台灣農業機械概論

2011-04-28T01:44:00.000+08:00

台灣農業機械概論

作者：馮丁樹教授

Chapter 1. Development of Agricultural Production Technology

2008-04-20T23:00:00.008+08:00

第壹章農業生產技術的發展

本文作者
台灣大學生物產業機械工程系　
馮丁樹教授（退休）

1.1前言

農業機械是一個古早的行業，天工開物中就已記載諸多古代農村常使用的器械，包括犁耜、汲水灌溉、風車除秕、土礱碾米等等。這些器械在農家千餘年來，有些型式仍然被沿用至今。農機具或農具均是一個廣泛的名詞，其應用的項目，深入日常的食衣住行之中。今日的農業生產，由於科技之發達以及動力的進步，均已進入另一個生產的領域。隨著各項技術的發展，農業也提升至另一層次。嚴然併入另一個新的領域－－生物產業工程。

中國農村使用之石磨（資料來源：中國科技普覽）

農村使用之水車（資料來源：中國科技普覽）

1.2生物產業之範疇

生物產業機械之領域，範圍包含甚廣。由早期的農業衍生的技術到目前相當走紅的生物技術，均可涵蓋在內。因此，廣義的『生物產業』包括人類日常生活上的食衣住行育樂之所需，以及生物製藥的發明及應用等。換言之，它就是與生物存在有關之產業；而工程則是遂行各項產業的成果，使其為人所用之相關技術。

生物產業工程體系應是解決這些生物技術產品或系統應用諸問題之方法。其間包括產業內涵之定義與規劃、生產或加工、調製等特定程序，利用現有工程技術製造或解決有關生物 (動物、植物或微生物) 本身或其副產物所衍生諸問題，其中包括對人類醫學或農業有用的物質或生物之後續處理以及其對環境之影響等。

1.3傳統之生物產業

傳統的生物產業應是自農業始，雖然之前仍然以狩獵為主，其後卻逐漸發展為農林漁牧，可以由人類掌控產業發展因素。這個特定的產業其對象除動植物本身外，尚必須與氣象配合，以求得合適的環境。從前的農業是靠天吃飯，農民必須祈求上蒼普降甘霖，以灌沃農田，滋潤作物。然而農民從歷史經驗得知的技術卻能逐漸累積，他們知道如何建霸儲水，以抗乾旱；如何整田種植、開溝築渠、引水灌溉，使作物生長良好；如何瞭解病蟲害的來由，並進行人力防治，以延遲自然競爭法則的應用。在這些技術應用的過程中，他們同時必須具備汲水器具，或利用水力自動灌溉。水是農業的需求，也是人類的需求的水分來源，因為在其成長過程中必須進行灌溉。

動力的技術隨著人類智慧的累積，也有很大的進步，間接提升農業生產的技術。早期的人力、畜力是耕種的主力，幾千年來人類懂得馴服牲畜時，就開始利用畜力。至今在世界較為落後的地區仍然使用牛馬騾等畜力進行田間作業。除此而外，其他動力之發展則依水力、風力等地域性的資源而有零星的應用。而真正機器動力應自蒸汽動力開始，其次為內燃機動力，由於動能增大，田間作業之工作量大增。農業因而可以大規模化生產。

1.4生物技術之發展

在生物技術方面，早在數千年前埃及人就已經知道以生物方法生產啤酒及其他酒類，中國古代所流傳之技術如醬油、醋、泡菜、豆腐乳、紅糟肉、養樂多、味精等之製造過程都是經過微生物之發酵作用，其產品變成美食的一部份。酒類所含的酒精與人類的生活脫離不了關係，因其存在特定的成份、而醬油、醋或泡菜等之美味與香氣、紅糟肉的抗血脂成份等都是經過微生物代謝後的產品；在醫藥的應用方面，青黴素更是利用細菌作用之結果，當初之發現係利用青黴菌抵抗周遭環境各種細菌的功能，變成廣為應用之『生化武器』，協助人類抵抗入侵人體的病菌。

這些早年廣被人類所應用的技術，可稱為『傳統的生物技術』，雖然此項技術仍在廣泛應用之中，但與現代的生物技術有點差別。技術上更為精進，並符合現代生物技術之潮流。新的生物技術已運用生物化學、分子生物學以及分子遺傳學等科技利器與資訊，甚至進一步改變生物個體的遺傳形質；使遺傳基因能正確控制生物的生理現象以及相關之代謝過程，達到生產有用物質之目的。傳統與近代生物技術最大之差別在於前者以育種、雜交、配種等繁複漫長的過程獲得整體性動物、植物或微生物的繁殖及篩選；而近代之生物技術則是由『細胞與分子』層次進行研究，利用微觀手法精確地導出所需之產品與部位。

經過數十餘年的進步與發展，有關生物技術之應用範圍已經變成相當廣泛。其範疇包括基因操作、細胞培養、單株抗體、酵素工技等四個領域，以及其所衍生的相關科技與工程技術。但也由於其應用範圍廣泛，工程及產業界之需求也相當分散。所以很多新興之技術雖被看好，但產業面卻一直無法凝聚成一個氣勢，進而營造出一個有利的產業環境。

就研究的觀點而言，由於生物技術涉及的科技種類，複雜而多樣，形成一個『跨領域』的學門，其產業因而必須有整合的形勢。不但要有橫向的發展，而且應有垂向的連結。在國內整合風氣不彰，處處顯現各憑本領單打獨鬥的情況下，要形成一個具體的產業相當困難。以研究系統而言，幾乎農林漁牧醫工各行業的動物、植物、微生物以及人體，都可成為生物技術的探討對象；其研究的深度與廣度，可以微觀至分子與細胞，甚至奈米級的原子層次；也可大到組織、個體、群落甚至整個生態系。但實際上農業為基底的生物技術仍然受到相當多的限制，並且有逐漸萎縮的現象。長期下來，各部門仍然處於散兵作戰的形態，不容易集中力量在國際間與他國一競短長。

1.5生物產業之分類

　　就生物產業來分，其領域應包括醫藥、食品、釀造、化粧品、農業及醫療器材等產業，各技術領域之產業發展趨勢可歸納如下：

1.醫藥產業：癌症、老人癡呆症、骨質疏鬆症、愛滋病、遺傳性疾病等。
2.食品產業：世界糧食供應、食品安全性及品質提高等。
3.釀造產業：固定化微生物(如啤酒和清酒)、釀造微生物基因重組等。
4.化粧品產業：美白、育毛、老化防止等。
5.農業生產：低價、品質一定、大量生產；Tank培養／植物工廠、耐病蟲害或耐環境之品種開發等。
6.醫療器材工業：腦機制基礎研究等配合生物感測器之醫療器材之開發等。

台灣農村的稻草堆

鄉村的稻草裝飾（富里）

Chapter 2. Developemnt of Agricultural Machinery in Taiwan

2008-04-20T22:30:00.005+08:00

第二章　台灣農業機械發展史

彭添松原著「老農機人的回憶-台灣農業機械化奇譚」

馮丁樹改編

2.1前言

四百年前葡人稱台灣為「福爾摩沙」，意即美麗之島；現在的「福爾摩沙」已變成十足的政治意味，再也見不到原先的美名，更無從前蓬萊仙島那種憧憬與意境了。台灣確有好山好水，可惜已被破壞污染而面目全非，那些時常打著愛台灣口號的人，實際上並不認真地去思考如何保存台灣之美，只是讓台灣更遭受無限的催殘，失去原味，經濟也由盛而衰。然而，就經濟的發展脈絡而言，台灣確是寶島。台灣經濟起飛，曾為亞洲四小龍之首，外匯緊追日本；台灣並無石油等天然礦藏，地不大物也不博，曾經產金的金瓜石最後也只能流落為觀光的盛地。因此台灣何來寶？所謂「寶」大概指活在島上的寶裡寶氣的人們吧。李敖大師說﹕

「台灣只有兩種人﹕一是聰明人，一是笨人」

這話說得並不錯，錯的是他認為只有他是聰明人，其餘我們這些芸芸眾生都是傻小子。傻子們做事都是一窩蜂，一股傻勁，「愛拚才會贏」就是最佳寫照。至於拚到最後，誰輸誰贏，大概也很少人會去計較了。

近年來大家一股傻勁熱衷於政治，居然把政權推展到政黨輪替的初步階段，被國際人士稱讚為民主改革的奇蹟。其實更重要而最基本的是數十年來創造出來的經濟奇蹟，已被世人公認，堪為開發中國家的楷模。由經濟奇蹟才促成了民主改革奇蹟，值得我們驕矜至今。不過，這些心路歷程，不可能僅停留在從前的時光，沒有往前進就是退步。當台灣轉為四小龍之末，且在未來四週國家經濟都比你強的時候，台灣的民主見證只是鄰國茶餘飯後的題材而已；最後只能關起門來自己獨唱「往事只堪回味」啦。

不過說到經濟奇蹟，也許往事已遠，大家腦海中即刻浮現的只是工業，尤其高科技工業。倒是幾乎遺忘或忽略了立國之本的農業改革，這些年來大家在農業方面的努力成果，也是一件大奇蹟。台灣的農業，目前幾乎沒有新事可談，也許老農年金的議題會更引人注意些，只可惜這並不是發展農業之道，也不是解決農業之法。大家都知道給他魚不如給他釣竿，偏偏政治人物都選擇給魚的策略。

說到農業，因受先天性的限制，要創造奇蹟談何容易！若要全盤細說創造的過程及內涵也不簡單。只是我們畢生只從事於農業機械化一項工作，所以也只能談談農業機械化所創造的傳奇了。試想當我們年輕時，台灣農村依賴四十多萬頭耕牛，有百分之六十的人口從事於農耕；而今都屆退休，台灣農田上已看不到耕牛，在農業方面勞動的人已降至百分之九左右，所有農耕作業幾乎被農機替代。就這樣，僅一世代的時間達成如此全面農業機械化的國家，古今中外恐難舉出第二個例子了吧。

最近常常看到政治人物下海表演插秧的情節，不覺可笑。當今的農民更會笑說：「是什麼時代了，還來表演這套把戱，我們已經全部使用插秧機插秧了，怎會仍然手把青秧插滿田呢？」政治人物活在從前的年歲裡，要把農人當白痴，要他們看到我們從前在農業的成就也難。

2.2農業機械化前鋒-耕耘機

牛車（資料來源：池上農會)

民國四十年代應是戰後及國府退居台灣的紊亂時期，民生凋疲，百業待興，農業方面也唯有力圖精耕增產一途。當年台灣有40多萬頭耕牛，而耕地面積有 87萬多公頃，平均每頭耕牛要負擔2公頃耕地。如以役牛總數的三分之二估算，每頭平均要負擔三公頃多的耕地。三公頃看起來不多，對一頭牲畜而言負擔重而且容易誤農時，影響農事生產，更不談虐待動物的問題。在維持精耕的情況下，仍然必須適時補充畜力。所以政府於四十二年間曾研訂第一期台灣經濟建設計畫時，其中一案是補充耕牛十萬頭。但牲畜不能由工廠製造，補充不易，而且需要餵養飼料，此一計畫乃無疾而終。其第二案為引進機械動力，這是往前看，且認為比較可行的辦法，因此當時的台灣省政府就著手訂定「耕耘機推廣十年計畫」。只是這個計畫只是一個願景，當年政府財源困窘，並無餘力支援。

真正投入於農業機械化工作的單位，首推中美合作機構「中國農村復興聯合委員會」（簡稱農復會，JCRR）。這是一個中美共同提撥基金，發展農村經濟的一個聯合組識，對台灣的農業貢獻厥偉。當時主司農機業務者為馬逢周技正。馬技正原在浙江大學專修農藝，二次大戰後，國府為培養人才考選一批學子赴美研修，馬是其中的一位，畢業後回南京的中央農業試驗所服務。因在校修過農具學，投考農機學科就被錄取，成為具有農機專長的第一人。後來馬被派往美國萬國農機公司（INTERNATIONAL　HARVESTER CO.）研習一年，回國後投入農復會。民國三十八年隨該會由大陸來台，乃在台灣開始負責推動農機業務。馬工作十二年後，應聘聯合國糧農組織（FAO），並被派往南美玻利維亞，從此離開農機崗位。

牛犁作業（資料來源：池上農會）

馬任職農復會第二年開始研提「台灣農機具之調查研究計畫」，委台大農工系農機組高阪知武教授主持，由楊景文助教（第二屆台大畢業生，不久赴美）及張振經先生協助計畫之執行。該計畫報告書有中文（手寫貼照片）和英文（精美印刷數百頁，由JCRR出版）兩版本，部份仍然留在同仁手中，只惜均已成孤本，後來農機中心有重新翻印。該報告所載之當時農機具，無疑是一部農機寶典。

有這項引進農機的經驗，馬技正再度研提引進國外農機計畫，由美國引進七台園圃式曳引機（GARDEN　TRACTOR），並交由農業試驗改良場所試用。不過可能水土不服或經驗不足，推廣失敗。不久，鑑於日本引進美國改良的快樂農夫(MERRY　TILLER)耕耘機試用成功，乃再嘗試由日本引進十三台該型機種及其附屬的雙向犁和「而」字耙。這是一個簡單的耕耘機，當時被稱為美利牌或快樂農夫牌耕耘機，一般農民則管它叫「鐵牛」，鐵牛之名自此開始。這十三台美利耕耘機後來贈送給各地農業試驗改良場所進行田間試驗。

2.3農機人員之培育

在馬技正的領導下，台灣由引進耕耘機揭開農業機械化的序幕。他認為要推展農機，還是要積極培養人才，這個想法也中規中矩。當年台大是培養農機高級人才的重鎮，雖然興大農學院農教系和屏東農專也能訓練一些，惟緩不濟急。為此乃由農復會擬定計畫補助台大開設「農業機械專修班」，調訓各農業試驗改良場所十四人（包括桃園農校一人）。第一期於四十六年暑期開始，由張建勛主任、高阪教授、張舉珊講師、梁桐助教、黃國彥助教和彭添松講師等人合授。當年六位訓練教師，加上數位實習助理，構成一個堅強的農機訓練班，班務則由彭添松先生負責。

畢業後，這批學員都成為各場所農機工作的幹部，表現出色。專修班生包括﹕

台東區農改場的湯銀（第一名結訓），
棉麻試驗分所陳梯全（第二名），
台北區農改場林文雄，
農業試驗所林東陽和涂振鑫，
新竹區農改場鄭鎗，
台中區農改場梁榮良（班長），
台南區農改場吳文慈（不幸車禍早逝），
花蓮區農改場蔡界益，
平鎮茶葉試驗分所徐英祥，
種苗繁殖場游祥芳和賀惠生，
鳳山熱帶園藝試驗分所朱仙和，
桃園農校林阿福。

第一期專修班總共十四人畢業。結訓後，成績名列前矛的兩位被選送至日本進一步訓練。一件有趣的往事是當時彭添松先生在學校是佔台大農場技士的缺，兼任講師。這個缺卻一直流傳到現在。彭後來應聘為農工系教職，該缺由陳貽倫接任，陳君改聘為教職後，該缺再由劉昆揚接任，劉復接講師，該缺由賈精石接任至今。

農復會掌管農機業務的人員也存在有趣的輪迴：馬辭職離台後，其職缺虛懸，農機業務歷經李廣武（當時為助理）、吳維健技正、藍章華技正、蘇昭山技佐等負責或協助推動，五十四年彭正式轉換跑道回到農復會承接馬留下的空缺。農機專修班的訓練工作仍依原模式繼續進行，先後於五十五年（第二屆）和五十九年（第三屆）由台大農工系農機組舉辦。現在仍在職於農委會中部辦公室（後改為農糧署）的吳銘湖（第二屆）、林明仁（第三屆）都以成績名列前矛結業。

第一屆專修班學員目前幾已退休，由第二、三屆學員承接成為各場所農機試驗改良與推廣工作的主力，但大部份學員都屆退修年齡。由於台灣農業機械化起飛，台大師資、設備更加提升，訓練也更為紮實。近年來已有少數台大、興大、農專等正科畢業生參加各場所農機工作陣容，其中專修班學員的貢獻仍不能忽視。為留下完整記錄，茲將第二、三期學員名單列出如下﹕

第二屆（五十五年班）﹕

吳銘湖（農林廳），
黃咸熙（新竹場），
陳清肇和陳川淵（台中場），
楊敏雄（台南場嘉義分場），
王明茂和鄭士藻（高雄場），
莊再傳（花蓮場），
羅澤生（台東場），
陳盈孔、張健夫和陳永盛（茶試所及分所），
林金墩（嘉義分所），
劉俊吉（種苗場），
盧忠雄（棉試所），
黃清良（菸試所），
彭炳戊（畜試所恆春分所），
翁贊旺和廖盛造（新竹縣府），
吳文宗（湖口鄉農會）。

