文‧圖 / 臺中區農業改良場　陳令錫

前言

　　因應氣候變遷與極端化，設施栽培生產園藝作物在世界各角落持續生長，供應人類消費所需。根據聯合國糧農組織（ FAO ）資料， 2013 年全球溫室生產面積估計為 40 萬 5,000ha ，技術及複雜層次因地域氣候條件與社經環境而異。設施具有阻擋風雨侵襲的功用，在亞熱帶的臺灣夏秋季節可以發揮功效，因此，設施栽培管理之高效率省工化就更形重要。而設施栽培作物之噴霧作業除病蟲害防治之外，更可以進行葉面施肥。

　　臺灣夏季高溫多濕的氣候容易滋生病蟲害，而病害及蟲害的發生將影響作物生長發育、產量、品質外觀等，影響安全農產品生產甚鉅，因此需要防治病蟲之為害，營造良好的作物生長發育環境，於生長過程中施以病蟲害防治作業。防治方法包括農作技術防治、物理防治、生物防治、法規防治、藥劑（化學）防治等，其中以藥劑防治較為普遍。惟化學藥劑大多具毒性，減少或避免農藥霧粒碰觸人體的方法與技術的開發益顯重要。農民投入許多心力在病蟲害防治上，正確病蟲害鑑別及慎選藥劑之餘，正確的施用相對重要，何謂正確施用，包含用對噴霧器具、調對濃度及使用適當的噴霧技巧，包括將霧粒噴到害蟲習慣停留的葉背。

　　目前田間常見的噴霧方式，概略分成 3 種，包括使用於寬廣走道果園的中型噴霧車、背負式小型噴霧機及人力牽管式噴霧。背負式小型噴霧機之重量、振動及噪音會對作業者之健康造成威脅，間接減低勞動效率；而人力牽管式噴霧，人工手持噴藥桿係放在田頭調配好的藥液經由幫浦加壓，透過耐高壓橡膠軟管輸送至噴桿上的噴頭，噴灑在作物上，操作者手持噴桿揮灑噴霧，具有使用方便且廣泛運用於各種農作物噴霧作業的優點，但是作業辛苦、效率低，而且噴桿揮灑的重複動作並不符合人體工學，費力辛勞之外，霧粒飄散會與人體接觸，其霧粒的有效成分經由人體呼吸及皮膚接觸，可能造成職業傷害，以及管路內殘留藥液等缺點。

　　農委會臺中區農業改良場（以下簡稱臺中場）考量中部地區許多小田區精緻設施栽培，需要較小型噴霧機具提升噴霧效率，因此，根據本場研製懸吊自走式省工高效率噴霧機具之構想，開發具有藥桶及噴霧動力為一體的簡易移動式噴霧機具，操作者駕駛噴霧機具在設施內前進即可進行噴霧作業，免除背負式機體重量與振動、牽管式手揮噴桿之辛勞。因此，本文將介紹電動三輪自走式噴霧機於設施內應用之特性，達成減少作業人員長時間從事同一動作造成身體局部的勞動傷害，確保農友身心健康，提升農耕管理工作效率及品質。

電動三輪自走式噴霧機介紹

　　臺中場累積多年開 發經驗研製 電動三輪自走式噴霧機，可進入溫室進行噴霧，溫室內須預留寬度約 1.3±0.2 m 的行間走道，供自走噴霧及頭地轉彎換行，操作簡單， 維護保養容易，操作者只要正確調製藥液或肥料、灌入不銹鋼桶、調整噴桿高度與噴頭角度，以適當的速度前進，直立噴桿的移動具有建構立體噴霧空間的功效。行走驅動能源為 2 顆電瓶，提供 24 伏特的直流電（ DC24V ）電力，左右 2 支垂直噴桿各可噴出 2 維面狀噴霧空間， 行走於設施作物行間 執行 噴藥、加濕、葉面施肥等管理作業 ，自走噴霧機具歷經多次機型改良，獲得目前機型的優異性能（圖 1 ），兼顧藥桶容量與轉彎半徑的電動三輪自走式噴霧機具，符合目前設施蔬果栽培藤蔓類植株向上生長，噴架高度或噴霧方向亦須隨之調整之需求，適於不同作物高度噴藥、葉面施肥等本地種植習性作業。該機具承載藥桶與噴霧管路組件，組成與性能簡介如下：

