控操作栽種火鶴花之監視畫面



圖三 自動肥灌系統實景

蔬菜育苗播種一貫作業機

蔬菜育苗播種一貫作業機

　．桃園場　張金發、游俊明　
台大生機系　陳世銘教授兼系主任．

一、前言

台灣蔬菜栽培面積近二十萬公頃，其中包括十字花科、茄科及葫蘆科作物需育苗移植作業者約七萬餘公頃。花卉栽培面積超過九千公頃，需花苗四億株及八千萬種球。每年需花卉、蔬菜、林木等種苗合計約二十六億株。以往蔬菜育苗均採用在田間育苗（土播），或簡易箱式播種，小規模育苗，種子用量多，勞動力與成本高，易遭受不良氣候環境影響，育苗量也不易掌握，使計畫產銷難以落實，台灣於七十四年開始研發蔬菜真空式育苗播種機械，並應用穴盤育苗，育成健壯種苗，移植後很快正常生長，成活率高，且可縮短田間生育期，及減少黑腐病及軟腐病之感染。

自八十年度起本場與國立台灣大學合作研發蔬菜育苗作業自動化機組，並推廣穴盤苗育苗之專業化生產，和自動化育苗技術，輔導蔬果自動化育苗場之設立，使蔬菜穴盤育苗技術不斷開發，對育苗品質，生產能量，運輸技術，及定植成活率等大大的提昇。又八十四年起研發自動化搬運系統應用於種苗生產，而使育苗作業亦趨於自動化，穩定供應農戶栽植，改善種苗產業體質與配合機械栽培，減輕勞力需求，提升種苗生產技術水準及產品品質。

唯穴盤育苗播種機，目前有很多方式及機型，例如手動之真空吸盤、迴轉型鼓式真空播種機、自動式之滾筒型真空播種機、間歇型銅針式播種機等。然而各有其優點及缺點。若考量不規則形狀種子之播種，則必須開發設計一特殊的機械，解決快速、準確、耐久及操作容易的播種問題，而達到多用途的目的。故研發專供蔬菜與花卉等不規則形狀之種子播種用之機械，命名為台大桃改PN型針式育苗播種機，機械結構簡單化，可裝配改良於原自動化播種 系統應用，配合觸摸式螢幕操作簡易化，並可同時應用於花卉及瓜果等種子之育苗播種用，達多用途化之設計目標。

二、機械設備

機械設備包括蔬菜育苗播種一貫作業機組一台、自動排盤機一台、自動積盤機一台、空氣壓縮機一台、機械改良用之五金零件及電控器材、田間試驗用之穴盤、蔬菜與花卉種子、育苗介質(圖二、圖三、圖四和圖五)。

蔬菜育苗自動化一貫作業流程規劃如圖一所示。
自動排盤 質混合 裝填回收 壓實打孔

育苗管理 真空播種

搬運作業 自動積盤 整平作業 覆土回收

圖一 蔬菜育苗自動化一貫作業流程

(一) 穴盤自動排盤機之研製改良
本機之設計針對穴盤自動化育苗播種系統裡可分為循環式及開放式兩種的操作流程。本機構造包含有：軟盤置放處；約可置放200個穴盤。夾爪機構；設伸縮夾爪，夾取穴盤，一次夾取一個，夾爪可隨穴盤之尺寸來調整移動。上下舉昇左右平移機構；是一種將夾爪組作上、下及平移的氣壓缸移動組合。輸送帶；將夾取好的穴盤輸送出來供播種作業。電控系統；將各部之機構作次序動作及控制的系統。使用可程式邏輯控制器控程，並設有調整排放時間的功能。

本機功能將可配合自動化育苗播種系統應用自動排放軟質穴盤，其作業效率為每小時150~160個穴盤，一次置放200個穴盤，以自動化作業提高工作效率，又可調整夾爪間距，排放不同尺寸之穴盤，達多用途化。

(二) 台大桃改PN型播種機之研製改良
本機利用真空吸力原理，將種子箱內之種子震盪後，吸附起來，再經由內吹正壓空氣，吹落入導管達播種之目的。台大桃改PN型針式播種機之製造，外型簡潔、美觀，為求工作時之方便、安全，更將傳動之馬達、鏈條及線路等全設計成隱藏式，除了加強機器本身之功能外，更注意到了機械使用之安全設計。及零件規格化之商品設計製造問題。採用PLC控制配合螢幕觸摸式操作簡易。

本機作業方式可隨意選擇，即可單獨作播種作業或改良裝配於原自動化穴盤播種系統一貫自動化應用，即排盤、介質裝填回收、壓實打孔、播種、覆土回收、積箱等一貫自動化作業及配合花卉育苗播種作業，達多角化用途之應用，配合介質裝填回收機應用。