第三屆（五十九年班）﹕

林明仁（農林廳），
謝森明（新竹場），
林松欽（台中場），
林珍田和游勝秀（台南場），
吳一雄（高雄場），
周廷弘（農試所），
張清勤（嘉義分所），
李隆麟（鳳山分所），
林六喬（茶改場），
謝建家和李元凱（種苗場），
李忠田（棉試所），
黃金雄（畜試所），
石昭獻（菸試所）。

除專修班訓練外，對於耕耘機之維修，當時也研提一般短期訓練班計畫。其中多委由省農會之天母農民訓練所調訓。當時主要的農機講師除彭添松外，尚有農業試驗所的鄔清標（不幸早逝多年）、吳漢筠等。吳當時為美化牌耕耘機工廠的工程師，後任農機研發中心工程師，現已過世。吳君畢業於宜蘭農校，早年農校並無機械課程，他完全獨自自修而無師自通。多年來他自行畫圖、設計耕耘機、中耕管理機、柴油和汽油引擎以及其他農機具，在當今台灣農機界無人能出其右。吳君後來自創農機設計公司，任職於農機中心時，更擔任輔導許多農機工廠技術升級，貢獻良多。

2.3 The Uprise of Powertillers

2008-04-20T22:00:00.005+08:00

2.3耕耘機工業的起飛

從前的牛犁作業

高阪知武教授下田操作耕耘機的情形

輔導工作之推展需要宣傳。以當時補助十三台耕耘機為例，配合人員訓練，鼓勵參與並在各地舉辦示範表演會，都有良好的效果。當時率先響應此項工作的是台灣省農會，而民間也有貿易商進口大小不同的日本製耕耘機加入市場競爭。由於當時農民的反應良好，國內機械工廠對此感到鼓舞，紛紛自行仿造國外進口機種，旋踵間有二十二家工廠製造耕耘機。諸如：大田、洽義發（寶島）、興農、永興、力達、美化、自由、金龍、振豐、飛馬、唐榮、健成、彰農、全農、田昌、富士等；其中三、四家同時製造汽油（兩衝程及四衝程）或柴油引擎。進口廠牌則有﹕井關、久保田、三菱、美利、古川、秋津、竹下、富士、協和、本田、芝浦、日之本、地霸王等。

當年一台美利耕耘機售價為新台幣八千元，這筆錢看起來不高，但以當時的農民購買力而言，仍需向銀行貸款始能購置。想想看，當時一般公務員月薪也不過六、七百元，幾乎要一年不吃、不喝、不穿始能籌足換得一台耕耘機。經過五、六年的推廣期間，國產與進口耕耘機競爭劇烈，耕耘機推廣數量約增加到五千台左右，國產與進口貨各佔一半，勢均力敵。不過，五年內生產兩千五百台，平均一年僅五百台，由國內二十二家工廠分食，每廠僅分得二十多台，優勝劣敗，最後僅剩三、四家勉維生存。

台灣農業機械化初期，不但耕耘機製造業者遭受慘重打擊，而購買耕耘機農戶因不易獲得廠商售後服務及零件供應，屢成為機械化初期的犧牲者。這種失敗案例，在後來推廣的其他農機，如插秧機、聯合收穫機、乾燥機等亦屢見不鮮。

上述二十二家耕耘機廠的失敗經驗所得教訓是：農業機械化不能一蹴可即，必需以長遠計畫按步就班逐次完成。尤其為適合台灣農情，不能僅引進或仿造國外農機即可；尚需加強培養人才，自行研究改良並製造為可供推廣的農業機械。基於此體認，規模較大的農機製造專業工廠開始成立。

四十九年底，先有中國農業機械公司在台北松山設立工廠，該公司由台灣土地銀行和民間企業與日本野馬農機公司和井關農機公司集資六千萬元（我國佔三分之二）設立，從業人員約近四百人。五十年又有新台灣農業機械公司在高雄設立工廠，該公司由台灣合作金庫、永豐公司、台北區合會與日本久保田農機公司和三井物產公司合作投資兩千七百萬元（我國佔三分之一），從業人員約三百多人。

台灣地區使用的耕耘機

五十五年大地機械公司（後來與日本三菱公司技術合作改為大地菱農機）也在高雄小港成立。這三家公司均以生產農用柴油引擎和耕耘機為主，其設立對台灣農業機械的發展有重大影響。

2.3.1 台日合作耕耘機工業起死回生

改良式的乘坐型耕耘機作業情形

中國農機、新台灣農機等後來者挾其與日本公司合作、合資的雄厚財力與優良技術，以生產驅動式耕耘機為主。與前述美利耕耘機之小型曳引式相比，前者操作較容” “易，且搭載較大馬力的柴油引擎，其工作效率較高，廣受農民歡迎。在台灣，由於農民資金短少，即使購買那麼小的美利耕耘機也得向銀行貸款，每年分兩期繳息和並還部分本金，約七年攤完。為此，購機者大都需替人做代耕以收取費用方式來支付部份貸款。這種代耕的方式自然形成一種體系。在這種制度下，農民希望代耕者愈快完成作業愈好，因之代耕業者不得不要求更大的馬力、較大型的耕耘機來應付顧客的需求，使得小型曳引式如美利耕耘機等很快失去市場。為分攤成本，代耕業者兩三人合購一台耕耘機已成常態，他們不分晝夜輪流代耕，故耕耘機須配備磨電燈以便夜間作業。在這種情況下，耕耘機愈來愈大型化，由八、十、十二、十四、十八、最大到號稱二十三、二十六馬力的巨無霸都出現了。

總而言之，貌似日本製的國產耕耘機，為適應國內農業環境和農民需求，早已脫胎換骨，蛻變成超大型且堅固耐用的另類農機了。這些台日合作的耕耘機製造廠一時財源滾滾，不但產銷量大增，其售價亦甚高昂。例如，一台十馬力級的柴油引擎驅動式耕耘機的售價，大致上為五萬多元，足可購買當年十二、十三等則的水田兩公頃左右吧。換言之，如農民不向銀行貸款，則需賣掉兩公頃地始可換回一台耕耘機。

早年耕耘機的價格雖高，但代耕收費亦不差。以一台耕耘機一天代耕半公頃，每公頃收費大約兩千元，每期作代耕二十天即十公頃計，每期代耕收費可達兩萬元之譜，一年兩期就有四萬元的代耕收入了。換言之，差不多兩年就可償還本利。台灣的代耕業就這樣蓬勃發展起來。

民國五十年代末期起十年間，可說是代耕業者－－同時也是農機業者的黃金時代。年輕農民競相投入農機相關行業，並能獲得相當利潤。不過，他們發覺耕耘機工作效率雖高，操作人員仍需跟著機械後面操縱，長時間下來甚為辛苦。就像現在的汽車族喜歡行在車上加裝設備一樣，有些人乃自行加裝簡易駕駛裝置，操作人因此可坐在耕耘部的上方駕駛。這種裝置並非農機工廠的標準產品，完全是農民委託一般鐵工廠代勞製造的產物，何時何地出現已不可考了。這種如表演馬戲般的駕駛耕耘機，可能只有在台灣才有機緣看到。當然，有時候難免也會險象環生，甚至發生事故；惟在愛拚才會贏的台灣人眼中，也就見怪不怪了。

五十年代初期起，耕耘機業界呈現一遍榮景，尤其台日合作工廠欣欣向榮，員工待遇比一般公教人員高出以倍計，宛如現在的電子產業一般，令人羨慕。例如設廠在台北的中國農機公司投資六千萬元，而在同地區的三陽汽、機車製造廠當時大概只有一百萬元的投資額吧，其產品只不過是生產腳踏車的磨電燈而已。當年中國農機公司雄心勃勃，招兵買馬，也設有研發部，聘請台大高阪教授為兼任主任，吳維健為專職副主任，另雇用台大、成大、台北工專、農校等畢業生，以及配合技術工人共約二十人從事農機研發。以當年的農機研究陣容而言，在台灣可能是數一數二最堅強的了。

2.4 Tractors That Work On The Paddy Field

2008-04-20T21:00:00.003+08:00

2.4大型曳引機下水田

2.4.1 機械力取代畜力

耕耘機為台灣農業機械化打前鋒，隨著推廣數量增加逐漸替代了耕牛。原來四十多萬頭耕牛，到六十年代末期只剩下七、八萬頭了，不用說這些淘汰的牛隻均已上桌被人食用。現在有些人堅持不吃牛肉，除感念老牛為人所做的貢獻外，有些人是怕吃到他們自家的耕牛，有傷天理。

最早期的蒸汽犁亦曾自英國購入，作為墾地之用。

　
雖然後來機械力逐步替代了畜力，不過農民操作時仍需跟在機械後面行走，非常辛苦。原來，我們跟著日本人叫耕耘機為POWERTILLER，在歐美稱為園圃用曳引機即GARDEN　TRACTOR，我們當作本田用的主力農機，在歐美人眼裏不過是住家前後院用的小玩意兒而已。許多東南亞及其他開發中國家人士稱呼耕耘機為PEDESTRIAN　TRACTOR，倒是相當傳神；如此也可與一般乘坐式農用曳引機區隔。西方人說﹕「東方農民雖然利用農機，但仍跟在後面行走，仍屬走的農業（WALKING　AGRICULTURE），還是一種『落後』的機械化型式」。但不管如何，台灣的農業機械化總是往前『走』了一步。實際上當年台糖公司農場已有少數曳引機，即為所謂『坐的農業（RIDING　AGRICULTURE）』。至於能不能將它推廣到一般的水田，則頗見躊躇。在觀念裡，農民咸認為讓大型曳引機下水田作業，一則田區太小，不易操作，再者怕其太重，破壞耕盤。當時亦有澳洲廠商（HARWARD廠牌）來台介紹其公司在馬來西亞以曳引機在水田中耕田的錄影帶，證明大型曳引機可兼用於水旱田。在日本，並早已知道有些小型曳引機可應用於水田作業，不過因馬力太小，作業效率不及大型耕耘機，因而始終未見推廣。

2.4.2台糖最早使用曳引機

五十九年彭技正與台糖公司袁夢鴻總經理和郁英彪協理等同赴馬來西亞考察，實地瞭解大型曳引機在當地之水田作業情形，確定其可行性。民國六十年，農復會提出一項「促進農業經營現代化實驗區計畫」。該計畫在彰化縣花壇鄉規劃約一百公頃水田，將毗鄰田埂打破重劃，以適合於大型農機作業。整地用採七十馬力級的JOHN　DEEREJD-2120型曳引機，搭配HARWARD70E型迴轉犁；育苗則採用共同育苗法（這是台灣專業化育苗中心成立之始），並用兩行式動力插秧機、聯合收穫機及乾燥機等，搭配使用。

台糖展示的早期曳引機

該計畫轄區內並挑選適當農民予以農機使用和保養訓練及少數育苗和田間管理人員組訓，其他大部分農民則輔導轉業或安排副業。在當年教條式的體制下，該計畫曾被譏為人民公社，不過農復會屬非政府機構，一般批評似乎也無可奈何。由於這是主任委員親自領軍督導的計畫，當時李登輝總統還不過是一個農經技正，僅參與計畫的評估工作而已。

起初，一切工作進行很順利，包括農民組織、田區規劃、農民訓練、到水田整地都順利完成，一直到共同育苗時，播種後數天開始綠化尚稱正常，正慶幸初步成功時，忽然傳來所有秧苗一夜之間枯死泰半的壞消息。只好趕緊動員植物病理專家研究，結果發現是秧苗立枯病作祟。當年小規模育苗時，並未遭遇過這種病變的經驗。經過消毒並重新育苗，但已誤農時，結果那一期水稻收穫量未能達到農復會計畫初保證的產量，只好賠償農民的損失而結束該計畫。當時，為執行該項計畫，一位台中區農改場的稻作專家陳懷修先生夙夜匪懈，認真工作，終積勞成疾而病逝，則是另一件憾事。由以上敘述，大家自然可想像到所謂農業現代化，實質上是在小農制度下主要利用大型農機的嘗試。

2.4.3走的農業蛻變為坐的農業

上述計畫表面上以失敗收場，惟當地地方政府與農民組織，卻仍繼續在原有的基礎上推動，反而收之桑榆。後來農民都能按當初理想合作無間，使大型曳引機照常運作，就農機水田應用而言，反而是成功的，證明大型曳引機在台灣可勝任在水田作業。為此，乃於六十一年再研提計畫補助台中縣新社鄉的農林廳種苗繁殖場成立「農機代耕中心」。經當時莊紓場長及負責人游祥芳先生通力合作，該代耕中心於六十一、二兩年內代耕實績高達三千多公頃。六十二年中期，由於種苗業務的關係，計畫改由台南棉麻試驗分所接續，由該所季景元所長及農機業務主辦人陳梯全主任全力投入代耕工作，成果斐然。其後在農復（發）會、農林廳等輔導下，在民間紛紛成立代耕中心四百多處，而每年進口千台的大型曳引機，儼然成為代耕主力。

利用大型曳引機搭配迴轉犁從事稻田代耕示範之初，農民看到如此龐然大物時，非但不接受代耕，連進入其田區都遭到拒絕。不得已，只好採取利誘措施，首先免費，緊接著僅收一半代耕費（如當地耕耘機代耕每公頃收費兩千元時僅收一千元）的辦法來引起農民興致。未想到此辦法奏效，不久申請代耕農民應接不暇，很快地耕耘機代耕業者跟進，逐漸可看到水田裏大型曳引機的影子了。其實，在農業機械化期間，政府施行的土地重劃政策，農地面積擴大，田間道路標準化，都利於大型農機進入田間的一些措施，使農民接納大型曳引機下田的想法逐漸轉變。

曳引機逐漸淘汰耕耘機的速率，一如過去耕耘機替代耕牛一般。比較無奈的是，這種替代的過程反而影響國內耕耘機的市場，當年景氣鼎盛時期每年產銷耕耘機高達一萬台以上，曾幾何時每況愈下，後來已降到數百台而已。風光一時的台日合資工廠不是關廠就是淪為曳引機進口廠以苟延生存。就產業而言，採用高效率農機以降低生產成本俾利農民和農業發展，這也是另一種無奈的結局。

這種本土性的代耕制度所用的農機，包括整地、育秧、插秧、收穫、乾燥等作業所需農機和設備均朝大型化、高效率化發展，可惜大部分國內農機廠商未能把握此脈絡，至為可惜。乾燥機廠商是比較特殊的例子，例如，三久公司林榮郎董事長就感嘆道﹕「政府推展農業機械化是成功了，但國內農機工業卻未能繼續成長受益。」

綜合言之，由於專業代耕者大都採用大型化農機，所用的農業機械之設備較為齊全，操作者均是乘坐駕駛，諸如﹕曳引機、乘坐式插秧機、聯合收穫機等，至此，台灣農民已由走的農業邁入坐的農業領域了。

2.5 The Agricultural Mechanization Policies

2008-04-20T20:00:00.000+08:00

2.5農機政策的變革

2.5.1一九七０年是農機關鍵年

早年台灣農業人口眾多，為怕農民失業，無人敢提出以機械力取代人力的建言。即使位於高位者亦提出農機無用的論調。所以這段期間的農機官員往往戰戰競競地做事，真怕做好又不得上意，做壞反而被駡臭頭，有點兩面不是人。他們採用的策略是先以精耕增產需要而補充畜力不易為由，才產生引進機械力來補充畜力不足的考量，甚至有人提出為未來光復大陸之需要而推行農業機械化的儻論。

曾幾何時，台灣經濟隨著三、四次成功的國家級「四年經濟建設計劃」，使台灣由農業為主體的經濟邁向工商服務業為骨幹的結構，農業勞力大量湧向工商業或都市，農業實質上已逐漸步入勞力不足與老化的窘境。在這段期間，農業就業人口由四十年代的60%逐年降低，五十九年後已降至36.7%。

那一年，剛巧國內開始推廣插秧機、聯合收穫機，而國產箱式乾燥機研發成功的一年。這些農機完全以替代人力為主而與畜力無關了。

那一年是台灣推行農業機械化關鍵的一年。

那一年，中央為振興農業與農村，訂定「現階段農村建設綱領」採取一連串有效行政措施；又鑒於確保農村勞力為首要考量，通過實施「加速推行農業機械化方案」為第一個四年計劃的一年。
那一年，政府累集財富，財政寬鬆，首次由中央撥款直接對農業的投資，乃有現階段農村建設綱領的行政措施。