圖 1 　自走噴霧機具歷經多次機型改良，獲得目前機型的優異型能

一、電動三輪自走式噴霧機由電動三輪自走式底盤與噴霧系統組成

1. 電動三輪自走式底盤由前單輪與後雙輪構成，前單輪無動力，負擔轉向與承重、轉向把手與操作面板設置於機體前方； DC24V 馬達動力驅動後雙輪、二具 38AH 電瓶供應電力來源，機體長寬高為 150 Í 75 Í 220 cm 。（圖 2 ）
2. 噴霧系統：由藥桶、幫浦、軟管、噴桿升降機構及噴桿所組成，藥桶容量 200 公升，內置隔板穩定水流，幫浦執行噴霧加壓，動力為 4.0HP 汽油引擎，直接驅動雙柱塞幫浦，藥液從藥桶經幫浦抽吸加壓後，經軟管與球閥分流到 2 支垂直噴桿，噴桿上各有 5-6 粒噴頭面向外側，噴桿之上下高低位置，可因應作物發育程度調整。噴桿之噴頭向外噴出的霧粒形成面狀霧粒空間，此面狀霧粒空間經由車體行走噴塗到作物葉片之上下表面、莖幹、花朵與 果實，完成噴霧作業。噴桿位置上下與噴頭俯仰角度可調整，可噴單邊或雙側，亦可在生長初期作物高度低矮時只開啟下方噴頭。（圖 3 ）

圖 2 　電動三輪自走式噴霧機之機體結構功能齊全

圖 3 　電動三輪自走式噴霧機全生長期均可使用─種植初期

二、電動三輪自走式噴霧機的性能

1. 行走性能測試
   　　最小轉彎半徑測試結果約 0.3 m，三輪式底盤在頭地轉彎換行極為靈活，田間噴霧行進速度約 2-7km/hr ，行走速度之快慢影響沉降於作物葉片之噴霧量。
2. 噴霧性能測試
   　　以 150 公升藥桶之機型試驗結果，噴霧時間約 23 分鐘，整體 2 支垂直噴桿各有 5 粒噴頭之噴霧流量 6.5 L/min ，因此單顆噴頭流量約 0.65 L/min 。噴霧時間 23 分鐘之行走距離為 1,425m，植床行距 1.45m，150L 藥桶滿桶之噴霧面積為 2,066m² ，因此，1,000m² 之番茄溫室噴霧時間約 11 分鐘，試驗結果顯示機體運行速度 4.3 km/hr 屬於較快的速度。相對地，機體運行速度慢，單位面積施噴量隨之增加。實務上 1,000m² 之番茄溫室噴霧時間約 30-50 min 。（圖 4 ）
   　　另外，試驗電瓶充飽電力之續航性能，以 2 km/hr 的速度行走噴霧，試驗至電量顯示剩餘 2 格停止試驗，此時電瓶電壓為 24.2 V，試驗結果可作業 180 min ，可噴霧 12 桶，累計噴出 1,800 L 的水。因此，自走噴霧速度 2 km/hr 時，行距 1.45 m 的番茄園，累計噴霧距離 6,033 m，累計噴霧面積 0.87 ha ，每分地噴霧量約 206 L ，每桶噴完約需 10-18 min ，加水時間約 8 min，作業能率 0.29 ha/hr 。試驗後以 MF24V/25A 型充電機立即充電，電瓶充飽約需 6-8 hr ，充電消耗電力約 1.031 kwh 。
3. 霧滴附著效果
   　　自走式噴霧機的特性除了容易操作、機動性與作業效率高之外，霧滴附著效果較佳的特性更形重要，因為噴霧的目的需將藥液顆粒均勻的灑在上下葉片表面、莖桿、花朵與果實上。
   　　電動三輪自走式噴霧機後方之噴霧架為 2 支可以調整高度的直立噴桿，噴桿位置依據作物生長階段而適度調整，每支噴桿 5-6 粒噴頭面向外側，將霧粒噴向二側植株， 2 支垂直噴桿可雙側同時噴霧，也可單側關閉只噴單邊。該機進入溫室高效率噴霧，利用左右 2 支垂直噴桿各可噴出 2 維面狀移動噴霧空間；機器視覺影像分析技術判讀試驗之水試紙樣品結果，葉表面之霧粒覆蓋率平均 89% 以上，葉背的霧粒覆蓋約 30-65% ；葉面之標準差小於 17% ，葉背之標準差 29-35% ，顯示霧粒覆蓋葉面高於葉背，且霧粒覆蓋度變動程度葉面小於葉背。比較電動三輪自走式噴霧機與人工牽管 2 種方式之 葉背霧粒覆蓋率，電動三輪自走式噴霧機約 65% 較人工牽管的 30% 為佳。噴霧架隨三輪機體行走於畦溝上，形成移動的立體霧粒空間，霧粒瀰漫作物周邊，因此霧粒附著效果優異。（圖 5 ）