台大桃改PN型針式播種機開發，專供蔬菜與花卉等不規則形狀之種子播種用之機械，是以雙排種子吸附管（上面裝設種子吸附針）結構作快速吸附種子及釋放種子的往覆半週期搖臂運動，並配合下部分輸送帶作伺服馬達高精度間歇運動並設有單排間歇打孔，所以準確快速作完打孔壓實動作為解決容易操作問題，並設有觸摸式螢幕，把複雜的設定條件及操作步驟，以文字圖表顯示，簡單又容易。

經田間測試調查得知，本機工作效率為每小時可播種160個穴盤（使用L60×W30×H4 cm，128格之穴盤），比人工播種每小時只12個穴盤，快約13.3倍。

(三) 穴盤自動積盤機之研製改良
本機之設計亦是針對穴盤自動化育苗播種系統裡可分為循環式及開放式兩種操作流程，對於循環式來講，播種完成之穴盤必須一個一個拿起來，若設計裝配一部自動軟質穴盤積盤機，則可省掉這些反覆式的動作。若在開放式的流程，若非一盤一盤排放出，則可以5盤到10盤之間的推積一次排出，這樣可節省一人工。
本機構包含有：輸送帶；將進來的穴盤輸送進入堆疊區域。停止固定機構；將進來的穴盤定位在一定的位置。舉昇機構；將軟盤（己播種完成之穴盤）舉昇。左右伸縮爪；將軟盤（己播種完成之穴盤）左右承托住。電控系統；將各部之機構作次序動作及控制的系統。亦使用可程式邏輯控制器控制，並設有堆盤數的設定。

本機功能可配合自動化育苗播種系統作業應用，其推積穴盤速度為每小時150~160個穴盤，又可依使用者之需求積2、3、4……..15盤，隨時設定應用，一般設定在10盤，以符合人體功學操作，又配合輸送作業將己堆積穴盤直接輸送到溫室，故可提高工作效率。

三、結果與討論

台灣由於經濟發展，國人生活水準提高，對蔬菜之需求量大幅提高，蔬菜之栽培乃成為農村之重要產業之一。然而蔬菜育苗作業大多仍採用傳統土播方式，其品質、規模及勞力皆為亟待突破之瓶頸。本計畫發展自動化之蔬菜育苗場以穴盤育苗方式，第一期已設計研製完成之自動化種苗生產設備，如搬運系統、播種系統、積排箱系統、搬運系統等並推廣應用至民間之蔬菜育苗中心，使種苗之生產能一貫化及自動化。第一期同時加強育苗中心營運管理、栽培技術之系統化及資訊化，使育苗中心之營運更有效率，且生產之苗品質更加提高。

改良型針式播種機及鼓式播種機之新型穴盤真空式育苗播種系統，作業流程包括有育苗介質混合、攪拌、儲存、自動供應、自動排箱、裝填育苗介質、整平、壓實打孔、真空播種、灑水、覆土、刷平及自動積箱等自動化一貫作業。整套機械長為7.5公尺、寬度為4.5公尺，適用蔬菜及瓜類作物之育苗播種應用，如以針式播種機播種每小時可播種160盤，比人工作業快約13.3倍，播種精度達91.3 %以上，可解決不規則種子之播種困難問題。已在竹北、泰山、後龍、大園、楊梅、埔里、元長、溪湖、學甲、北斗、大村、大肚、東勢、二林、西螺、褒忠、阿蓮、里港、民雄、土庫、太保、六腳、芳苑及玉里等地輔導設立蔬菜自動化育苗場示範點計三十四處，年產種苗達48,000萬株，由於成效良好。育苗中心作業之電腦管理程式已撰寫完成，交由示範點試用中，促使其資材管理、客戶名單、生產規劃等電腦化，進而提高其經營效率。

蔬菜育苗作業自動化在行政院農業委員會積極推動之下，穴盤育苗之方式已為農友所接受，同時穴盤苗之需求日增，在本研究所開發之自動化播種，搬運及育苗管理等技術及設備正可提供供應面之質與量的掌握與保證，未來蔬菜育苗中心是必走向水稻育苗中心一樣之企業化、專業化經營，生產價廉之健壯種苗，提供農民栽培應用，嘉惠農民，降低生產成本，提高收益。
(作者張金發連絡電話：03-4768216轉342)

四輪傳動割草機

‧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、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，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、結語

