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築畦、塑膠膜鋪設機之開發

台南區農業改良場 鄭榮瑞˙鍾瑞永

前言

  栽培設施利用可促進蔬果的提早栽培、收成,且對病蟲害防止、農藥施用及栽培期間的田間管理作業具有省工、省力的效果。根據農業年報統計全省作物使用畦面覆蓋栽培面積達5萬公頃以上,主要利用在西瓜、洋香瓜、甜瓜、草莓、鳳梨、切花類及部份果樹等作物。覆蓋材料早期以稻草、甘蔗葉等為主,由於材料不易取得,且利用塑膠膜覆蓋具有易施工、保溫、保濕及抑制雜草等多項優點,幾乎全面取代稻草等覆蓋材料,使用塑膠膜設施栽培的面積大增,近年來也有引進紙蓆作為覆蓋材料,惟仍以使用塑膠膜為主要覆蓋材料。

開發經過

  由於國內慣行高畦栽培以利於灌溉排水,因此塑膠膜鋪設作業通常配合第二次整地碎土後,以曳引機配合作畦犁或以中耕機或以人工利用鋤頭完成作畦作業,再以多人共同作業完成塑膠膜鋪設覆土鎮壓工作,因此需要相當多人力及工時。根據調查結果顯示,因地區及作業方式差異,每公頃需20~60人日,平均每公頃作業時間約42人日,據以估算其作業成本若以每日工資800元,則每公頃人工鋪設費用約為16,000~48,000元,平均約33,600元。近年來雖有塑面覆鋪設機的引進使用,且國內也有工廠進行開發,惟因引進機種適用於淺溝式平畦栽培方式,與本省慣行深溝高畦栽培方式多有差異,而國內開發機種所完成之畦形及覆土鎮壓方式不合栽培習慣,農友需進一步整畦作業,因此,農友較難接受而無法有效推廣,有待進一步修正其結構,改善其性能並國產化生產,以利於推廣。因此行政院農業委員會台南區農業改良場乃針對國內田間設施栽培塑膠膜之鋪設,配合國內作業特性要求,進行可築畦及塑膠膜鋪設一貫作業機之設計,使畦面塑膠膜鋪設機具有築畦、塑膠膜鋪設、覆土、鎮壓作業功能,目前已完成國產化機型之開發,正經由技術轉移農機廠商生產並示範推廣給農民使用,以有效紓解農村勞力之不足,改善重勞動作業環境及促進田間設施簡易栽培體系作業機械化的建立。

機械構造

  築畦塑膠膜鋪設機之設計係以曳引機為動力源,其主要作業機構有:

  1. 圓碟式開溝犁組:共有兩組,分別裝置設於曳引機迴轉犁前方左、右兩側,可以配合碎土作畦先行開溝,並將土壤導入畦上,利於後續之築畦及減少後續覆土及整畦之土壤量。

  2. 迴轉築畦犁組:配合瓜類栽培時高畦寬面塑膠膜鋪設需求,採用可使用2.4或2.7公尺耕寬之迴轉犁,除將原整地用迴轉刀軸更換為具有向內攏土之築畦刀軸外,並將迴轉犁後蓋板配合弧形畦面成型需求,修改為具有弧形整型效果之構造。

  3. 塑膠膜鋪設機組:包括與迴轉犁結合之骨架組、塑膠膜吊掛組、畦面鎮壓弧型段軸輥輪裝置、兩側可油壓昇降農具吊架桿(使用在塑膠膜寬度超過2.7公尺以上機型),在農具吊架桿上則裝有畦肩鎮壓橡膠輪組、覆土圓碟輪組及清溝整畦犁組等,一次可完成塑膠膜鋪放、弧型畦面成型、畦肩塑膠膜鎮壓、覆土及整畦等作業。為配合大寬度(270公分)塑膠膜鋪設,塑膠膜鋪設作業時的機械的最大展開寬度可達4公尺以上,不利於路上行駛,因此將農具桿設計成三段式,中段與迴轉犁結合在一起,而左右兩側則設計以中段為樞軸,可以油壓控制室水平至垂直90度間轉動,當油壓舉昇農具吊架桿時,其寬度可縮短為3公尺以內,以確保路上行駛時的安全。