2.5.2「現階段農村建設綱領」

67 年美國終止中美基金，農復會經費縮減，只能運用極小部分基金孳息提出「現階段農村建設綱領」，逐年編列預算支付農業之發展。此時經濟部下設有農業司，但其組織規模太小無法勝任，故針對該綱領分別由各領域專家研提方案。農復會時期確實扮演了農業部般的功能，只是無行政指揮權，對各級政府自然無管轄權，不過技正們都以專家自居，宛如導航者的地位，也倍受相關單位和農漁民們尊重，因此推行業務頗為順遂，比起民主化後的現在更能發揮行政效率。

2.5.3「加速推行農業機械化方案」拔得頭籌

「加速推行農業機械化方案」四年計劃通過，必須分年提出計畫內容，此時農復會已改制為農發會。在研擬的過程中也有一些艱辛的故事。在第一年中約需農機低利貸款基金三億四千萬元，另加四年農機補助款等需一億元。此時其他各領域的技正專家也相繼提出方案，如土地重劃方案需兩百多億元，水土保持、畜牧業、漁業等所提預算都幾近天文數字，農復會當局一時不知所措，結果只好以最優先推出「加速推行農業機械化方案」首先獲得行政院通過。該方案要點摘錄如下﹕

總方針﹕暫以四十五萬公頃耕地為目標，預定於四年內次第達成機械化作業，並運用台灣農業高度集約經營及多季生產作物基礎，按照農業環境與農業產品分布狀況，鼓勵每一區域專業化農產品之發展，並促進區域企業化經營，以提高農業投資效益，增加農民所得。
農機推廣目標﹕預定於四年內共推廣各類農機十二萬台，除以耕耘機為主外，並鼓勵農民大量採用插秧機、聯合收穫機、動力割稻機、切草機等新型農機具。
降低農機成本﹕輔導國內農機製造廠降低生產成本，減低出售價格，提高農機性能及加強辦理保養修理服務。核准進口之製造農機零件比照漁船引擎進口辦法免徵關稅。農機用油亦按漁業用油予以優待，將其差價專戶提存，作為農機推廣費用。
農機資金籌劃﹕估計四年中，共需貸款資金最高額約為新台幣十五億元，除在國內盡量籌措外，擬向國際金融機構申請貸款。國內由土地銀行、合作金庫、糧食局及農復會等機關分別籌措。
加強農機推廣服務﹕增設鄉鎮農機推廣服務機構，鼓勵民間共同購買農機並舉辦代耕代營業務。同時輔導民間農用航空作業之發展。
加強農機試驗研究與訓練﹕籌設農業機械化研究所，從事於基本研究與發展適合於台灣之各種農機，並協助台大農業工程系農機研究所及各農機試驗單位，羅致及培養人才與充實設備，其經費由國家科學指導委員會協助，同時加強農民使用機械訓練。
農機與其他農業措施之配合﹕推廣農機時與土地重劃、農田水利、改良技術綜合示範、共同經營等各項措施，相互配合辦理，以收更大效果。
配合農機推廣設置現代化農業經營實驗區﹕依農業環境及農產分布狀況，選擇適當地點設置各種現代化農業經營實驗區，以推行農機為主，配合其他各項農業改良措施集中改進，作為現代化農業經營之範疇。
推行機構之組設﹕由經濟部、農復會、會同省政府及有關機關組織推行委員會，並由經濟部擔任召集人。

以上方案中最重要的為籌措資金問題，當年研擬該方案需十五億元，尚且需擬向國際金融機構申請貸款，何況以百億為單位的方案，困難度可想而知。事實上，當年我們仍為聯合國會員國，政府為此確實向世界銀行提出申請農業機械化資金貸款。據彭技正轉述，世界銀行亦煞有其事地派數位黃、黑、白評估專家來台，他曾奉命陪同由北到南走一遭，結果好像條件談不攏而作罷。

2.5.4經濟部農業機械化推行小組之設立

為籌劃及執行上述加速推行農業機械化方案，經濟部於五十九年四月成立農業機械化推行小組，先後由經濟部張研田次長及楊基銓次長為召集人，聘請經濟部農業司司長、工業局局長、石油公司總經理、台糖公司總經理、農復會秘書長與植物生產組組長與農業信用組組長、經濟設計委員會、農林廳、糧食局、台大農學院、輔導會等機關首長為委員，一大票開會決定農業機械化的推行政策。當時彭技正兼任該小組執行秘書，參與各項政策與計劃之研擬與執行。另外，副執行秘書由農業司林炎歡技正兼任，他有兩位年輕助理王茂剛和陳經幫助，許多推行小組相關庶務都由他們協助處理。農復會則僅有彭技正一人，後來僅聘台大張漢聖講師兼差，別無幫手。

該方案之執行由五十九年七月起至六十三年六月止整整四年，原計畫中有關農機生產成本與出售價格之降低，農機資金之籌措，推展機耕服務與試驗研究訓練之加強，農機一貫作業效益等計畫要項均大體上一一付諸實施。不過，原擬籌設之農業機械化研究所卻因故未能實現，一直拖許多年以後才設立小規模的「財團法人農業機械化研究發展中心」（簡稱農機研發中心）。

2.5.5「農機研發中心」基金募集經緯

在「加速推行農機機械化方案」中，原有籌設「農業機械化研究所」之議，旨在加強農機試驗研究與訓練工作。這是仿效日本訂定「農業機械化促進法」時設立農業機械化研究所（後來擴大為生物系特定產業技術研究推進機構，簡稱生研機構）的想法。不過，推行小組的有些委員認為研究所過分強調基本研究，應將重點放在農機發展，名稱因此改為「財團法人農業機械化研究發展中心」。

當年推行小組本身年度經費主要由經濟部負責籌措，該部份則請中國石油公司負責支應。事實上，農機化方案中也明列中油公司優待農機用油，其差價以專戶提存。當時中油公司胡新南總經理為該小組的委員，每年度研提計畫預算時，他都慨然同意。

但不知何故，也許是會計年度關係，研提第三年度小組計畫時發覺該小組預算居然多出一千萬元，當時主事的彭技正乃提案：除運用此一千萬元外，另募捐一千萬元，集資兩千萬元設立農機研發中心的基金。此案獲得委員一致同意，募捐活動於焉開始。此時正逢農機工業的鑽石時段，新台灣農機公司何榮庭董事長率先響應，一口氣捐出兩百萬元，另加該公司在高雄縣岡山縱貫公路旁兩公頃多土地和兩棟二層樓房為農機研發中心之基地。大地菱農機公司劉頂振董事長允諾捐款一百萬元，其他規模較小者也踴躍捐款，如三久公司（當時規模很小）林榮郎董事長答應首次捐獻三十九萬元以回應三久之意，令人印象深刻。為留下記錄並感謝熱心捐獻的其他廠商和機關，名單列舉如下﹕

台灣省農工企業五十萬元，
順光五十萬元，
國華三十萬元，
榮順十萬元，
國際十萬元，
嘉林五萬元，
大田一萬元，
台灣汽車五千元。

廠商以外，土銀、合庫、糧食局、公賣局、中油、台糖、台北市建設局各五十萬元，農林廳、退輔會各二十萬元、省農會五萬元。首批募捐共得八百九十萬五千元，三十年前能有此募款成績，已經不錯。

第二批募捐則一直拖到中心於民國七十三年成立之時，捐款者有﹕

台銀五十萬元，
野興五十萬元，
佳農二十三萬元，
端翔十萬元，
力達五萬元，
大發五萬元，
銓原二萬元，
建凱二萬元，
立佳一萬元，
吳維健一萬元。

本階段共募得一百四十九萬元。吳維健是最熱心的農機人，他以個人名義捐獻，著實不易。整個募捐任務完全由彭添松技正主導，勞苦功高。其中比較遺憾的是當時的中國農機公司早期雖為農機業龍頭老大，到六十年代因經營不善，已嚴重陷入財務困難，並開始遣散人員，此時已無力作捐獻，否則成果當不僅如此。後來農復會改制為農發會，體制萎縮，當時的李崇道秘書長更持反對的意見，使這個募款計畫中傷許多。

據彭技正回憶說：李秘書長被當下成立許多浮濫的研究中心弄得心煩意亂，無意新起爐灶，而彭的頭頂上司黃正華處長也屢持相反的意見。例如，有一年他依據農機化方案提出一千萬元補助台大興建農機館並改善設備，這些原來都已談妥的經費，黃正華處長就提出異議，但也提不出反對理由，就是不肯簽字。黃處長霸氣十足在農復會相當有名，連秘書長也敬畏三分。此案當時李秘書長已經原則上同意，只是希望彭技正私下向黃處長力爭，但黃硬是要經費減為五百萬元。使原可建四樓的寶貴台大用地僅能蓋二樓，他卻把另外五百萬元挪移給種苗繁殖場興建三層辦公大樓，算是另一種交際的回饋吧。

依據原先規劃，當年一千萬元可在現在台大農機館址上興建四層的大樓，第四層原則歸農機研發中心使用，減半以後就連建二樓都有問題，原先的計畫因此被打亂，談好歸屬農機研發中心使用的第四層當然就不翼而飛。但是心中雖有不平，當時五百萬元在也非小數目，棄之可惜，建三層又顯不足。還好當時農工系施嘉昌系主任的協助，乃以此五百萬元為基礎向學校當局力爭兩百五十萬元為配合款，終於興建了現在的三層農機館大樓。彭技正常說：「雖然不滿意，但尚可接受」，我們則是懷著無魚蝦也好的心。如此，至少當時的農機組獨立成系後有了農機館作棲身之所，這也是因為農機受到重視後才有可能得到的結果，其間彭技正的努力折衝，也功不可沒；而施主任的鼎力幫忙，聽說後來也受到水利組同仁不少責難，因為農機系之分出至此底定。回想起來，農機系在四十年代初期，亦即張舉珊當講師的時代，就曾獲得農復會馬技正的支持，興建了兩層現在的農機二號館，只是該館建築工程費僅二十萬元就建成了二樓，看起來農復會補助台大都是半調子的方式。知武館之興建則是由當時的教務長黃大洲先生鑑於農機工廠破敗不堪，乃特別編列預算二千萬元改建，成就了目前生機系的根基。不過，台大農機系館址的興建整個過程看來，也算是得天獨厚了。

農機研發中心於七十三年成立以後，由業界、機關、農機同仁等陸續捐獻甚多，如三久、三升、利光、大地菱、建凱、豐洲、益農、鴻伸、萬得富、兩和、佳農、最好、新酉、卓美、農機公會、台北市農會、桃園水利會、台大農機系多位教授等，此是後話。

2.5.6鄉鎮農業機械化推行中心之興衰

農業機械與其他領域最大的不同點，在於其需求季節性且又密集使用，而其操作人多為非技術人員。因此，操作人的事前訓練至為重要，並且要學會農機故障時的緊急處理方法。換言之，有效利用農機必須做好售前、售後服務工作。為落實此項工作，農復會時期曾於五十五年開始補助農林廳輔導地方鄉鎮農會或公所設置「鄉鎮農業機械化推行中心」（簡稱鄉鎮農機中心）。在該計畫項下在各鄉鎮設立農機修護站，每處可雇用兩名技術人員，每人並有一台100cc機車，以便機動地為農民服務，同時訓練農民使用與保養農機的方法。

在是項計畫下，農機中心人員由農復會計畫雇用，附屬於當地農會。由於他們勤走基層，頗受農民的喜愛，因而更增強農民對農會的向心力。宜蘭縣壯圍鄉農會因設農機中心後其信用部存款大增，就是最好的例子。此外，由於農機中心技術人員待遇遠較農會編制內人員為優（月薪一千八百元），故有不少人由農會單位跳槽投入農機中心工作行列。因此，招考時競爭者眾，曾有召募二十人竟然有四百人報考，相當踴躍。

由於此項措施間接培養了不少農機技術人才，隨著國內農機工業的興起，這些人才後來都轉為民間所用。有些人得到技術後，自立門戶，是為國內「農機行」之濫觴。更有自行創業，從事農機製造業者，如朴子農機中心技術人員邱德旺君在當地創立亦祥企業公司，成為國內水稻育苗機械製造之翹楚。

農機中心之設置在加速推行農業機械化方案計畫下推展迅速，至六十七年時約有五十鄉鎮設立。然而由於國內各農機廠商為爭取顧客自行加強在各地設置售後服務與代銷據點後，這種公營的農機中心逐漸式微，大部份的農會都將此項業務作不同的歸併。

3. Development of Rice Transplanters

2008-04-20T19:00:00.004+08:00

3. 插秧機械之發展

3.1為發明插秧機者塑立銅像

布袋和尚有一首有名的詩，曰：

手把青秧插滿田，
低頭便見水中天；
心地清淨方為道，
退步原來是向前。

農民忙插秧的情形（資料來源：池上農會）

這首詩描寫插秧的情境，淋漓盡緻。千餘年來，不論酷暑或嚴寒，風雨無阻，農人彎著腰把秧一株一株插入泥濘的水田中，無疑是一項煩重的勞動。現在鄉間已幾乎看不到這種昔日風光了。為舒解這項農事作業，古今中外不知多少人投入插秧機器的研發，想創造出一種史無前例的裝置來解救農民的疾苦。早年在日本農業界流行一句話﹕「為發明插秧機者塑立銅像」，可見大家對插秧機的殷切期待與渴望，也同時顯現其高度困難的一斑。

台灣於戰後有彰化人氏試作一種手拉式鋏苗插秧機，有一台樣品機存放在台大農具陳列室，後來又集中到屏科大的農機博物館中，這是秧洗根後鋏植的設計。四十年代，先有台大金城系主任和黃國彥先生（當時為助教）試作手拉型重力落下式插秧機及其配合用秧田取秧機；後來又有農業試驗所譚奇才技士創作插秧機獲得新型專利。這些插秧機的構思在原理上大多與日本無數發明家一樣，一心一意要把人手慣行插植動作改用機械操作的想法，即田間取秧和插植兩項操作分別用機械來代替；惟兩者即使勉強可實用，而欲把兩者聯合作業時就無法突破瓶頸。所以，真正可實用的插秧機出現前，有人戲稱﹕插秧機的研究已達九成的程度，不過僅剩的一成難度則比那九成還難。

在日本，真正可實用的插秧機的創始人為關口正夫先生，他既非農機專家亦非農業界人。在他從事育秧和插秧機的研究以前，對水稻生理、施肥、土壤性質、插植法、株數、秧數、插秧深度等是什麼都完全不懂的農業門外漢。只是在農業專家和農機專家的指點和協助下，竟然無意中找到創造插秧機實用化的方向；真是應驗了「無心插柳柳成陰」的一句話。

戰後的日本，民生凋敝，為求穩定，必須設法稻米自給自足；只是增產稻米必須採用早植苗，而且秧苗要健康。在日本寒冷氣候下提早育秧是件困難的事，很多專家因此苦思對策。當時農林省農事試驗場場長寺尾博士聽說長野縣農事試驗場有位松本順次技師，由養蠶的飼育箱得到靈感，從事於水稻稚苗的保溫育秧法研究，於是他委託電力中央研究所的農電研究所，試著利用電熱加溫方式在小型溫室內培育稚苗，以便獲得早植苗。

關口先生當時正服務於三晴工業會社的電氣課，有一次訪問農電研究所看到這項實驗。他自認該項實驗很適合他的領域，乃承攬該項機械的研發。關口先生完全摒棄慣行成苗移植的作法，改採稚苗移植，終獲突破。首先，他完成一台可自動溫度控制的電熱育苗器，長1.5m、寬0.8m、高1.7m，可放置七層，每層四只盤育苗盤。由於內部溫度保持均勻，終於成功培育出健康的稚苗，這是由田間育秧轉變為育苗盤育秧的先聲。此項電熱育苗器法後來獲得日本政府大力推薦，並開始在全國推廣。台灣引進插秧機初期，也同時引進了該電熱育苗器，只是台灣氣溫高，早苗並非迫切性，並不十分成功。在日本經試驗結果：使用育苗器得早期健康稚苗，每公頃可得十餘噸糙米的收穫量，創造日本全國第一的成績。受此鼓舞，關口先生乃決定自創東京電研製作所，繼續植苗方面的研究。