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）

農業自動化-蔬菜育苗作業自動化

農業自動化-蔬菜育苗作業自動化: "蔬菜育苗作業自動化

Automation of Vegetable Seedling Production

研究目的與經過

台灣由於經濟發展，人民生活水準提高，對蔬菜之消秏量大幅提高，蔬菜之 栽培乃成為農村重要產業之一。然而蔬菜育苗作業大多仍採用土播方式， 其品質、數量及勞力皆為亟待突破之瓶頸。本研究由台大農機系與桃園區農業改良場合作，針對「自動化蔬菜育苗中心」所需之育苗介質供應系統、 穴盤真空播種系統、排箱積箱系統、搬運系統、育苗管理、及育苗中心營運等之自動化設備及技術進行研究及開發，使種苗之生產能夠一貫化及自動化， 並能配合田間移植作業。同時也已設立一處「種苗自動化生產示範工場」（桃園區農業改良場），七處「自動化蔬菜育苗中心示範點」（後龍、大園、元長、學甲、 埔里、溪湖、玉里） ，以擴大落實自動化育苗技術及推廣穴盤苗之使用。

構造與性能 　　

　　穴盤育苗真空播種系統包含

(1) 育苗介質供應設備

(2) 自動排箱機

(3) 振盪式真空播種機以及

(4)自動積箱機四部份

每 小時可播 340箱，作業效率為人工之23倍。 至於播種性能，甘藍、花椰菜、結球白菜等之缺播率約為2 ％；西瓜、洋香瓜之缺播率為3 ％；甜椒、番茄之缺播率為10 ％。此播種系統已連線運轉，也可以採用循環動線作業。 而所開發之「種苗自動搬運系統」則採用溫室內高架式機器人（Gantry Robot）之設計，具有入苗、出苗、灌溉、施藥、藥槽自我清洗及換區換棟等六大功能， 並採用電軌系統以提供動力來源及控制資訊之傳送；現已與播種系統、套籃系統完成連線運轉，全線作業從穴盤點播、搬入溫室綠化及長成後運出，只需兩人管理。 整個連線系統可以在控制室中以電腦進行圖形監測與控制；且多次辦理示範觀摩會提供農民及種苗業者參觀應用。 另已初步完成甘藍健壯苗之品質與苗株物化性質之關係的研究與分析，將進一步將栽培條件納入溫室電腦環控策略，並以智慧型控制設計達到栽培甘藍苗之最適環 境。 至於自動化育苗中心營運管理之電腦軟体，包括資材管理、客戶資料管理、生產規劃等功能，已在部份育苗中心測試使用中，將進一步推廣使用。

推廣成果與經濟效益 　　

　　已設立之七處自動化蔬菜育苗中心每年育苗數量已達8500萬株，穴盤育苗之方式已為農友所接受，目前穴盤苗之需求日增， 本計畫所開發之自動化播種、搬運、管理等技術及設備正可提供生產面之質與量的掌握與保證，並邁向植物工廠之自動化作業目標。 而育苗中心營運管理電腦軟体之使用將有助於農政單位對於蔬菜栽種面積及地區之了解，對蔬菜之產銷平衡有正面之貢獻。

甘藍成苗以苗籃裝疊，以便運送至農家

進行田間移植

「自動化蔬菜育苗中心示範點」甘藍苗

之育苗情形

「種苗自動搬運系統」為溫室內高架式機器人之設計，

具有入苗、出苗、灌溉、施藥、藥槽自我清洗及換區

換棟等功能

溫室設施

主題：二十一世紀的溫室
張鈞傑

　　這一周是由方煒老師代課，主講的題目為溫室。上課中老師先提了一個別人曾經問過他的問題：台灣已經算是個四季如春的寶島了，那還要溫室做啥勒？　而老師的回答也很妙：就算是在台灣，同樣面積的一畝地，要是我的地種的是有溫室保護的經濟作物，我最後的收入可能能夠比沒溫室的多上幾十倍，那你覺得我們需不需要有溫室勒？

　　老師的回答雖然是純粹由經濟報酬的觀點來回答，但實際上，這確實是需要重視的一個問題。尤其這也是影響到為什麼今日農藝領域較不受年青人喜愛，而導致農村人口一直流失的關鍵點之一。但老師也說了，其實要是溫室發展的好，其產物的附加價值是可以比高科技產業還要高的。就像現在一顆ＩＣ可能只值幾十元，其價值還不如一朵玫瑰花，更別說是可能要好幾百塊的高等盆栽了。也因此，發展更新更好的溫室，來使得台灣未來的農藝能有持續且看好的遠景，就變成一個重要的課題了。