  4. 噴灌水帶鋪設裝置:裝設於迴轉犁後方與塑膠膜鋪設機組間的左側,主要構造包括一固定支架、樞軸及可在樞軸上自由轉動的用以裝置噴灌水帶的轉子。作業時,將水帶下拉覆於塑膠膜下方,可與塑膠膜鋪設作業同步進行。

  藥劑施放裝置:裝設於迴轉犁後方與塑膠膜鋪設機組間的右側,主要構造包括儲藥劑桶、定量藥劑配出機構、左右分送配出機構、油壓驅動組合等,可配合塑膠膜鋪設作業同步進行地下害蟲防治藥劑施放。

機械功能與特性

  1. 可同時完成整地、碎土、築畦及鋪設塑膠膜之工作,操作簡便而快速,且整個操作過程只需一位駕駛者駕駛曳引機及一位協助人員即可為之,具有節省人力資源及全面機械化作業之功效。

  2. 在作業過程中可同時完成噴水帶之鋪放及地下害蟲藥劑之施放,無需另行為之,簡化築畦操作程序,提高工作效率。

  3. 採用拱形畦面鎮壓滾筒組設計,可將畦面鎮壓成圓弧狀,俾利於畦面排水及作物生長。

  4. 擋土板及船形畦整形器之壓土板上均設有套設彈性元件之調整桿,具有自動微調功能,可控制擋土板及壓土板之上揚幅度不致過大,以保持畦面之平整度。

  5. 適用於西瓜栽培田用機型,農具架多節式設計,可將支撐架上樞連之懸臂支撐架拉高,使農具架可配合道路寬度進行調整,避免因道路行駛農機具過寬而佔用整個路面造成危險,以確保路上行駛之安全性。

  6. 畦面塑膠膜鋪設機結合在曳引機迴轉犁後方,可配合第二次碎土整地、作畦、塑膠膜鋪設、覆土鎮壓及噴灌管鋪放與基肥施用或消毒等完成一貫化作業,作業能力每小時可達0.5公頃以上。

經濟效益評估

  使用本項機械作業,可同時完成築畦及畦面覆蓋作業,也可同時完成地下害蟲施藥及噴灌水帶的鋪放作業,田間作業能力每小時可達0.5公頃以上,據以計算其作業成本,若以塑膠膜鋪設機械售價230,000元(不含迴轉犁),年作業面積為70公頃。機械總作業時數3,000小時及配合作業人員一人時,估計其每公頃作業成本(含曳引機操作成本)約為1,600元,與前述現行人工作業方式比較,作業效率可提高40~120倍,作業成本平均可節省95%以上。

未來展望

  作物覆蓋栽培一直為從事農事工作者重要一環,對作物的栽培具有多重影響,除利於增加土壤溫度、降低土壤密實度、減低肥料的流出、降低蒸發、產品清潔、減少雜草問題,也可促進提早收成、促進生長品質的提昇,不論早期利用稻草覆蓋或現今大量使用塑膠膜來覆蓋,操作作業成本的降低,在加入WTO後更應受到重視。台南區農業改良場已陸續完成適用於洋香瓜栽培及西瓜栽培塑膠膜鋪設需求之大型築畦、塑膠膜鋪設機的開發,預定本年度可完成技移轉移廠商生產推廣;而為達到塑膠膜鋪設作業能適用於各種作物栽培畦型需求,以促進田間畦面塑膠膜鋪設作業之全面機械化,目前也透過產學合作計畫進行適用於蔬果、花卉等栽培之小型築畦塑膠膜鋪設機的開發。而鑑於塑膠膜的大量使用,若無法配合機械回收作業,殘留的塑膠膜除影響下期作耕種外,也將造成環境污染問題,因此塑膠膜使用後的回收工作更見重要,本場也正進行畦面塑膠帶回收機械之開發,企盼能藉由兩者的相輔相成,促進塑膠膜農業之良性發展,而不致製造另一問題。

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