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曳引機附掛式芋苗種植機研發應用

資料來源:行政院農業委員會臺中區農業改良場/ 田雲生

一、前言

臺灣芋頭以水田栽培為主,面積約2,600公頃,年產量4萬6,000公噸,產地分布在臺中、苗栗、屏東、花蓮、臺東等縣市,其中臺中地區占30%以上,並以大甲區周邊的生產規模最大且饒富盛名,遂有「大甲芋頭」的美譽,鮮食、加工皆為消費者喜愛,堪稱具地方特色的產業。其種苗來自芋頭採收後殘留田間的分蘗,或由生長期間母株分蘗生成的苗株,但芋苗種植時並無規格化,株高、徑粗差異極大,是研發芋苗種植自動化機械最大的瓶頸。

傳統芋苗種植皆仰賴人工,中部地區定植前先進行整地作業,將田間保持在3~5公分水位,而後手拖畫線器於田區縱向與橫向劃線定位,交叉處就是芋苗種植的位置,再將芋苗逐株插入土中;南部地區則習慣採行拉水線協助芋苗種植。常見種植行株距多為70×30~35公分或60×30~45公分,每分地約以4,000苗株為基準,單人種植含劃線需花費5~7 hr,相當於每日8 hr種植約1.3分地,並以芋農在泥濘田間拖著秧船行走、俯身彎腰取苗、定植最為費工,再加上種植期為每年11月至隔年3月之寒冷季節,人工作業倍感辛勞,農友希望能導入機械化輔助作業,以紓緩種植期農忙缺工與人力老化問題,進而提升芋頭產業發展。

二、芋苗種植機組成架構

研發改良完成曳引機附掛雙行式芋苗種植機,可附掛於50馬力以上曳引機後方,以三點鏈接承載,於頭地轉彎、上下田區或道路行駛時可被完全舉起;以方形橫桿採並聯方式連結2組種植機構與上方的承苗架所組成。每組種植機構包括破土板、圓盤開溝犁、輻射狀夾放苗裝置、雙鎮壓覆土輪、再覆土板與座椅等架構,分別由1名農友負責取苗與供苗給夾苗爪夾持,即可於田間依序進行破土、開溝、夾放苗、鎮壓、覆土的動作。鎮壓覆土輪其中一輪加裝撥片兼為接地輪,可帶動夾放苗裝置迴轉,並配合進行夾苗與放苗動作,再搭配前、後方之作畦與整畦動作,即完成芋苗種植之一貫化作業;承苗架上可放置4~5網袋約2,000株芋苗,約為5釐地芋苗種植的數量。該2組種植機構之組裝間距即為種植行距,其調整範圍介於60至80公分之間;種植株距則藉由更換3種齒數的傳動齒輪,再搭配可調整4種爪數的夾苗爪數目,具有多達12項組合供選擇應用。

三、芋苗種植機作業測試

附掛式芋苗種植機採人工供苗、機械種植的作業模式,操作人員供苗速率與熟練度,足以影響田間種植速度及效率,該機若以每株苗1~5 秒共5種供苗速率進行作業測試,當每株供苗速率在4秒或以上時,操作人員雖來得取苗後供給夾放苗裝置上的夾爪夾持,但換算每人每日作業面積僅1.2分地以下,較傳統人工每日種植1.3分地為低;每株苗2秒或以下時,則明顯發現供苗速率來不及夾放苗裝置的迴轉速度,甚至造成缺株情況頻繁;故每株3秒為最適宜的供苗速率,且換算3人團隊每日共可種植4.8分地,即每人每日1.6分地,作業效率較慣行人工種植快23.1%,且不需再忍受插植芋苗長時間俯身彎腰作業的勞苦。另在試驗過程中發現,若芋苗在種植前先經過整理分類,以及取苗位置與供苗給夾苗爪距離愈接近,可更提升機械作業效能。

四、芋苗種植機使用成本估算與效益分析

計算曳引機附掛式芋苗種植機作業成本,包括折舊、利息等固定成本,以及修理維護、油料和工資等變動成本。由於芋苗種植機所需之曳引機並非專機專用,若採租賃方式計算成本,則折舊費用、利息支出、維修費用皆可降低,而油料甚因芋苗種植機無燃油需求且潤滑油脂可忽略而可全免。曳引機含操作人員的租賃費用若以每公頃旱田整地7,000元計,計算每公頃折舊、利息、修理維護、油料和工資分別為1,035、50、575、0、13,253元。因此,曳引機採租賃模式之每公頃機械種植成本14,913元與人工成本15,385元相比較,機械種植的成本具有(+) 472的效益。當曳引機採租賃模式、附掛式芋苗種植機每年作業40 公頃,且每公頃收取耕作服務費20,000元,則2.26年即可回本。

五、芋苗種植機示範觀摩與操作應用

本(109)年2月21日於臺中市大安區蔬菜產銷班第8班呂炳春副班長試驗田,召開芋苗種植機田間示範觀摩會,由李紅曦場長與大安區農會蔡建宗總幹事共同主持。觀摩會主要示範臺中場研發改良並完成技術移轉之曳引機附掛式芋苗種植機,進行田間示範操作與觀摩展示,強調機械輔助可減輕慣行人工俯身插植的辛勞,紓緩缺工與高齡化問題。同年11月17日於屏東縣高樹鄉產區召開芋苗種植機田間示範觀摩會,強調機械作業可減輕慣行人工插植的辛勞,紓緩勞動力不足與高齡化問題。

六、結論

研發改良完成附掛式芋苗種植機,採3人團隊分工合作,主要推廣對象為芋頭栽培規模較大及農業機械耕作服務業者;作業效率較人工提高23.1%,芋農不需再忍受長時間彎腰作業的勞苦。
附掛雙行式芋苗種植機創新結構已取得我國新型專利(名稱:雙行式種植機結構改良,證書號:M585475),並獲得109年國家發明創作獎之創作銀牌,同時完成技術移轉予嘉義縣新港鄉「富農機國資材」(嘉義縣新港鄉共和村頂菜園9之12號,TEL:05-3743819)進行商品化製作與推廣應用,期藉由芋苗種植機械化之研發應用,提高芋農栽培意願、擴大產業規模,讓芋頭產業更為優質化。

傳統人工種植芋苗情形傳統人工種植芋苗情形
研發改良之曳引機附掛式芋苗種植機研發改良之曳引機附掛式芋苗種植機
曳引機附掛式芋苗種植機作業情形曳引機附掛式芋苗種植機作業情形
於臺中市大安區召開示範觀摩會於臺中市大安區召開示範觀摩會
於屏東縣高樹鄉召開示範觀摩會於屏東縣高樹鄉召開示範觀摩會

▲研發團隊:臺中區農業改良場與富國農機資材

聯絡人:田雲生 副研究員

電話:04-8523101轉300、340

E-mail:ystien@tdais.gov.tw

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