早期手推式插秧機

1960 年，寺尾場長多次訪問東京電研製作所。他建議關口研發以育苗盤稚苗為用的插秧機。關口得此想法後，開始多方的訪察，發現淺植確有利於增產，也同時有利於機械的插植。為回應寺尾場長的要求，當年立即試作第一台落播式人力插秧機，翌年參加農業機械化研究所的插秧機田間試驗。這台試作機後來為農林省收購留存，應屬插秧機研發史上第一號插秧機。只是該插秧機雖面世，卻始終未能達到推廣階段。雖然如此，關口並未放棄其研發工作。寺尾場長於次年(1961)再度訪問關口，建議關口將育苗盤苗育成像機關鎗子彈帶般，方便插秧機作移植。這種紙帶型秧苗直接避開慣行的田間取秧法，使插秧機的實用性大增。同年五月間，關口終於完成一台雛型機。只是當時他創立的東京電研製作所發生財務困難，被農研工業會社合併，關口主導的研發工作很只好中斷。

此時對此事發展相當關切的寺尾場長辭世，關口只好向農林省相關部門尋求支援，並得引見當時的農業機械化研究所第五研究室三浦保室長。三浦保為農機專家，聽完關口的說明後，初以同情的口吻勸他不要鑽入插秧機研究的死胡同，以關口的背景他認為難度很高。但捱不過關口的堅持，三浦只好請教上司狩野部長，經兩人研究關口的設計圖，最後的評估認為應有成功的可能性。於是請關口趕緊試作，準備翌春試驗。鑑於農研工業會社的經費拮据，只好利用該研究室的插秧機研究計畫剩餘經費進行試作；關口同時申請新型專利。那一天是1961年12月6日，應是日本可實用插秧機誕生的最關鍵日子，試驗機終於在敲打中完成。翌年1月18日，兩人在研究所進行田間試驗，大家都瞪大了眼珠，看它成功地把稚苗一株一株淺插植在泥田中，完全如符合當初預期！

這樣的結果大大地鼓舞這個新團隊的士氣，農研工業會社乃加緊趕工，於1962年3月完成第一號雛型機，趕上參加農業機械化研究所的公開田間比較試驗。最後成績是，其收穫量竟超出其他成苗用插秧機許多，這反而使得研究所不敢發表試驗結果。農研工業會社開始大量生產50台示範推廣機，分發全國農事試驗場及篤實稻農家試用。

以上就是插秧機正式問世的經緯。在這研發的過程中，可看出日本人做事態度的積極與爭取時效的態度。故事的主角是幹勁十足的關口正夫，還有具慧眼識英雄的寺尾博場長，最後為提供技術與財務支援的農機專家三浦保室長，三者缺一均可能讓插插秧機之面世無疾而終！如果要立銅像的話，三人都應有份。

比立銅像還有意義的是，後來農研工業會社正式量產該型插秧機而大發利市。這種手推式單行的機種當時稱為「環流牌農研號」。其他大廠亦相繼跟進，改用溫室育苗盤培育的稚苗。不久，動力型插秧機也開始問世，逐漸淘汰手推式機種。各種廠牌如豆虎牌TA-2型、星牌HRP12型、井關牌P4A型、佐藤牌、野馬牌30-P型及 FY-2型、芝浦牌PRP-2型、大金牌DP-20型及PS-21型等，如雨後春筍般出現。

新式插秧機之插植爪

3.2台灣插秧機械化之推廣

台灣試用插秧機可朔至民國五十六年由農復會引進上述環流牌農研號手推式插秧機，在台北區農改場進行田間試驗及示範。初期試驗結果，機插者雖然穗數較少，但因單位面積株數增加，穗重亦大，故產量較手插者高出許多，且工作效率也大為提高。初步成績頗令人滿意與興奮。為此，農復會除補助各地農業試驗改良場所加強示範推廣外，同時鼓勵當時中國農機公司從事仿造，雖然這種仿造行為總是有失顏面。不過同一時期，台灣省農會看到商機，也一馬當先，專案進口一百多台到國內推銷，並到各地示範表演，有一舉拿下插秧機的市場。這種手推式插秧機每株插槙的秧苗數較少，且為淺植，故插完後歪歪斜斜，好像長不活的樣子。這種情況看在一些篤實的農民眼裡實在不是茲味。例如，新竹關西一位李姓農友竟然把機插後的水田又重新整平再改用傳統手插；其他農民則因有人代插而樂得清閒。但等到秋收驗收成果時，機插田區反而明顯地較手插區豐收，這位篤實農家只能心裡自感懊惱。不過，大部份的農民瞭解機插的好處後，倒是不折不扣地率先接受插秧機了。

插秧機田間作業情形

也許技術不足，國內仿造的此型插秧機外型笨重，操作不易，未能大量推廣；但進口的單行手推式插秧機因需育成條播秧片，費時費工，加上手推費力，也沒辦法立即推廣，反而很快地被撒播式育苗的兩行式動力插秧機取代。手推式插秧機如同美利牌耕耘機一般，曇花一現，扮演了插秧機械化過程中悲情的角色。中農公司未能順利產銷插秧機，導致財務困難，只好解散；台灣省農會進口的那批插秧機也經過相當久的時間才勉強消化（不一定售完），從此再也不敢插手農機事業。

雖然如此，經過第一波插秧機的示範與推廣，反而換起農民對動力插秧機的熱情與期望，使得日本的多種廠牌引進台灣，五年內就達到一千五百多台。當年日本製兩行動力式插秧機確實好用，只是其價格高昂，有如一部汽車，頗令農民吃不消。農政官員為鼓勵國內廠商製造，只好另制補貼農民購置的政策。

起初，業界反應冷淡，大部份採取觀望，尤其台日合作的農機大廠更冷嘲熱諷，認為插秧機結構太精密複雜，台灣絕無法自製。為鼓勵國產插秧機提早應市，只好採用對國產品補貼農民購置的方式吸引廠商。六十三年，裕農農機公司謝元烈董事長首先發難，他在台中設廠，針對日本的機型仿製，生產兩行式動力插秧機。第一批二十台，不久銷售一空。

為配合國產插秧機的推出，政府的配合措施也未嫌晚，凡是購置國產農機的農民均能獲得高達百分之五十的補助及貸款。政府這一出手，進口插秧機立即大幅削價競銷，農機價格立降，農民終成贏家。插秧機的應用因而更為普及。六十四年起許多農機廠相繼投入市場，有如耕耘機市場的翻版。當時之主要國產插秧機廠商除裕農外，計有﹕新台灣、中升、大地菱、中原、力達、永大、新力、九福、松齡等紛紛加入生產行列。進口插秧機則有﹕久保田、井關、三菱、野馬等四廠牌，國產與進口品牌混戰一場。到六十五年時，兩行式國產插秧機一口氣達四千多台，而進口品則幾乎停擺了。六十年代末期至七十年代初期為國產插秧機成長的鑽石時段，每年生產量仍達五、六千台之譜。

可惜好景不長，農民購置插秧機一如耕耘機般，大家都從事代插作業來增加收入。因此，大型化是唯一發展途徑。於是乎插秧機由兩行式擴大為四行、六行甚至農民歡迎日本進口的七行以上的乘坐式插秧機。此時國產品已無法跟上時代需求，逐漸被淘汰出局。目前僅剩裕農牌四行式與六行式步行插秧機，年產不過五、六百台，奄奄一息了。不幸地，國產插秧機工業也步耕耘機工業的軌跡走入夕陽產業，所有大型插秧機又歸入日本貨的版圖，令人扼腕。不過，由台灣推行插秧機械化的觀點而論，一切順利，甚至由於水稻育苗中心的成功配套措施，使得台灣有效利用插秧機幾乎可稱舉世無雙呢！

3.3水稻育苗中心的成功

在各項稻作機械化中，以插秧機械化進展最為迅速，究其原因除插秧機本身的優越性能外，在台灣自行發展頗具成效的水稻育苗中心則功不可沒。固然，育苗中心的供苗系統與插秧機巧妙的搭配也非一蹴可及，經過多方面的模索和努力始具今日的規模。

水稻育苗中心育苗情形（資料來源：池上農會）

由於機械插秧所使用的秧苗，其育苗法、管理技術與傳統的秧田育苗截然不同，必須以一定規格的育苗盤（長58cm、寬28cm、高3cm）育成。育苗工作不僅需要較高的技術，且需較多的投資，如籌建育苗作業室、購置播種一貫作業機、育苗盤等設施與器材，若由每一農家個別育苗既麻煩又不經濟。政府在推廣插秧機的同時即積極補助與輔導農民設置水稻育苗中心，藉機械化一貫作業及秧苗集中管理，以大量育成健全秧苗並降低育苗成本。一般農民可直接向育苗中心購買秧苗，可免除育苗之麻煩及減少設備器材的投資。

秧苗長成後收取的情形

育苗中心計畫的推動可分三個階段﹕

電熱育苗室階段（民國五十八至五十九年）﹕五十六年由日本引進手推式插秧機，由於育苗方式不同，頓時難於適應，秧苗成活率低，尤其北部第一期作育苗時易受寒害，需要保溫。雖然引進手推式插秧機的同時也引進電熱育苗器，不過每批培育秧苗量太少，緩不濟急。農復會補助計劃項下，乃於五十八年由台大農工系甘俊二教授並得台北區農改場羅東分場李祿豐技士的協助，在宜蘭縣三星鄉建造第一座電熱育苗室。此項育苗試驗雖然成功，惟耗電及加熱效果不佳等原因，乃改為蒸汽加溫。
蒸汽加溫育苗室階段（五十九至六十一年）﹕五十九年為配合省農會進口100多台手推式插秧機，農復會又補助各地建造蒸汽保溫育苗室 18座，每座以供應30公頃稻田之秧苗為原則，成效顯著。六十年農復會繼續補助興建保溫育苗室7座，六十一年再補助10座，每座仍以供秧30公頃稻田，並以動力插秧機用的秧苗為主。以上計畫仍由台大甘教授主持，六十年聘雇張森富先生(現為台大生機系教授)為研究助理協助工作。
專業化育苗中心設置階段（六十二年迄今）﹕六十二年為因應動力插秧機迅速成長及育苗設備與技術的快速進步，乃改輔導設置大型專業化育苗中心，每處每期作供苗水稻面積以一百公頃以上為原則。至七十五年時，台灣各地已設置1,145處，分布於二百多鄉鎮市。

就以育苗中心每期作供苗能量而言，七十五年第一期作供苗量在100公頃以下者234處，佔27.8%(調查總處數為843處），100-200公頃者342 處，佔40.6%，200-300公頃者130處，佔15.4%，300-400公頃者61處，佔7.2%，400-600公頃者63處，佔7.5%， 600公頃以上者13處，佔1.5%。

育苗中心不僅可節省大量人工、減低成本，也有利於優良稻種之更新。原按台灣雙期作稻田面積約36萬公頃規劃，而以每200公頃設一處為目標，則全國共需育苗中心1,785處。若每處育苗中心供苗一百公頃，則其所需設備為60坪作業室、育苗盤8,000 個、一貫播種作業機械一套、塑膠布和紗網34捲、噴藥設施、灌溉設備、浸選種池等所需費用約為80-100萬元，其中政府每處補助12萬元，其餘均由經營農民自籌。為協助農民自籌經費，六十九年經濟部農業機械化基金保管運用委員會同意提供低利貸款，每處35萬元。七十年該基金會又同意對已設中心可追加貸款，最高額度為25萬元。在各項政府政策推動下，育苗中心事業蓬勃發展了。

3.4「榖殼育苗」化腐朽為神奇

推廣插秧機初期，一般農民盛行自己育苗，即使耕種一公頃的小農也不例外，惟自行育苗者失敗率頗高，且所花人工費不貲，乃隨著專業化水稻育苗中心蓬勃發展，也克服各種經營、管理、技術性問題，目前即使五公頃以上的大農自行育苗者已不復多見。不過，育苗中心每期作均需大量床土，而土壤來源有限，大規模取土不易是新面臨的難題。

當時除育苗中心嚴重缺土問題外，還有一些大難題待解決，如隨著液化瓦斯的普及化，原來把榖殼作為大眾燃料的習慣丕變，碾米廠所產生的大量榖殼成為廢棄物，難於處理的頭疼問題。故在農機研究項目下，台中區農改場梁榮良股長等人，從事榖殼碳化再利用的研究而遭遇瓶頸大傷腦筋。

為檢討農機研究計畫的進展，全國農機研究有關人員，每年舉行一、二次研討會。六十七年上述兩項問題被提出來研討時，彭技正提出使用榖殼代替部分土壤的方案，經台南區農改場梁連勝股長進行田間試驗，得到苗床土內摻入三分之一以上之榖殼，可以獲得良好的秧苗。

六十八年第一期作，台南區農改場委託朴子邱德旺君擴大進行田間試驗，邱君已有試用育苗墊的經驗，起初邱君先試用純榖殼育苗，但因榖殼發酵過程中會暴發攝氏 100度的高溫而作罷。邱君後來採用榖殼混合土壤的育苗試驗，結果確定使用砂壤土（砂土、粘土各半）來混合粉碎榖殼各半（容積比），其結果最為理想。

綜合榖殼摻土育苗的優點列舉如下﹕

保溫及供肥﹕榖殼經粉碎後遇水則很容易發酵分解，發酵開始時所產生溫度較低，約經一整天後發酵漸趨強烈，溫度增高提供了稻種發芽所需的適當溫度。約經五天發酵漸趨緩和，一週後發酵完成釋放氮、磷肥分可供幼苗所需。
苗根發育良好﹕早年農業社會的人們每到冬天在硬梆梆的木板床上舖一層稻草，人們睡在乾草上宛如現代人睡在厚厚的墊被上感到舒適。榖殼育苗時其稻種就像人睡在稻草上既溫暖又舒適，根部施展繁密而健康，當然秧苗發育良好。反之，純土育苗就像稻種睡在冰冷的硬木板上，根部捲曲不敢伸展，尤其第一期作時，若溫度低於攝氏十五度則苗根停止成長，甚至易得立枯病。
盤苗重適當﹕純土育苗每盤重為6kg半，榖殼摻土育苗為5kg，減輕四分之一以上，如以十噸卡車運輸秧苗為例，純土苗可運1,600盤左右，其運費若為八千元則每盤運費五元；而榖殼苗則可運2,000盤，每盤4元。
適於捲苗﹕純土苗即使在良好天氣下，於排水後十二小時始可捲苗，太乾則苗片易折斷，太濕則於載運中苗片變型。榖殼苗則排水後可立即捲苗，如太濕於捲苗後會自然排除過多水分而達到乾濕合適的程度。
有利於搬運作業﹕純土苗因較重而乾濕又不易控制，如長途運輸時不但運輸量較少且堆積在下層者很容易變形，如原為28公分寬的秧片變成29公分，就無法放進插秧機的置苗床內，若勉強塞進則造成苗片滑行不順暢而易導致嚴重缺株等問題。反之，榖殼育苗則完全無上述缺點。

綜合言之，利用榖殼育苗具有保溫的效果而減少立枯病的發生。又稻殼育成之秧片，苗根生長旺盛，重量較輕有利於運輸，且耐長途搬運，又適於雨中插秧作業。經兩三年由農復會補助農林廳輔導各區改良場示範推廣下，目前所有育苗中心均已採用此項技術。此項技術不但解決了育苗中心缺土問題，同時也舒解了碾米廠處理榖殼廢棄難題。過去碾米廠需雇工尚且找不到地點廢棄的榖殼，現在行情看俏，每公斤售價大約1.8元（粉碎榖殼）。

3.5「南秧北調」育苗中心錦上添花

在育苗中心的作業系統中，值得另外一提的就是「南秧北調」模式的建立。台灣北部地區因受氣候條件、雇工困難及工資高昂等因素之影響，農民設置育苗中心之意願不高，已設立者的經營規模亦不大，而中南部育苗條件較好，育苗成本較低，因此產生「南秧北調」之構思。尤其，榖殼育苗技術成功後，中山高速公路剛好開始通行，致使長途運送秧苗成為可行。為此，農復（發）會補助農林廳積極輔導各地辦理南秧北調工作。

由中南部育苗中心與北部農民訂立供秧契約，必要時搭配大型插秧機適時運秧至北部代插。如六十九至七十一年度在農發會補助計畫項下分別調配約21萬、58萬及71萬盤秧苗，供應了1,006公頃、 2,754公頃及3,379公頃的稻田用，其成長快速。此項供秧方式很快被大眾接受，即使政府補助計畫結束後，不但按原來契約方式進行，且更為擴大規模，參加育苗中心數也大增而每處因供苗期加長使得每期作育苗數量也提高了。

