台南區農業專訊第17期:3~6頁(1996年9月)

蔬菜自動化育苗

文/圖  鄭榮瑞  

前 言

台灣地區近年來由於蔬菜穴盤育苗技術的開發,使得育苗品質、生產能量、運輸性、移植機械化程度、定植成活率等大大的提升,促使育苗作業自動化,自民國80年迄今政府並大力輔導,種苗生產自動化已列為重點發展項目,全省輔導設立蔬菜育苗中心十五處,估計穴盤育苗量已年達一億餘株以上,甚具發展潛力。

蔬菜育苗自動化設備與技術

蔬菜自動化育苗範圍涵蓋介質調配系統、穴盤播種系統、生長管理系統及輸送移植系統。

一、介質調配系統

使用在穴盤育苗用之介質主要材料有泥碳土、真珠石、蛭石等,此等材料大多由國外介質專業生產公司生產,使用上因育苗種類的差異以一定比例調配,並可滲雜其他材料如樹皮、堆肥、廄肥、細砂及各種肥料。利用介質攪拌機使調配之各種介質能充分混合,並能依需要性質得到最佳調整。

二、穴盤播種系統

一般穴盤播種系統採用真空吸附式播種機,種子可不必經過粉衣(coating)直接吸附種子進行精密播種作業於育苗箱。播種機因吸附頭的不同可分為針式及鼓式,後者為近年來高速播種機發展主流。播種機之選購應注意要適用何種穴盤、播種速度為可調或固定式、對種子的廣泛適應性、種子精確吸附粒數、作業時種子槽最少種子量多少、吸附頭的種類及更換容易性、種子播放的精確度及容許缺株之百分率等。

國內蔬菜育苗自動化穴盤播種系統因作業模式的不同有排積箱作業模式及循環動線模式兩種型式。前者作業流程自育苗、介質準備及供應、自動排箱(穴盤)、介質填充、壓實打孔、真空播種、灑水覆土(介質)、自動積箱(穴盤)。後者與排積箱作業模式最大不同為循環動線模式採用兩部直角迴轉機取代自動排箱機及自動積箱機,只讓育苗底盤一直在播種系統中循環,每次僅取出播種完成之軟盤,並放置空的軟盤在底盤內。國內自行開發之穴盤自動播種系統有台大桃改PD-60型,每小時可播340箱,作業效率為人工之20倍以上。茲分項說明如下:

1.穴盤:為利於日後穴盤播種自動化之推行,規劃並制定穴盤之統一尺寸標準,使穴盤規格化。穴盤規格定為長61x寬31x高4.5公分,穴格數目有多種型式,在蔬菜育苗常採用之穴格為288(24x12)、128(16 x 8)、72(12 x 6)等數種。穴盤為塑膠材質,有塑膠硬盤及塑膠軟盤等兩種,不論軟盤、硬盤都適用穴盤自動播種  系統,皆以水稻育苗盤當底盤使用。

2.育苗介質供應設備:可供育苗介質之混合、攪拌、貯存及自動輸送供應等工作。調配好之介質可先貯於大斗中,依播種之需要,藉由感測器能自動供應並補充介質至播種機之介質盛斗中。

3.穴盤真空播種系統:主要之組成包括介質盛斗、介質回收機、輸送機、介質整平機構、打孔壓實機構、振盪式真空播種機、灑水機構等。播種後之育苗箱,可經由灑水機構將育苗箱之介質予以灑水濕潤,再經介質覆土機構將已播入之種子覆蓋,最後再以一整平機構施行另一次之整平,完成播種一貫作業。

4.自動排箱機及自動積箱機:自動排箱機在於將堆疊之育苗空盤配合播種流程自動排放單一化穴盤,以進行後續之介質裝盤及播種作業。自動積箱機能乃將播完種子之穴盤堆積至所設定之盤數,然後再由輸送帶或搬運系統送至育苗室。兩者皆利用程式邏輯控制器及可定位氣壓缸來進行定位控制。

5.直角迴轉機:直角迴轉機使用目的為將輸送機之迴轉半徑減至最小,以節省作業室之空間,最小迴轉半徑可以為零,視需要而定,目前設計為700㎜,以方便作業。直角迴轉機配合直線輸盤機可取代原先播種動線中之自動排箱機及自動積箱機而成循環動線作業。