　　面對即將到來的21世紀，未來的溫室進展，將是希望溫室能更高、更大，功能更加複雜化，但是成本要求要愈低。而且必須得滿足以下需求：

1.單位面積更高的產量。
2.產品的品質更為提高、更好。
3.化學品(農藥、肥料等)的使用量愈低。
4.資源(能源)與資材的消耗愈少。
5.興建與使用成本愈低。

為了滿足上述，溫室產業的未來發展將有如下的演變：

一、溫室愈高、面積愈大、功能愈完善

　　由於材料與建築結構之進步，溫室高度逐漸加高，溫室高度愈高，能夠利用的上方空間愈大，許多機具如自走式噴灑設備，行走式天車輸送設備等都可以在上方空間活動，由於所有機械設備都必須付出高投資成本，因此溫室面積愈大，機器功能發揮愈容易，另一方面環控功能愈加強。以屋頂開啟式之溫室為例，除了屋頂開啟設備，也添加了水牆、風扇、內遮蔭、加溫機等環控設備。

二、善用陽光

　　陽光對於溫室的重要性，不僅在於利用進入的光能量進行加溫，而且要善用光合作用光譜範圍內的各種色光，例如利用近紅外線與其他顏色光之比例，對植物之成長或花朵著色特性都可以控制。
　　由於光質的利用性，未來的覆蓋材料中塑膠布比玻璃更為重要。由於塑膠布在製造過程可以添加各種化學原料，因此可用以調節進入溫室內部的光質。未來的塑膠布覆蓋材料將會出現以透過不同光線為訴求的原料，以供生產者選用。

三、更複雜的環境控制系統

　　溫室內部環境系統在未來不僅是提供作物一個良好生長空間，還要設法協助植物扺抗病蟲害。因此環控的目標不僅只是滿足作物成長生理需求，也要考慮病蟲害的繁殖環境。在生物防治的應用比例逐漸增加時，利用電腦環控使作物生長與生物防治之環境需求達到最佳化。以荷蘭為例在過去十年之內，由於生物防治之引入應用，農藥的使用量已降低了80%。未來目標則是結合環控系統，使生物防治效果更佳。

四、離地栽培與植床應用

　　由於土壤病害造成的連作問題，在亞熱帶地區的溫室栽培逐漸朝向離地栽培。離地栽培代表不再種植於地面，而是栽植於介質袋或盆器之內。完成栽培，收穫作物之後，再更新介質，或是將介質重新殺菌、清理。此外未來的溫室栽培逐漸朝向以植床為單位，先種植於盆器之內，再放置於植床。在工作間完成種植作業，以輸送機具將植床送入溫室。溫室內部以環控系統加以管理，由於人員行走的空間保留至最低程度，因此空間利用率更高。此種作業型態有兩點特色。

1.人員在溫室內的工作時間減少到最低，因此溫室內部的環境控制以作物為主，而不再以工作人員的舒適程度為主。此即為以作物需求為優先之環控策略。

2.在最初之種植至最後的採收作業都在工作室內進行，因此以作物靠近機器，而非以機器接近作物。機器不必一邊行走、一邊作業。機械結構可以簡化，成本可降低，而且動作可更加精確。

五、影像處理技術之應用

　　在傳統的園藝機械中，溫室產業使用的機器主要以介盤充填機，播種機、上盆機、移植機與自走式灑水機具等為主。近年來影像處理技術與機器結合稱為機器視覺。包括檢視作物的生長狀態，檢測植物是否存在病蟲害等等。合格品加以分級，不合格品則送回溫室繼續栽植或丟棄。

六、自行組合式溫室

　　在未來的產業趨勢中，人力資源更為珍貴，技術性操作者之工資下降的機會有限，在溫室興建成本中，人力成本占總成本之比例愈來愈高。為了有效降低成本，溫室公司的對策包括減少了零組件種類，施工作業簡化，與鼓勵購買者自行組合溫室。在許多產業中，DIY逐漸與起，溫室產業也不例外。以法國DICHEL公司為例，其溫室興建之前，由該公司工程人員，在興建地區召募臨時工人，三天之後每人每天可搭建100坪以上的溫室。溫室公司也逐漸朝向此DIY方式溫室成本，以競爭世界市場。

　　由上述之討論可知，二十一世紀的溫室不僅只是一個遮蔭蔽雨的設施，而是一座植物生產工場。結構要愈簡易，成本要降低，功能要複雜多樣化，而世界性的競爭愈強。溫室除了提供作物生長的空間，也要用以執行綜合性病蟲害防治之功能，要協助保護生態環境。所有生產的資源如灌溉水、介質、作物殘餘物都要回收處理。台灣對二十一世紀溫室工業之規劃要是做的好，也可能能是另一個多元發展下的重要產業。

參考資料：http://bse.nchu.edu.tw/prod01.htm