4. Development of Rice Harvesting Machines

2008-04-20T18:00:00.002+08:00

4. 水稻收穫機械化之進展

人手收穫的情形

（資料來源：池上農會）

台灣水稻收穫方式，自古就與溫帶的日本不同。日本人割下水稻後捆綁成束，懸掛在竹竿上，在秋高氣爽的天候下靜候稻榖後熟乾燥。然後以固定式的動力脫榖機（聯合收穫機未問世前）脫粒。台灣農民則不可能如此逍遙，第一期稻作收穫後緊跟著是第二期作的整地、插秧，即使第二期作收穫後也跟著裏作，幾乎整年忙碌不休。所以，台灣的慣行法是割下水稻後即刻脫榖，早年使用摔桶，稍後利用腳踏式脫榖機，脫榖者拉著脫榖機跟隨割稻進展在稻田裏移動。

收割及脫榖（資料來源：池上農會）

隨著農業機械化的進展，台灣始終未引進日本的動力捆束割稻機，只是自五十年代起，有人先把腳踏式脫榖機配備三、五馬力的汽油引擎改成動力脫榖機，不過與日本的型式完全不同。此類簡易動力脫榖機至六十年代曾推廣達五萬台之多。後來，新台灣農機公司以及多家小廠正式生產選別式動力脫榖機。此種脫榖機具備振動篩選網，可在田間去除雜物以初選榖粒。當時政府予以補助推廣，至六十六年時已推廣達一萬台之譜。動力脫榖機製造廠牌先後有﹕台農、飯田、協勝、霸王、金龍、大玉、興農、永盛、永發、壽豐、三英、建嘉、永興等十三家。五十九年起，開始推廣聯合收穫機後，以上兩型動力脫榖機逐漸減少至七十年代就自台灣農村消聲匿跡了。
綜合言之，台灣稻作機械化幾乎完全跟著日本模式發展，只有收穫方面，台灣未經割取機械化即未用動力捆束割稻機的過程而直接進入採用聯合收穫機的階段。

4.1水稻聯合收穫機之引進

聯合收穫機的鼻祖為美國的McCormick父子，十九世紀中葉在美國南北戰爭時期發展成功，當時是用馬匹拖拉的機械。McCormick是美北人，因戰爭人力缺乏，小麥成熟期無人收成，剛好收穫機械出現解了圍，美北的糧食確保無虞，所以當時的美國林肯總統說McCormick救了美國。當然 McCormick的財源滾滾，創立的公司就是現在的萬國農機公司（INTERNATIONAL　HARVESTERCO.）的前身。

所謂聯合收穫機（COMBINED　HARVESTER簡稱COMBINE）即把割取部和脫榖部兩者的結合，也可加上選別部的聯合作業機械。日本研發成功的聯合收穫機與歐美型略有不同。前者稱為自脫型聯合收穫機，即把日本習用的自動脫榖機配上動力割稻機的結構，而後者被稱為直流式聯合收穫機或稱普通型聯合收穫機。兩者最大的區別除大小顯著不同外，功能上普通型把稻麥割取後全部投入脫榖部內處理，致使稻麥桿被打碎而榖粒損失較大，而自脫型則僅僅把割下稻束的稻穗部分放進脫榖筒內脫榖，稻草可整齊排出，榖粒損失較小。普通型可用於稻麥豆類及玉米（加裝附件）收穫，而自脫型則僅可用於稻麥收穫。

早期台灣自日本引進自脫型聯合收穫機時，少數業者自作聰明，大事宣揚為綜合收穫機，因當時台灣推行水稻綜合栽培甚獲成效，基於生意宣傳的考量，好像綜合比聯合響亮些。由專業或政府的立場自然希望用語名詞要統一較妥。後來決定選擇「聯合」而不用綜合。理由是既然英文叫做COMBINE，如二次大戰時，日本有名的聯合艦隊叫做COMBINED　FLEET，聯合行動就叫COMBINED　ACTION，故顧名思義COMBINED　HARVESTER應譯成「聯合收穫機」；如用「綜合收穫機」則英文應為INTEGRATED　HARVESTER，那麼「綜合」就應叫INTERGRATE才對。

起初自日本引進的聯合收穫機並非一帆風順，最大的問題出在耐久性不足。台灣農民購買昂貴收穫機不可能像日本農人那樣斯斯文文以自耕為滿足，大部份仍以代收穫來賺取利潤，一如其他農機一般。因此，最先遭遇的是行走履帶斷裂的問題。往往遇到斷裂後，整個機體在水稻田中動彈不得，不但影響工作效率，而且耽誤農時。業者只能以空運修復零件來台應急，十分不便。為此仍要求製造廠加強結構以延長其使用壽命。日本農機廠也不堪其擾，因此每年派技術人員來台觀察農機性能與耐久性問題，尤其開發新型產品問世前，都先送到台灣來，事先經過嚴格考驗其耐久性，儼然台灣成為日本新型農機的考驗場，至今未間斷。

初期進口之日本聯合收穫機除不耐用外，功能上亦不甚理想。例如，自脫型為自動脫榖機配上割稻部，割稻部可割兩行而脫榖機則裝備在其右後方，致使聯合收穫機下水田前，需將田坵周邊先以手割兩三行水稻，才有足夠空地讓機械下田。此種嚴重缺陷後來立即改為所謂「全面割」的方式，將割取部完全放在脫榖機前方。

初期引進台灣的日本聯合收穫機廠牌有﹕井關、久保田、三菱、野馬、大島、黃金等，大都是割寬九十公分以下的兩行（機插）三行（手插）小型機。為宣傳及鼓勵農民採用機割，農復會補助農林廳辦理「水稻聯合收穫機調配代收計畫」，自六十二年起連續執行三年，由南部集中調配民間聯合收穫機辦理代收穫工作。可惜早期所引進之機型適應性較差，不適於秈稻、倒伏稻以及雨後或朝露水稻之收穫等缺點，故初期推廣數量並不多，至六十四年國產聯合收穫機未問世前，進口機數量在六年期間累計台數尚不足兩千台。

4.2國產聯合收穫機曇花一現

聯合收穫機在所有農機中，其構造最為複雜，造價也最昂貴，農民負擔奇重。政府為促使聯合收穫機降低售價，只能積極鼓勵國產品上市。六十三年起，首先有國際農機公司（華農牌）開發試銷，緊接著台灣農工企業公司（台企牌）及大明機械公司（大明牌）相繼投入生產。可惜這三家均非農機專業工廠，其產品性能無法達到田間作業要求，最初三年三家總產銷量僅九十台而已。不過由於國產品的上市，進口日本聯合收穫機立即削價競銷，同時期進口貨數量猛增近兩千台之多，真是失之東隅收之桑榆。

然而為保護國產收穫機工業幼苗免於夭折，政府也努力各方面的配套措施，並管制進口割寬九十公分以下的小型機進口，即國內尚未具有生產較大型部份，亦採取限量進口措施。受此鼓舞，國內較大的農機專業工廠，例如新台灣和野興亦於六十七年起相繼投入聯合收穫機產銷之行列。這兩家都是與日本農機大廠，即與久保田與野馬公司技術合作或合資，故製造的產品性能優良，其銷售氣勢大增。雖然其中不乏進口零件組裝者。六十八年時，國產機型年產銷量一度高達兩千台，遠超過進口貨的一千多台。

只可惜好景維持不過四年，七十年起，日本製大型機入侵，且大受農民歡迎。大型機不僅工作效率高，且操作趨向自動化並以油壓控制，具操作省力之優點，深合專業性代收穫農民的喜愛，其歷年銷售量始終維持在一兩千台之譜。反之，國產品之研發則裹足不前，未朝大型機發展，其產銷量每況愈下。七十一年後，每年僅產銷兩三百台，至七十六年左右就壽終正寢，完全退出市場。雖然，當年農政單位曾鼓勵新台灣和野興兩家大廠開發大型機來因應市場需求，經濟部工業局甚至將聯合收穫機列入策略性產品之一，只是所需投資費用龐大，政府實質支援有限，加上兩廠的日方投資夥伴亦不願投入太多，一切努力終化成泡影。國產聯合收穫機僅是曇花一現，是國產農機推廣中壽命最短的一機種。

由水稻收穫機械化的觀點而論，總體目標倒是成功達陣。現在每逢水稻收穫期，在廣大黃色大地上僅看到大型聯合收穫機點綴其間，幾乎看不到彎著腰割稻的人影了。有此成績農機固然應居首功，而早年政府所採取的配合措施亦功不可沒。例如早期聯合收穫機性能較差，對於割取倒伏稻常有加困難。培育不易倒伏的稻種成為重要課題。五十年代以前，水稻育種以高產、耐肥、抗病蟲害、耐旱加上米質等為主要考量因素；新品種能否被政府農政單位接受，則須經作物生理、肥料、病蟲害、農化等專家組成的命名小組審查通過命名後始獲准予以推廣。進入五十年代以後，該命名小組成員增加農機專家一人參與審查。據此可以在命名過程中融入農機人員的觀點。因此水稻品種之抗倒伏性、稻桿高度、稻穗整齊度等特性成為主要考量。事實上，爾後易倒伏新品種無一通過命名，而不易倒伏新品種透過水稻育苗中心推廣，很快地擴散，有利於機械收穫作業。簡言之，育種專家的配合以補足機械功能的不足，達到完美的效果。

4.3華農牌聯合收穫機驟起驟落

儘管國產聯合收穫機工業曇花一現，惟對促進稻作收穫機械化的貢獻卻不容忽視。換言之，如無國產品的出現與競爭，進口貨不會輕易削價競銷，也不會加緊開發大型機來壓制國產品。國產品中，尤其最初應市的三家產品扮演了此項產品的觸媒作用，一如國產插秧機開發階段的裕農牌插秧機一般，發揮了促使農機大廠稍後跟進投入此項機種產銷的領域。

華農牌水稻收穫機

在水稻收穫機方面，華農牌聯合收穫機宛如農機敢死隊，在毫無事先預警情況下，突然出現。六十三年間詹孝德先生夥同三兩好友集資成立成立國際農機公司，專門研製水稻聯合收穫機。這一夥並非農機人，卻能充分露出冒險犯難的台灣人精神，外行人作外行事，最後也可能成為內行。無論如何，其試製品雖不像成熟的日本進口商品，總算五贓俱全，功能上無多大問題，算是達到堪用的程度。後來該機亦通過性能測定准予列入補助與低利貸款機型。只是華農牌前後經過四、五年總共僅產銷七十多台。六十八年夏季就結束營業而被淘汰出局。至少，這代表台灣農機界的另一種幹勁吧。

4.4台企牌聯合收穫機與黃氏兄弟

幾乎與華農牌同時期，另有台企牌和大明牌聯合收穫機的問世。

台企牌聯合收穫機作業情形

話說六十年代為農業機械化起飛階段，當時省主席謝東閔先生認為省府所屬的台灣農工企業公司亦應貢獻一分心力，也許也有分一杯羹的想法。該公司嘉義廠規模不小，工程人員眾多，雖是承上級指示，其規模應足以投入開發水稻聯合收穫機的行列。開始時，他們決定自行設計，不願完全仿造日本貨。這種想法有時會犯上自大症。許多外行的一般機械工程師常犯輕視農機的毛病，以為一般機器可以搞定，農機亦可三兩下子解決。有些人則一生翼望能由農機的發明而一舉成名，從此名利雙收，但是你若能想及購買力薄弱的農民，這種賺大錢的想法往往會落空。

話說彰化縣一個村子裡當時有一對黃氏兄弟，非常熱衷於機械鑽研。弟弟黃金標先生約三十多歲，一副鄉下老實人的模樣，自國小畢業後幫家裏農作外，一直對機械有興趣，雖沒受過正規訓練，但其對發明幾已達狂熱的地步。他在家鄉看到日本舊型聯合收穫機使用起來不盡理想，乃利用原有骨架與哥哥在家拼湊一台聯合收穫機，經過一段時間修修改改居然大功告成。有一段趣事是：等到機器敲打完成要開出試驗時才發覺大門太窄，機械無法駛出，苦思無策只好破牆而出。他們兄弟如此無師自通地開發了這一台全割型聯合收穫機，其時間幾乎與日本新機型同步，一時轟動農機界；只是他們將成果視為至寶，吝於展示於人。最後找來電視台記者，親自作示範表演，成為當時的大新聞。當時彭技正為經濟部農業機械化推行小組執行秘書，發現有此新產品可供農業界使用，也如獲至寶。於是積極推介給當時工業局局長韋永寧，並報請獎勵。是時，工業局已將聯合收穫機列入策略性產品之一，有此國內新產品問世更覺喜事一椿，乃決定頒發黃氏兄弟二十萬元的獎金俾利其繼續研發；當年的二十萬元對此對年輕兄弟而言算是一大激勵。其後正好台企公司有意開發聯合收穫機的產品，經彭技正從中介紹，兩方一拍即合。

嚴格而言，黃氏兄弟研發的機型只能算是雛形機或試驗機，尚未達商品機階段。其功能或許可以使用，但距離商品化尚有一段距離，這點也是一般人忽略的地方。要成為商品化機，事實上尚需經過工程設計的步驟與評估，期能在不影響功能的情形下，綜合考量製造成本、加工材質、操作便利性與售後維修的服務問題，而機器的耐久性也是重要的因素。換言之，商品化階段仍需要藉助正規工程訓練的機械工程師才能成事。當時彭技正認為台企公司有工程人才，與黃氏兄弟合作，應有成功的希望。

不過，很不幸地，這種希望卻很快以失望收場。據彭技正回憶說：台企與黃氏雙方合作後不久，有一天他出差嘉義，順道訪問台企公司嘉義廠。才發覺原來台企廠以前的主要客戶為公賣局、鐵路局、公路局、台糖公司等公家單位，主要承包各項機械工程。其性質只是比一般鐵工廠規模較大而已，也無所謂的正規工程師。公司的工作性質與經濟部所屬台灣機械公司一樣，本身並無固定產品。因此，由上級授命製造聯合收穫機，對他們而言是破天荒的一遭。當時黃金標君，以國小的學歷被聘雇為負責開發聯合收穫機的工程師，只好以學徒方式土法煉鋼。他將其拼揍的那台雛形機的零件拆解，也沒有工程圖，就依各零件之尺寸打造二十台份，然後就這樣地量產起來，所謂正規的工程設計這一關完全跳過去了。

一台雛形機修修補補或許尚可發揮其功能，惟二十台則應屬試作量產，就應按部就班，按工程程序執行，不能仍採取修修補補、敲敲打打的方式。彭技正一看，當場傻眼，心中暗叫不好，卻也無可奈何。這批二十台收穫機完成後，毛病百出，雖然勉強通過性能測定，但出售給農民的售後服務變成一大問題，最後一台也沒賣出，不得已乃商請教育廳出面收購，贈送全省農校做為學生實習用收場。

為收拾殘局，該廠還是回歸仿造一途，引進日本收穫機另行開發一型，總算發展成功。不過總共也不過產銷兩百多台，而其中六十台還是出售給糧食局做為國軍助割之用。阿兵哥們使用這樣的農機也怪辛苦的了。無論如何，從積極的意義來看，由於該廠的積極投入而鼓起了台灣聯合收穫機工業的興起，功不可沒。

4.5大明牌聯合收穫機的掙扎

民國五、六十年代，世界性能源危機威脅各國經濟發展，尤其傳統工業遭受慘痛打擊。大明機械公司就是一例。當時大明董事長吳聯星，經營紡織機械製造業二十多年一帆風順，處於龍頭地位。只因全球性的不景氣，幾乎讓其原有基業付諸東流，只好求變，期能從中脫困。

大明公司全盛期員工曾多達千餘人（包括彰化高工建教合作三、四百學生），經緊縮後仍有四、五百人，工程人員陣容堅強，為首的總工程師由逢甲學院的徐佳明教授兼任。徐教授為留學西德的機械學博士，對機械製造相當內行，只是憑其響叮噹的博士學位仍然無法令紡織機械起死回生。為求公司轉型，大明有意選擇正熱的農機切入。彭技正當時見獵心喜，心想竟然有這樣的大廠要垂憐農機，天那！這不是農機這一行業該復興了嗎？彭技正於是就出一道比較熱門的題目－－開發構造複雜而剛萌芽的水稻聯合收穫機。