三、生長管理系統

生長管理系統包括溫室、植床、遮陰及噴灌等設施,此系統直接影響種苗培育期間的生長與苗品質及生產管理成本,也直接關係育苗作業之機械化與自動化程度。

1.溫室:一株品質優良穴盤苗的育成,必須要在溫、濕度、光度控制極好的溫室設施內,配合精密的噴霧系統、營養供給、生長調節及病害控制等多項技術才能成功,但環境控制成本、設施設備成本等皆為重要考慮因子。本省蔬菜穴盤育苗的培育室有採小型簡易隧道、大型錏管式圓形或單斜型溫室及鍍鋅鋼骨結構溫室等多種。簡易設施在夏季往往不耐暴風雨的摧殘而造成設施及種苗的嚴重受損,採用鋼骨結構則造價成本較高。採用大跨距鋼骨結構,較高的簷高、PC板屋頂之覆材及四週通風紗網型式,對適應本省高溫、多濕及暴風環境下之育苗管理較為有利。

2.植床:植床之型式常採用者有固定式植床、活動式植床、可運搬式植台及地面生長系統等四種。固定式植床造價低廉但不利於空間利用;活動式植床可提升地面利用率10-25%,但造價較高;可運搬式植台如種苗場所引進者,由於各植台可直接以軌道輸送系統作進出作業,方便性極高,但造價高昂;地面生長系統空間利用率最高,但可機械化程度將會最低,除非發展自動搬運機具輔助,同時也應注意地面栽培所衍生的病蟲害等問題。

3.遮陰:由於台灣地區夏季日射量特強,往往造成育苗植株之升溫及蒸散旺盛等現象,不利於種苗之生長。遮陰可阻絕強光,一般可採用室內遮陰與外部遮陰兩種方式,室內遮陰施工上較易進行,但熱的阻斷效果差,室外遮陰對強光與熱的阻斷效果良好,但結構上需考慮強風所造成損壞影響。遮陰網的開閉控制上有手動式及因光與溫度的自動控制式。

4.噴灌:當種子萌芽出土開始進入幼苗生長期後,由於每一穴格之介質量少,對給水之質與量的要求極高。穴盤育苗時的噴灌首重均勻度,一般規模較小之育苗場以採用人工澆灌方式,此法給水均勻,但費時費工成本高;以機械式噴灌目前有採用的如定點旋轉噴頭式噴灌法,此法分區噴灌速度極快,但有重疊不均勻及易造成噴灌死角,需再配合人工補噴灌不足之處,另一為自走式懸吊桿式噴灌系統,可設定噴灌水量及時間,此法噴灌均勻性極高,但造價成本較高。

四、輸送移植系統

1.搬運設施機械化:蔬菜自動化育苗生產設施動線的設計為一種結合各部份物流的工程,整體性的規劃應包括設施空間的配置及移動資材的搬動與運輸,目的在使動線流暢與節省人力資源,及對空間與搬運設施得到最高度利用。搬運設施的規劃應配合作業流程與硬體建構同時進行,使其達到一體成型的效果,而如何選擇適當的搬運方式更形重要,一般搬運方式的種類可分為批式搬運、連續式搬運、吊掛式搬運等。

2.移植機械化:蔬菜自動化育苗技術愈成熟,對蔬菜田間移植機械化的要求將愈為殷切,在農村勞力缺乏、人力老化及種苗大量生產情形下,移植機的發展推廣為勢所必需。國內現有蔬菜移植機的型式可分為半自動式及全自動式,移植機的選擇考慮有作業性能穩定性、人力配合的需求、機械的大小、操作的容易度、行株距的配合度、作業能力與精度、行走方式及價位等等。

雲嘉南地區蔬菜自動化育苗中心的發展

雲嘉南地區蔬菜育苗中心在農委會及農林廳的經費補助下陸續成立,至八十五年度為止共輔導設立有七處,分別為台南縣鹽水鎮豐南育苗場、嘉義縣民雄鄉民雄育苗場、雲林縣莿桐鄉的甘西育苗場、斗南鎮雲林縣農會育苗場、元長鄉茂盛育苗場、褒忠鄉新湖育苗場、西螺鎮全民育苗場。總溫室設施面積達5,166坪,84年培育各類種苗達4,083萬株。

展 望

蔬菜育苗因自動化、機械化的技術提升、實用化,苗得以大量生產或多品種少量自動化生產,使蔬菜種苗生產成本的大幅度降低變為可期。由於政府對種苗生產自動化的推行,以穴盤方式生產蔬菜種苗已日漸為農民所接受,因此將使穴盤苗的需求不斷擴增。在輔導設立新育苗場或舊場擴增設備之際,如何進一步提昇現有機械的作業效率與自動化程度、育成苗的品質及有效的將育苗中心營運管理電腦化,提昇營運管理水準,以求降低生產成本,應為未來努力之重點。

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