圖 4 　電動三輪自走式噴霧機於設施內噴霧情形

圖 5 　電動三輪自走式噴霧機雙側噴霧，霧粒覆蓋全株

三、長期田間性能試驗

　　電動三輪自走式噴霧機於設施番茄園進行長期的性能測試，年累計作業 48 次，包括噴藥 40 次、葉面施肥 18 次。試驗田面積約 0.1 ha ，種植 2,700 株大果番茄，成熟株高達 2-3m，150 公升的藥桶容量足夠噴霧 1 次，噴霧作業時間包含加水調製藥劑約 40-50 min ，約為人力牽管式噴霧作業時間的 1/2 ，節省噴霧作業時間之外，免除揮動噴桿的辛勞及增加葉片之霧滴附著效果，確實達成噴霧防治病蟲害與葉面施肥的目的。試驗結果發覺噴霧機 150 公升的藥桶容量稍有不足，目前已經將藥桶容量改成 200 公升。

善用機具提高效率節省農耕人力

　　越來越多的農民懂得利用省工的機具改善農耕管理作業，以為農村進步的象徵。農耕工作向來 辛苦，臺灣又已邁入高齡化社會，農村人力老化與短缺的問題，亟需適合本土應用之省工機具來應用。電動三輪自走式噴霧機為 人力駕駛自走噴霧之機型，不必牽管， 減輕手持噴桿及拖行噴管的不便，以及管路 壓力降低與動力損失小 ，免除背負機體重量之辛勞，簡化噴霧作業，減少勞動傷害的危險。

結論

　　電動三輪自走式噴霧機之 噴霧空間隨 機具 移動，構成作物周邊完整的霧粒覆蓋， 病蟲害防治與噴施葉面肥料之成效得以提升，係性能優異可 於本土設施內應用的省工農耕管理機具，免除牽管噴霧之辛勞，讓農民成為現代化的田間管理者，是創新研發的農業噴霧機器， 有效提高噴霧的霧粒附著，且較傳統人工施藥方式更優異的病蟲害防治效果，功能普獲專業農戶的大力肯定， 原先手持噴桿揮灑噴霧需要 2 個鐘頭的苦差事，變成 40 分鐘的輕鬆噴霧工作， 顯著提高 3 倍以上的噴藥作業效率 ，並且每分地用藥量從 200 公升 減為 150 公升 ，減少病蟲害的防治藥量達 25% 以上，將可大幅提高農業生產的效能與農產品的安全性。

　　該機具已技術移轉給四維機械廠有限公司生產銷售，農民可直接向該公司洽詢。若有農業噴霧相關問題，歡迎與本場作物環境課農機研究室連繫，電話： 04-8523101 分機 341 。