事隔多年，據彭技正回憶：「我後來才猜測到當年吳董來訪的意圖，也許開發農機只是表面的目的，取得融資舒困才是真。當時因我的建議，他們以此研提計畫向台灣銀行獲取巨額融資舒困或優待暫緩還款的策略。當年他們如何申貸我是一無所悉，只知該公司好像因此獲得舒困而渡過難關。」當時政府為鼓勵該公司研製聯合收穫機，總共補助他們五百萬元，條件是在三個月內完成三台樣品機。這種不可能的任務想不到他們也答應了。為圖生存而掙扎的大明公司於是夙夜匪懈，終能如期交差。可惜應驗了台語「呷緊弄破碗」一句話，事後證明是失敗了，因為看到機械卻無法看到它順利運作。當時的孫運璿部長訪察該公司並看了新機的運作，曾語重心長地勉勵吳董事長要努力克服困難，因為難關仍在眼前。

吳董獲得舒困後，幹勁十足，開始傾全力投入聯合收穫機之開發。他向日本購進一台大島牌聯合收穫機為樣本機進行仿製。前前後後奮鬥了四、五年，並認真從事此項機械之產銷。為協助該公司解決農機之製造與設計問題，當時彭技正還特別引介吳漢筠君出任該公司副總工程師，以壯大農機人員陣容。在開發新市場方面，該公司也配合政府政策嘗試改良聯合收穫機兼用於高粱的收穫，並遠赴金門示範。當時上下一心，徐總工程師還帶病親自下田操作，令人印象深刻。只可惜農機的草根性與紡織機製造技術的背景仍有相當的距離；農機的地域性及銷售也有別於一般機械的型式。雖經種種努力，仍然無法生產品質良好的機械，更遑論打開市場了。無奈，至六十九初，大明公司因財務困難而結束農機業務，前後僅產銷一百多台而已。

大明公司後來因積欠銀行債務而被追討，應該是農機這塊浮木太小太難無法讓它起死回生吧。不過，聽說大明公司苦盡甘來，兩三年後（七十六年）台灣不動產全面大漲，大明公司處分部分房地產就足夠償還台銀貸款，算是圓滿的結局。現在座格於彰化的建國工專校已改制為大學，聽說是中部最賺錢的學校，而當年的總工程師徐佳銘經歷工研院機械所所長後又擔任該校校長，而當年該校的董事長吳聯星先生在於何處，則已不可考。滄海桑田，人事如棋局，農機則隨著時代的演變，也逐漸沒落了。

大明牌水稻收割機

5. Rice Drying and Storage

2008-04-20T17:00:00.003+08:00

5.稻榖乾燥機械化之發展

早期利用太陽能曬穀的情形

台灣本島面積不大，惟北部與中南部的氣候相異甚大。例如，北部第二期稻作收穫期常逢雨季，而中南部則第一期稻作收穫期為梅雨期；不論南北，每逢雨季往往連日陰雨，稻榖收穫後，農民多血本無歸。尤其民國五十年代中南部五、六月的收割期，連續數年梅雨，至六十年代初的宜蘭地區，其十、十一月的收割期，亦連續幾年陰雨，稻農連續遭受嚴重損失。因為當時農業為多數人唯一的經濟來源，梅雨後稻米發芽使得農民生計面臨問題，不但所得低，甚至根本無法生活，農民怨聲載道。

就技術的觀點而言當時大部份的稻農都將稻穀曝晒於馬路上，利用日光能進行乾燥，此舉雖可以節省能源，但所需耗費的勞力也甚多，殊不經濟。農民必須時常在烈日下進行翻動，相當辛苦。在收穫季節，由於大量收穫的稻穀必須乾燥，故農民除在天井中曝曬外，多利用道路用地，除妨礙交通外，稻米中的雜質也增多，甚至含有雞鴨的糞便，使白米中多含小石子及其他雜質，品質因而降低。

為解決此項問題，行政院於六十四年十一月七日核定「加速推廣稻榖乾燥機計畫」，預定於四年內推廣大型乾燥機45座、中型乾燥機580台、小型（箱式及循環式）17,700台，以解決上述稻穀的乾燥問題。因此，台灣推行乾燥機械化的早期目的為搶救稻榖收穫後的不易乾燥所產生之發芽損失問題，後來逐漸發展成大型乾燥中心的成立，才蛻變為省工、省力、省時外，又可降低生產成本、提高米質的機械化、自動化的局面。

5.1 小型稻穀乾燥機

事實上，四十年代即有台大農工系高阪知武教授率先研製雨季搶救性的簡易乾燥設備，並在宜蘭地區試行推廣。當年電氣化尚未普及，鼓風機亦有採用腳踏方式者，熱源則利用當時已普及的煤球，十足的克難辦法。以現代人的眼光來看，簡直像小孩子玩家家酒。由此也可見早年對收穫的稻穀乾燥有基本的需求。

風向可上下交換的箱型乾燥機

後來，農復會馬逢周技正自美國引進移動式中型乾燥機兩機型試用，惟因機體龐大、使用成本太高等因素而未能被接受。直到五十四年，中國農機公司推出的焦炭爐小型箱式乾燥機，亦在宜蘭地區試推廣，惜因操作彈性不佳，其推廣數量很少，最後也無疾而終。五十五年，台中霧峰的三久公司推出全國第一台燃油式小型箱式乾燥機，其構造簡單但售價卻高達三萬餘元，農民根本無力購買。若不是遇上連日梅雨、稻穀發芽的情形，根本不可能購買，因此銷路極為有限。後來只有小型加工廠買去烘乾火柴棒、箸、木珠、瓜子、菜乾、龍眼乾、花生而已。

在學術研究方面，農復會以計畫的方式補助農業試驗所鄔清標主任研製小型循環式乾燥機。這台不到一噸的循環乾燥機研製成功後，技術移轉給當時的國華電業公司量產，後來成為聯合牌乾燥機上市。六十三年起，政府對國產機種擬有補助措施，凡是農民購置國產稻榖乾燥機，不但可獲比例上的補助外，可以取得全額低利貸款。在此政策之激勵下，乾燥機在兩年內數量大增加約一千五百多台，其中循環式約兩百台，進口品則僅有箱式五百台及少數循環式乾燥機，幾乎是國產品獨佔的局面。

利用太陽能之箱型乾燥機

乾燥機如同其他農機，由政府示範推廣採補助及低利貸款措施起，立即有眾多廠家參與競爭，早期除聯合牌外，尚有﹕三久、順光、嘉林、力霸、台企、富全、中原、榮順（豐年牌）、永安、豐源（正豐牌）、東本、富國、和榮、雙田、世昌（太陽牌）等，後期又有大發與承接世昌的三升等加入市場競爭。另外，有太能工業和東茂電機公司則研發太陽能乾燥機並朝多用途方面發展最具特色。當年太陽能乾燥機推廣了三百多台，也有部分廠家產銷菸葉乾燥機曾達四千多台之譜。

經濟部農業機械化推行小組為提升上述國產乾燥機工廠之技術與管理層次，曾舉辦一次乾燥機廠相互觀摩檢討會。小組租用一部遊覽車由北往南，邀請業界負責人親身參加，訪察各廠，互相交流交換心得。當年各廠規模甚小、設備簡陋、管理散漫、工人肆無忌憚在材料上游走，鋼板表面鞋印累累，髒亂情形不忍卒睹。就以稍具規模的三久公司為例，早期廠房乃利用霧峰街道上的平房店面拼湊而成，廠內陰暗，工作環境簡陋。當時互相觀摩檢討後，獲得的初步共識即為提升業界產業層次，除需加強研發與改良產品外，首先宜改善工作環境與加強管理，工具歸位、原料與零組件保持乾淨更不能生銹等。為有效提昇廠商水準，乾燥機除須經政府性能測定合格外，並要求工廠推行品質管理制度，且需於六十八年獲得經濟部核定「品管乙等」以上的廠商，才可以適用政府補助款與剩餘款全額低利貸款的對象。

5.2乾燥機工廠百家齊鳴

上述近二十家乾燥機工廠，其產品都集中在國內市場，相互間競爭激烈，至六十年代末期幾乎都被淘汰出局，目前除大發、豐源等兩三家為因應外銷偶而少量不定期生產外，僅剩三久與三升兩家為國內乾燥機主力廠。這兩家都擁有新式廠房、自動化設備及現代化管理，早已超出早年觀摩會所得的共識層次了。

由於循環式乾燥機乾燥效率高，乾燥量大，後來逐漸取代箱型乾燥機；而大型乾燥機也逐漸逐代小型機。因此，循環式乾燥機由1.8噸逐漸增大為3.2、4.8、 6、10、12噸型機，甚至發展到20乃至30噸的龐然大物了。箱型乾燥機初上市的價格每台約三萬二千元，以今日的技術看來當初的利潤實在豐厚，無怪當初多少廠家湧入這個市場。雖然後來競爭的結果，價格逐年降至一萬八千元左右，這種機種仍然使廠商趨之若鶩。當時縣市政府經費充裕，因此每台農民尚可得到六、七千元的補助，農民的購買壓力仍然算輕。循環式乾燥機的價格差別較大，但容量3.2噸者每台都在七萬至八萬元之譜，政府的補助則每台在13,000元至 30,000元之間，約為總價之二、三成，其餘亦可向銀行低利貸款。

早期的乾燥機廠牌中，順光一心號佔有率最高，其次為三久，聯合則居第三。現在的三升當時仍然未見影子。後來順光及聯合退出市場，三升則由原來的世昌改名開始在市場中崌起。這兩家主力廠後來雖然享受了幾年大型化帶來的好榮景，惟農地漸轉為建地與休耕、轉作其他經濟作物，乾燥中心之設置如同小型機之推廣均已趨飽和，兩公司開始陷入苦撐的局面。幸好，這兩家公司一直努力打開外銷市場，包括中國大陸（三久在上海設廠多年）及東南亞各國都可看到國產乾燥機的影子，其中三久公司產品更外銷至日本、俄羅斯、中南美、中東、印度、非洲等地區。在國產農機工業的範疇裏，除動力噴霧機、中耕管理機外，榖物乾燥機算是最爭氣的一機種吧！這些機種不但在國內甚至在國外都可與日本農機競爭，毫不遜色。由此可見，只要業者有幹勁、重視研究開發，農機行業還是有前途的。

乾燥機工業的成長促成台灣稻榖乾燥中心發展的功不可沒。乾燥中心不但是機械化甚至已朝向自動化發展。全國除各鄉鎮農會普設乾燥中心外，自從七十二年四月政府開放糧食自由買賣，不再有糧區管制之後，已有幾百家民間糧商亦設置乾燥中心，其規模比農會乾燥中心更大型者比比皆是，使得稻農委託代割者把剛收穫之溼榖直接運送至乾燥中心，乾燥機械化不再是搶救雨中稻榖問題而是徹底解決稻農收穫後處理稻榖時的勞力不足的法寶了。另一方面，由於機械乾燥的稻榖與地面隔離，故不會有小石礫摻入稻榖中，加上碾米技術的提升，現代人再也不會像老一輩國人或如大陸和東南亞人民，嚐到含沙礫米飯的滋味了。此外，因米商大多生產小包裝米，為保持米的新鮮度及潔白度，稻穀在收割後，必須在十小時內進行乾燥，以保持米質的新鮮度，若遇上梅雨無法如期乾燥，米質會變黃變黑，會產生黃麴毒素，食用後會有致癌的危險，嚴重影響人體健康。政府推廣乾燥機最具體的成效如八十六年五、六月間的梅雨期，幸好全省都已發展完善的機械乾燥系統，全省的稻作只有極少數在田裡無法收割的發芽稻穀外，其他都能完全搶救成功，否則在民意高漲的九十年代，政府機關可能無法逃過民意代表的連連噠伐聲了。

5.3「加速推廣稻榖乾燥機計畫」之執行

如上述，政府於六十四年底宣布「加速推廣稻榖乾燥機四年計畫」，其主要目的為雨中搶救稻榖，以減少農民的損失。故計畫中特別強調大型乾燥機（即後來的乾燥中心）45座及中型乾燥機580台。尤其，中型乾燥機採移動式，必要時可南北調配的構思，為該計畫的首要部分。該型機為台大陳貽倫教授自日本金子農機會社引進並加以改良成功者。其原理為採薄層稻榖浮動乾燥方式，即把薄層溼榖飄浮經過熱風道迅速降低超溼稻榖至含水率18%左右，俾利暫時保存靜候天氣轉晴再日曬或經小型乾燥機慢慢乾燥至13%的設計。該機裝配於兩噸小卡車上，如第二期稻作在北部逢雨季，即可調配中南部的中型乾燥機北上支援搶救稻榖。

此項浮動層乾燥機的構思，最初在經濟部農業機械化推行小組計畫下，補助陳教授自日本引進一台，並委託台北縣土城的順光公司改裝，並協助試驗。改裝期間順光公司林耕嶺董事長建議將該乾燥機由原來曳引機帶動者改為裝載於卡車上，則如救火車般可隨時調配。因此，研提加速推廣稻榖乾燥機計畫時，把此項搶救型乾燥機納入計畫內。

該計畫下，原擬在西部主要稻作兩百鄉鎮農會，每農會補助購置兩三台乾燥機，以580台為全程推廣目標。立意雖好，可惜當時研提計畫時未深入市場調查，結果總共只推廣了108台就結束了，這些台數中雖有一小部份有嘉林公司的機型加入戰局，但絕大部份為順光公司的機型。因為當年採用太子汽車公司進口的日產兩噸型卡車為移動機體，而該公司所有庫存為108台，每台為28萬元，如再增加數量則需再進口其價格將暴漲云云，不過還好有這樣的波折，否則推廣台數更多更不好處理。當年整套搶救型乾燥設備總價為五十萬元，由計畫項下補助農會總價款之60%。當時由農會申購結果非常踴躍，一年內就申購達108台。事後聽說，由農會的立場，說他們屬意乾燥機倒不如說鍾情於卡車，只要配合20萬元就可獲得28萬元的卡車可用，相當合算。而且早年農會要購買一部卡車並非易事，利用這個名目添購設備，何樂不為？不過，說來奇怪，自從推出此種乾燥機後，台灣氣候丕變，南北各地在水稻收穫期甚少再出現嚴重的雨災，幾乎置搶救型乾燥機於無用武之地了。所謂「養兵千日用兵一時」，此種乾燥機無法充分發揮救災功能，真是美中不足。倒是各農會樂得拆下乾燥機，可專心利用卡車為農民服務到家啦！

話題又要拉回來，該四年計畫內推廣中型乾燥機距離原訂目標甚遠，惟小型乾燥機，包括箱式和循環式兩種，主要推廣給個別農民購置者，原計畫目標17,700台，結果大幅超過目標達22,899台之多。另外，農會大型乾燥中心原目標45座，雖然也未達到預定數目，不過由此發展成功的乾燥中心系統，幾乎解決了台灣稻榖乾燥機械化問題，在此應予以紀實。

5.4稻榖乾燥中心與自動化

大型乾燥中心之佈置圖

民國六十年代初期，農復會在「促進農業經營現代化實驗區計畫」項下，在台南縣白河鎮農會，設置自日本引進的野馬公司製造的塔式大型乾燥機一套，這是國內設置乾燥中心的開始。六十三年起，大型乾燥機改由國內廠商如嘉林、力霸等公司製造，而由農復會繼續補助設置在宜蘭縣羅東、冬山、礁溪，雲林縣西螺、斗南，臺中縣大甲等六處鄉鎮農會。以上各大型乾燥機除大甲、羅東兩處由力霸公司承製外，其他皆由嘉林公司製造。該公司負責人三兄弟頗為盡責且較為專業，所承製乾燥機運作令人滿意，而由力霸公司承製者，其承辦人雖挾大公司的聲勢卻專業不足，結果所承包兩處乾燥機性能未臻理想，不久該公司知難而退。另外，我們為節省能源，試圖研發一種榖殼燃燒爐為大型乾燥機的熱源，乃委託某廠商在台中大里鄉農會設置一座大型乾燥機，該承造商陳姓負責人宣稱乃兄為南部某工學院機械系教授，乾燥理論與實務經驗均佳，該公司技術上可得奧援云云，試製結果問題叢生，不能實用而無功作罷。各種嘗試中，仍以較具專業的嘉林公司製品性能穩定，已達實用層次，惜早年民智尚未開，加上糧食局收購稻榖採糧區管制的辦法保守，混合溼榖收購制度仍無法建立，而當時之每機具備三個乾燥倉，每倉容量為十至十二噸，實施結果農民仍無法接受混合他人稻榖乾燥問題，故實際施行上遭遇不少困難。

可以移動的稻穀乾燥機

為克服共同乾燥不同農戶所運來的溼榖問題，不得已乃產生在一座乾燥中心內設置七至十台四。八噸型循環式乾燥機，可同時進行個別乾燥，不會相互混合的想法。依據此想法，農復會補助農林廳於六十五年起首先在屏東縣佳冬鄉農會設置此類型式之乾燥中心，後陸續在新竹縣湖口、彰化縣鹿港、嘉義縣鹿草等七鄉鎮農會設置。

在個別處理乾燥榖物的理念下，農會處在一種代乾的角色，與當地民間的代乾中心功能類似，但由於具有半公家機構性質的農會本身，在這方面的經營效率無法與民間業者競爭，至多僅能將代乾費用平衡在某種水準而已。基本上，農會的經營若不能與收溼榖制度相配合（由於受到乾燥容量及時效的限制），農民仍然無法享受到農會乾燥中心應有的優點。故，上述所提最先設立的十三座乾燥中心，十多年下來，證諸各農會的反應及相關配合意願，其所發揮的效果仍然十分有限。

台灣稻榖乾燥中心一直拖到七十五年政府推行「輔導良質米產銷計畫」才開始脫胎換骨。該計畫之推行以確保良質米品質並減輕農民自行乾燥所需勞力負擔與出售榖物時的運費支出等為主要出發點。由此開始確立統一收購溼榖的觀念，農會在收購溼榖時，可同時乾榖計價並把公糧的徵收程序納入自動化的程序裡。農民將溼榖運交農會乾燥中心，經量測含水率和重量後，利用電腦即可換算該農民所繳來總乾榖量，同時辦理公糧之徵收。農會乾燥中心將農民送來溼榖經大型乾燥機進行乾燥，若作為小包裝米用途者，則乾至15%即可；若作為長期儲藏則乾至13%範圍。農民所得榖款，經扣除管銷費用後，即可由農會信用部直撥至該農戶帳戶。整個過程在機械與電腦一貫化線上進行，所得之稻米品質因而大為提高，且大大節省了農民乾燥稻榖及來回搬運之勞力與費用。

自七十六年開始，政府輔導有意願的鄉鎮農會設置此類乾燥中心，分年分期方式辦理。七十六年度首先設置於後龍、大甲等四個鄉鎮農會，每處各設乾燥機十台；七十七年度另選四鄉鎮設置並擴增兩處；七十八年度又新設四處，擴增一處；七十九年度新設兩處，擴增六處；八十年度新設六處，擴增兩處；八十一年度新設十處，擴增八處。至八十一年度止，在全國十三縣三十個鄉鎮設置乾燥中心，共計設置大型乾燥機四六三台之譜，因乾燥中心能實際解決農友困難，廣受農民歡迎，所以各地都爭相設立。據農林廳報導至八十七年底止，此類乾燥中心已增加到六十六處，足見各地農會意願之高漲了。有關此項稻榖乾燥中心之設置、推行成果、效益等詳細分析內容，可參考最近農委會中部辦公室（前台灣省政府農林廳）出版而由台大農機系馮丁樹教授主編的「榖物乾燥中心推行成果專刊」數萬言報告書，在此不再贅述。

民國七十八年，政府推行「中華民國產業自動化計畫」十年計畫，包括農業自動化在內。在該項計畫項下，各稻榖乾燥中心的自動化設施之改進與受惠最大。早年稻榖乾燥機械化在各項稻作機械化中，其起步與進展最晚且慢，但後來卻反而進步最大，實現農業自動化最早的一項目了。目前台灣乾燥機械化已達九成以上，為亞洲國家中佔有率最高的國家。

5.5由絢爛趨於平淡的稻作機械化

學生時代學習歐美已普遍使用的所謂西洋農機具，也略知他們已達相當層次的農業機械化，不論整地、播種、管理、收穫乃至調製等都有適當的農機可使用。不過，西洋農機大都在旱地狀態下使用，無法直接引進到台灣狹小的水田來，當然如在甘蔗園等旱田應可直接利用。因此，在一般人的腦海中，台灣農業機械化將由旱田作物開始，至於水稻田的機械當時尚未成形，遑論稻作一貫機械化，更不敢奢望在有生之年，可實現稻作全面機械化的夢想了。

早期使用的亭畚

可喜的是，農業機械化的演進情形恰好與早年的推想相反，由於水稻為台灣主要作物，而適時的鄰國日本研發成功各種小農用的稻作機械，因此在政府、民間各方面的大力推動下，居然讓我們僅僅以一代的時間實現了稻作全面機械化的美夢。如以歐美從曳引機研發開始起算到各種農機齊備而達全面機械化為止，大致上經歷了百年；而日本則在明治時代從西歐引進西馬牌小型曳引機開始到研發完成插秧、收穫、乾燥等機械而達全面稻作機械化，概略的估算也費了五十年光景；至於台灣則得天獨厚幾乎可直接引進日本的發展模式，如以引進美利牌耕耘機算起，大概僅僅經過了二十五年的歲月。

前面提到各種主要農機的發展情況，這些大都屬於稻作機械的範疇。除了耕耘機與曳引機可兼用於水旱田外，其他如插秧機、聯合收穫機、乾燥機等都是純粹的稻作機械。當然這些農機經過改裝或許也可利用於其他作物栽培，但其主要發展目的即為稻作機械化。如前述，台灣稻作機械化所需農機至民國六十年代已齊備，為加速普遍化祗欠東風，即資金問題。為此，六十六年當時的行政院蔣經國院長在立法院宣布﹕政府繼十項重大建設之後，將推動十二項重要建設，其中之一即為﹕「設置農業機械化基金，促進農業全面機械化計畫」。

由政府自六十八年度起至七十一年度連續四年撥款共四十億元作為基金，另由相關行庫、農會等也籌措四十億元配合作為推廣農機的循環性貸款資金。自然這些資金絕大部分被用於稻作機械的貸款。至此階段，台灣稻作機械化事業已登峰造極，隨後即由絢爛趨向平淡了。此項基金於該計畫結束後，至今仍繼續循環運用，不過後來被合併歸入農業發展基金，已非專款專用。據說從此農機貸款資金年年不足，造成農民與農機業界很大困擾，那已是後來的另一個故事了。

該計畫推行四年結束後，實際上在原定規範下，工作之推動持續不斷，不但稻作機械化已全盤解決，甚至收穫後處理、儲藏與加工等機械化和自動化也逐次實現。

有關稻榖儲藏方面，早在六十三年農復會在中央農村建設重要措施計畫下，委由台大陳貽倫教授在羅東鎮農會執行「稻榖散裝低溫倉庫」之實驗計畫，獲得成功。該實驗倉450平方公尺（136坪），倉容量1,200公噸，總工程費約250萬元。這是造成後來在各地普遍設立低溫散裝倉之始。不過，當時的糧食局不贊成稻榖散裝存倉，更不獎勵能保持良質米的低溫倉（因費電），而事隔多年才被各方面接受。

說起糧食局早年是一個龐大的衙門機構，分支單位分布各地，因執行肥料換榖等政策，富可敵國。早年的確對穩定民生糧食有貢獻，而當年李連春局長深獲老蔣總統的信賴，儘管歷次省政府改組，他卻一直穩若泰山，有不倒翁之稱。據說，他幹勁十足，每每夜間訪察各地分支單位，並召開會議，而為主持會議的他，卻不大守時，理由是閒人才能守時。這些怪論只是傳聞而已，我們並無機會領教過就是。早年糧食不穩定時代，其管制極嚴，如不同糧區間稻米不得互相隨便流通就是一例。在那種氣氛下，衙門內官員自然以不變應萬變，多一事不如少一事來應付了。如我們建議散裝倉庫，他們堅持多年來的袋裝，理由是容易搬運和堆積，通風較好等。至於低溫儲藏可保持良質米，他們認為多花費電力不值得。農政單位推廣稻榖乾燥機時，該局不但不配合，反而自行大力補助農民舖設水泥曬榖場來呼應。我們也建議改良農會傳統開放式木製碾米設備為金屬製密閉式設備，以減少灰塵污染工作環境，該局則稱木製設備較可靠云云，不一而足。又如我們建議推行小包裝米，而以改變太大為由不被採納。一直拖到蔣經國總統上台，批評糧食局太守舊，而不倒翁李局長應聲倒下，隨後局長更迭如翻書，新人新政，糧政大鬆綁，取消糧區及肥料換榖制度等。斯後在農發（委）會、農林廳等農政機構努力下，終於實現了各項水稻收穫後處理、儲運、加工等作業現代化。

6. Sugarcane Harvesting

2008-04-20T16:00:00.002+08:00

6. 蔗園機械化的啟蒙

前面提到稻作機械化已趨完備，甚至水稻收穫後作業已進入自動化階段，不過在台灣農田上最早利用農機卻非自水田起步，而是由台糖公司自營農場的甘蔗園開始。

早期榨甘蔗所用的石臼（糖研所）

民國三十九年，隨著國府自大陸撤退到台灣，於九月間行政院善後事業保管委員會結束，其所屬農墾處（AMOMO）移併台糖公司，四十年一月該公司設立農業工程處（後改為機械工程處，仍稱AMOMO），主要負責農機之保養、修理、研究改良、人員訓練及農機配售等業務。又為試驗農機，該公司還在嘉義太保農場設立「機耕實驗場」。

當時台糖公司已有曳引機廠牌機型，如EMPIRE,ALLISCHALMERAC-C,AC-WC及FARMALL “A”等計186台，係屬18-30馬力的輕型曳引機，僅能犁地、耙田及搬運，此為台糖蔗園機耕之搖籃期。此階段曳引機因馬力小，不適應蔗田需要，工作效率與應用範圍均不理想，於四十年左右再自美國購進C-WD,D-WD及AC-UC等蔗園用機型，馬力雖仍僅有30多馬力，但作業項目擴大至犁地、翻綠肥、耙田、作植床、施肥、中耕除草、培土、開根及搬運等；再配合大馬力履帶式機型，如CATERPILLARD-6及D-8之購進使用，此為台糖機耕之成長期。

四十三年開始大量引進M-TA,C-WD45及S-WD45等四十馬力級輪式曳引機，至五十七、八年間引進種蔗機及甘蔗收穫機為止，為台糖機耕之壯大期。本階段曳引機除四十馬力級以外，尚有九十馬力以上的履帶式機型，如D-6C,TD-9,OC-12,OC-15,HD-16D及 NTK-6等亦前後參加機耕行列，擔任深耕、犁地、耙田、中耕、施肥、培土及噴殺草劑等單項作業。一次多項操作之聯合農具，如中耕施肥器、施基肥作植床器、培土施肥器、整地聯合農具（築畦、施基肥、作植床）及宿根處理聯合農具（開根、施肥、排土、潛耕）等，亦在此階段自行研製推出應用，機耕效率因之提高，費用降低，蔗園機械作業才算真正開始全面應用，但機耕作業程度仍僅能達到47%，在此階段對一搬蔗農的機械代耕業務也開始展開。

五十八、九年，台糖公司又引進甘蔗收穫機及FORD-500,DB-1200型六十馬力輪式曳引機，台糖自營農場始邁進蔗園作業全面機械化的時期。因該等曳引機馬力較大，且具有動力傳出裝置(PTO)，過去無法做的作業，如甘蔗株心入土（回轉式與螺轉式入土農具）、宿根切頭、復畦、覆土等即可應付自如了。自從開始使用種蔗機及收穫機後，蔗園一貫作業機械化可算完成。本階段大馬力曳引機除上述兩種外，尚有各型履帶式及四輪轉動機型，如IH及CASE等。另外由澳洲進口之DMH,TOFT,MF各型甘蔗收穫機也大量投入機耕行列。

甘蔗園中使用的台車（資料來源：北斗文建會）

台糖農場大都依賴國外進口農機，但許多作業機卻為本土研發改良成功者。鑒於台灣農地少價位高，該公司乃開闢大批河川石礫地為蔗園，因此本土化蔗園作業機堅固無比，構造特異。此種特異農具除部分由台糖自行研製外，大部分委由民間農機工廠承製，如高雄大寮的谷林農機公司為個中翹楚。該公司負責人林瑞寬兄弟幹勁十足白手起家，兄對外負責拓展業務，弟對內主持廠務，兩人合作無間，公司業績蒸蒸日上，已有向外投資了。

甘蔗採收機（資料來源：鐵道車輛）

總之，蔗園機械化完備後，早年甘蔗種植期及收穫期雇用農民如螞蟻雄兵般的田園景色已一去不復返，而以機械影子點綴田間代替了。由於農村勞力缺乏，而適時以機械力替代，始得勉強維持了台灣糖業的存在，只是其生產成本仍居高不下，成為台灣糖業的隱憂。砂糖成本中，由於甘蔗體積龐大，其收穫後搬運費用所佔比率不小。甘蔗搬運主要依靠日據時代留下來的台糖小火車，不過由蔗園搬離時早年卻需依賴牛車，但自從機械化後牛車減少，且其效率太低，後來轉而依賴土產的拚裝車了。

事實上拚裝車絕大部分非被利用於農產搬運，許多卻被利用於如土木建設、砂石搬運，甚至小販用等，這些非農用拚裝車在公路上奔馳，闖出不少意外事故來，交通單位卻怪罪為農機闖禍，當然農政單位並不承認拚裝車為農機，因此互相踢皮球，拚裝車的管理問題，至今仍一直無法理清權責，這可能拚裝車被誤認為農地搬運車的緣故。其實兩者很容易區隔。前者顧名思義為拚裝，為利用一般舊汽（卡）車底盤拚湊而成，當然無一定規格，大都由鐵工廠製造；而後者則依農政機構所定規範在一定規格之下量產者，且每一機型都需通過性能測定，這些都是合法農機工廠的產品。因此，農政單位僅承認農地搬運車為農機而列入管理，把拚裝車排出在外。

六十五年行政院為考量當時農村運輸需要，乃由各縣市政府農政單位（因尚無交通單位）核發拚裝車「臨時使用證」，並由省政府交通處管理輔導。由此可見，交通單位無法有效管理拚裝車，就只能把責任向外推。其理由據說為早年互相踢皮球要取締拼裝車時，台南縣政府農業局謝局長認定該車對農業搬運仍有需要，乃自告奮勇擔任管理，自此交通單位認定拚裝車不是他們的業務範圍，也樂得清閒。

綜合言之，台灣以一代的歲月除完成水田作的機械化以外，旱田作物栽培以蔗園機械化起步最早且完備，其他旱田作物，如甘藷、花生、玉米、大豆乃至茶園、蔬果類等作物栽培亦陸續完成機械化。

7. Transportation

2008-04-20T15:30:00.001+08:00

7.農地搬運車異軍突起

上面提到拼裝車與農地搬運車的區隔。事實上，兩者的共同點即為都屬於交通或運輸工具類，兩者都未經農機工作同仁研發或改良過程而問世的產品，算是異類農機吧。只是農地搬運車比較接近農村，服務農業，故得農業界人士的青睬，農政單位也給予農機待遇，其推廣不但可獲得農機專案低利貸款，甚至早期推廣時還給予補助，終於蓬勃發展成為農村（包括山坡地）運輸主流工具了。

典型的農地搬運車

早年台灣農村的主要搬運工具為牛車，開始推廣耕耘機後利用該機帶拖車成為主要農村搬運與交通工具。這種發展模式，在早年的日本，後來的南韓以及現在的大陸和東南亞各國都出現相同的現象。

在國內首先開發成功農地搬運車者為伍氏父子。據說他們本來在新竹擁有一片山坡地水果園，為解決水果或肥料在山坡地搬運問題，利用耕耘機帶拖車則全身太長，顯然不適宜。父子倆動一下大腦，將動力和拖車兩者合為一，縮短了機身，居然自創了可實用的搬運車。所以，起初有人稱它為山坡地搬運車，或伍氏搬運車。

伍氏研發成功搬運車，不僅解決了本身果園搬運問題，乾脆利用農場廠房製造搬運車出售。結果好評湧現，尤其頗受山坡地果農歡迎，生意興隆，農業人蛻變為工業家了。三久公司林董事長為解救本身的稻榖雨中損失而研發乾燥機成功，伍氏為解決山地搬運問題而開發搬運車，伍、林兩家由「農」轉為「工」情形有異曲同工之妙。

六十七年後，農地搬運車製造廠一如其他農機機種一般，如雨後春筍般冒出，產量大增，不但使用於山坡地，也大受一般平地農的歡迎。當時製造廠牌有﹕伍氏（端翔）、金合成、中原、富全、大地（大地菱農機）等。當政府推動「設置農業機械化基金，促進農業全面機械化計畫」時也被列入加速推廣之列，原訂目標以每年推廣千台者，竟達七千台之多，可見一斑。

進入七十年代，又有不少新廠牌加入，即﹕佳農、大信（信先農機）、必翔、裕農、山力（山能工業）、新農（新酉企業）等；為因應激烈競爭市場，亦有改變其構造設計者，如四輪傳動（4-WHEELDRIVE、附加油壓傾斜裝置（DUMPCART）等。

進入八十年代，有更多新廠牌加入競爭，主要者有﹕山玉、順農、久山保、小金鋼（富鑫工業）、永三源、力虎（步行履帶式）、賜合（高唯企業）、農豐（昶維工業，步行履帶式）、佐籐（台灣佐籐實業，步行履帶式）、新農（達農企業）、小牛（元凱）、兩和等。當然也有不少地區性小工廠參與競銷，如南投國姓鄉的和平機械廠、台南的專友農機公司等加入熱鬧非凡。本階段搬運車的特點為小型步行履帶式搬運車的出現。由此，農地搬運車（幾乎無進口貨）在國產農機中成為歷久不衰的機種，也是始料未及的異數。

8. Cultivating Machines

2008-04-20T15:00:00.003+08:00

8. 管理作業機械化的種種

作物栽培主要管理作業為中耕除草與防治病蟲害兩大項，前者以使用中耕管理機亦簡稱中耕機，後者則為噴霧機械，都是主要農機。

前文所述的耕耘機曾由三馬力半逐漸增大到二十多馬力，甚至後來被大型曳引機取代。在中國大陸稱曳引機為拖拉機，而耕耘機則稱為手扶式拖拉機（亦稱動力耕耘機），兩者都屬拖拉機類，被視作同類兄弟農機了；至於小型耕耘機的功能則化身為中耕管理機，在管理作業中另闢一片天。曳引機與耕耘機兩者間很容易區隔，前者為四輪（亦有三輪或履帶式）可乘坐者，英名為TRACTOR即曳引者或拖拉者的意思。後者為兩輪稱之為POWERTILLER即動力耕耘者的意思了。至於中耕管理機也是具備兩輪就與小型耕耘機較難區分了。不過，一般中耕管理機都搭配七馬力以下的汽油引擎，且為方便管理作業計，其操縱把手可上下左右調整，甚至可前後回轉的方式，與耕耘機的固定把手截然不同。前面多次提到過台灣稻作機械幾乎跟進日本農機模式發展，而中耕管理機也亦步亦趨參照日本產品加以改良者。

拖掛式播種機

台灣早在六十二年就有彰化田尾鄉某農機行最先拼湊中耕管理機販售。不過，當時因其品質不良，推廣數量甚少。一直到六十九年始有較具規模的農機廠，即中原農機公司推出六馬力級的機型問世。隨後由七十一年起陸續有金合成牌、大順（建凱企業）、力虎（力達工業）、伍氏（端翔企業）、農豐（文豐工業）、台林、康郎（慷榔機械）、建農等如雨後春筍般冒出；至七十五年其年產量已達四千多台，反觀進口日本貨則由最高峰年銷量1,600多台驟降至兩三百台之譜。

國產品劇烈競爭結果，部分廠牌被淘汰出局，反面亦有新加入陣營者，如佳農、小牛（元凱機械）、展農、台農（新台灣農機）、順光、大地（大地菱農機）、春風（上志農機）等。另外，亦有不少地區性小工廠的出品。隨著稻田轉作旱田作物的推動，中耕管理機的需求量大增，近年來儘管農村不景氣，該機年產量曾高達八千多台（部分外銷），幾乎與耕耘機鼎盛期的推廣數量相近了。

小型中耕管理機

中耕機英文稱為CULTIVATOR字義上為鬆土機的意思。七十年代初期，在日本農機市場上出現一種深層鬆土機，係利用空氣壓縮機將空氣打入土層內，使土層鬆軟的功能，可利用於茶園或果園的鬆土管理。台灣在中央加速農建計畫下，引進並委由中興大學農機系彭錦樵教授加以仿造與改良，將空氣打入土中同時將液態肥料或農藥灌入土層內，作施肥或消毒土壤腺蟲之用。該改良機型於七十四年完成商品化後交由兩和工業公司產銷，至七十五年底推廣即達兩百台左右，一時頗受好評。可惜，經農民大眾使用結果，往往使用後不徹底清洗，保養不佳等原因，故障頻傳，加上農民使用不當，太靠近果樹根部而易傷及根部等原因，終於停產，算是短命農機機種之一了。由此可見，農機研究改良不可一廂情願，須顧及實際使用者的習性，台灣農民往往不按理出牌的壞習性，都須考量在內。

9. Spraying and Testing

2008-04-20T14:00:00.002+08:00

9. 噴藥機械

9.1植保機械之使用

農作物栽培管理用農機除中耕管理機外，以植物保護機具即病蟲害防治機具為最重要了。該機具以噴藥機即噴霧機或噴粉機為大宗。噴霧（粉）機又可分為人力用和動力用兩大類。

早在四十年代初期，農復會為增產稻米，農藥專家率先輔導台中市的永安實業公司量產人力噴霧器。該公司首先產銷半自動式（邊加壓邊噴）與全自動式（一次加壓噴完）兩種噴霧器，均屬背負式。農民將此噴霧器背在背後在田間邊走邊施農藥。後來，該公司也生產定置式高壓噴霧器，利用幫浦由搖動摃桿來加壓。當年由於噴霧器產銷利潤豐厚，不久許多該公司幹部離職自立門戶參與競爭，如佳農公司的林瑞國董事長即為其中佼佼者。自然不少旁觀者認為該行業有利可圖，也插上一腳，如彰化的慶豐農機廠就是當年較具規模者。五十年代末期，台灣農村已有人力噴霧器約為二十萬台，人力噴粉器也有五萬台之譜。隨著動力噴霧機的推廣，這些早期人力噴霧器製造廠大都改行或倒閉，改由眾多地區性小工廠生產此種噴霧器，並有不少外銷東南亞各地，據粗估目前年產量有五萬台左右。

背負式噴霧機

動力噴霧機大致上可分為微粒噴霧（粉）機和高壓噴霧機兩種。四十年代末期，由日本和歐洲引進動力微粒噴霧（粉）機開始風行一時。該機備有鼓風機可兼用於噴霧和噴粉兩項作業。當年由日本進口廠牌有﹕共立、有光、野馬、久保田、宿谷、大前、美農樂、丸中、飛鳥、富士、三菱、東海、稻產、初田、丸山、日東、奇美達、中央、ASMOTOR、奧林比亞等；由西德進口廠牌則有﹕依勒斯（IRUS）、偉力士（WILLMES）、爽樂（SOLO）、實的（STIHL）等；由荷蘭進口者有﹕好利民（ALLMAN）、K.W.H、通用、一樂等廠牌；另由英國進口MOTOBLOSUPER70。同時期亦適時推出國產品，其主要廠牌則有﹕金龍（永安）、亞洲、中農（中國農機）、新台灣、達士、省力、吉村、太陽王等，只是其品質、性能較差，銷售量亦較少。

9.2農機性能測定

由於當年微粒噴霧（粉）機廠牌眾多，品質、性能參差不齊，當時農復會乃委請台大農工系陳貽倫教授（當時為農具工廠技士）研訂「噴霧器（機）檢驗標準」（草案）。五十五年初起開始依此草案進行檢定工作，三年間約有三十多廠牌送檢八十七機型之多，由此可窺視五十年代此項機種在台灣市場的盛況一斑了。檢定合格機型由台大農工系出具證明，廠商憑此申請該機型列入政府補助農民購置時之對象。這是台灣農機由公務機構認定其性能的開始，也就是其後執行多年來的「農機具性能測定」的濫觴。雖然，先此於四十年代末期已由台大農工系農機組張舉珊教授進行「耕耘機性能試驗」，五十三年改由陳貽倫教授也利用台大已有設備接續該試驗，先後共完成中農牌、台農牌、寶島牌（洽義發農機）等十多機型的試驗報告，不過都僅止於試驗而已，尚未發揮「農機具性能測定」公權力的功能。難能可貴的是，以上農機試驗或性能測定，都由台大教授們及其助理為了專業自動自發辦理，計畫項下無加班費更無任何津貼，農復會只補助些設備、材料以及雜費而已。早年農機人的傻勁和敬業精神，以現代人的眼光似乎很難理解的吧！

說到「農機具性能測定」工作，為台灣推行農業機械化過程中的重要措施之一，其目的為在同一標準下測驗各相同類型不同廠牌農機的性能，作為消費者購置時的選擇參考，並藉此提升各廠牌農機性能，以保護農民權益。除曳引機以外的主要農機，每一廠牌機型都須經過公家機構測定通過始能享有低利貸款或補助的資格。因此，申請測定機型廠商絡繹不絕，測定工作負荷甚重。
如上述，農機性能測定工作首先由台大農工系農機組主辦，後來由於工作繁重，該組人力不勝負荷，當時乃由經濟部加速農業機械化推行小組商請台灣省農業試驗所農機系鄔清標主任等承接辦理。鄔主任處理事物認真，不論大小粗細凡事躬親，當時適值稻榖乾燥機等新型農機相繼問世，鄔主任等工作同仁疲於奔命，不久鄔主任積勞成疾，因肺癌不幸英年早世，這是國內農機界的一大損失和無限遺憾。

禍不單行，鄔主任走後不到一年，他的得力助手黃光華技士亦因肺癌追隨鄔主任而去，令人不勝欷歔。因此，該系人心惶惶不可終日。那時正好台大農機人才逐漸充實，乃又回頭委請台大農工系農機組（後來獨立成農機系）教授們辦理此項測定工作。由於此項工作繁重，該系乃商定由相關教授輪流主持，自六十六年開始至七十五年六月間，先後有李廣武、王康男、張漢聖、陳貽倫、蕭介宗、吳中興及張森富等七位負責，共測定了新機型達181型之多。另外，廣義的農機尚包括漁機和省能源漁船，其性能測定工作則多年來委由成功大學漁機研究中心免收廠商費用予以辦理。

從事農機性能測定工作者均屬兼差的義務職，都以專業敬業精神持服務心態，不求額外報酬，而工作認真，任勞忍怨，令人佩服。不過，九年多下來，台大教授們亦因教學、研究而忙碌，漸漸對測定工作心煩不耐，自七十五年七月起再次將此項業務轉交農業試驗所農工系承辦至今。當時，行政院農業委員會為建立農機性能測定業務之法制化，特頒訂「農機性能測定要點」及各相關機具之性能測定方法暨暫訂標準計三十二項。由該要點規定該項業務交由該所承辦為一項行政命令，而終於跳脫過去的商請委辦之路了。有關測定工作所需費用，國產農機部分由政府補助，進口農機則由進口商負擔。由於當年農試所主管單位為農林廳，因此該廳農機同仁如歷任農產科科長及農機股林明仁股長（現為科長）等均參與輔導，並將歷年來所有測定結果報告編印成冊，可供各界索閱參考。

農機性能測定業務由台大與農試所輪替，而動力噴霧機的發展也有輪番上陣的意味。首先人力噴霧器與噴粉器為病蟲害防治機具的主流，後來出現高壓動力噴霧機；至五、六十年代動力微粒噴霧（粉）機風騷一時，當時農村到處可聽到「嗚嗚」聲，即為該機的惱人鼓風機所造成的噪音。到六、七十年代以後，又重歸高壓動力噴霧機的天下。不過，此種機型除了原來的定置式以外，以小型背負式的機型大受歡迎，農民噴灑農藥時只能聽到輕快的小汽油引擎排氣聲，頗有配合環保的品味了。更可喜的是，此機型幾乎為清一色的國產品，不像微粒噴霧（粉）機幾乎為進口貨的天下。只是，該國產品並不包括其動力即小型汽油引擎，雖然國內有幾家嘗試生產，可惜其性能尚未被肯定，是為美中不足。儘管如此，此機型除在國內普遍被農民使用外，每年外銷東南亞各國數以萬計，成為我國農機外銷的尖兵機種。該機的國內主要農機廠有﹕ 台灣共昱、大農、陸雄、元良、物理、永銡、鑫三進、安心、大貫、金田、金紀、隆源、川田等。上述兩種機型自七十五年起，出現大型化的自走式噴霧車，該機將藥液以高壓幫浦加壓，由複數噴嘴噴出，再以軸流式鼓風機予以強風霧化並送至遠方的機械，所謂高速噴霧機（SPEEDSPRAYER），大都應用於果園施藥；另外亦有不附鼓風機而被利用於水旱田作物的桿式噴霧車。這些國產品主要由端翔、佳農、鉅業、永三源、和平等廠推出。

果樹用噴霧機

此外為節省人工，專用於果園病蟲害防治的管路施藥設備也相當普遍化，且均由國內廠商如嘉義的鋐達、雲林的山凱以及地區性的小廠如亞洲、宏樺等製造裝設者。總之，國內農作物病蟲害防治機具早已多元化發展，對農作物增產貢獻很大；反而因為農民施藥太方便，容易造成過量用藥或農藥殘留的問題，影響消費大眾的健康，這些都是尚待有關單位繼續重視的課題。

10. Upland Crops Harvesting

2008-04-20T13:00:00.004+08:00

10.旱田作物收穫機械化面面觀

10.1甘藷挖掘機械

所有旱田作物中，整地作業幾乎已全盤機械化，即耕耘機及曳引機已取代了耕牛。此外，播種、管理作業用機械亦差不多齊備。各種旱田作物栽培所用收穫機械則為較不易解決的機種。以下漫談各種主要收穫機的研發歷程。

甘藷收穫機主要由嘉義農業試驗分所林金鐓技士研發。早年甘藷為飼料主要作物，四、五十年代栽培面積仍達十多萬公頃，後來由於進口飼料大增，其面積逐年減少，至八十年代已降到一萬公頃左右，且許多栽植改成國人食用甘藷了。由於甘藷為地下塊根，故所謂收穫機實際上是挖掘機，早年以耕耘機帶動，後來曳引機普及化後改搭載於曳引機。

甘藷挖掘機

甘藷一貫收穫機作業情形

林技士研發完成此機後委託千漢設計公司吳漢筠代為商品化，挖掘機前部為切蔓刀，可將甘藷籐蔓切碎，便於挖掘作業。構造上這是一部成熟的機械，工作效率很高。七十四年，嘉義的兩和工業公司為拓展新產品乃承接此機正式生產，吳漢筠父子也投資加入該生產計畫，可惜未能大量推廣給農民，理由是一般農民種植甘藷面積不大，且塊根在田土中容易保存，故農民每次採收量少，不需利用此種高效率機械，這種機器便成大才小用。故除非需大面積採收的業者，如甘藷量販才會想到利用挖掘機。只是量販業者人數不很多，銷售量因而十分有限，據說兩和奮鬥了六年多才推廣了八十多台，曲高和寡；吳家本身也因而虧損了百餘萬元，懊惱不已。為增加此機種的用途，林技士就把它改裝兼為馬鈴薯的收穫；只是這一塊面積雖大，許多當地的鐵工廠早就捷足先登，自行產銷此種挖掘機了。

10.2花生聯合收穫機

花生為彰、雲、嘉三縣沿海鄉鎮的主要傳統作物之一，國內栽培面積曾高達十萬多公頃，後因農村勞力缺乏，栽培面積銳減至三萬多公頃，迄至花生聯合收穫機研發成功推廣而舒解了勞力後才又稍回升至四萬公頃左右。後來又因花生走私進口多，且又廉價物美，致使栽培面積又滑落，至八十八年僅剩兩萬六千公頃之譜。

早年花生為台灣重要農作物之一，惟其收穫作業最費工，因此如何降低收穫工時為農機人的一大挑戰。民國四十年左右，台大農工系楊景文助教從事研發花生脫莢機，為台灣研究花生收穫機械化的先驅。他把水稻脫榖機的脫榖倒V齒筒改裝成鋼絲迴轉筒，手握住花生株將花生莢打下來的設計。為了使打下花生莢少帶子房柄，楊助教費了不少苦心。只是完成後經花生農試用，功能上尚可滿足，但工作效率不比人工手拔後立即脫莢快多少，因手拔後搬送至脫莢機的時間就足夠人手脫莢了。當然使用脫莢機較省力些，但早年農村勞力充沛的年代，年輕力壯的農民倒不在乎省力，而在乎脫莢機的價格了。簡言之，此機未能推廣無疾而終。

花生聯合收穫機

五十年代末期，鑒於農村勞力逐漸缺乏與老化，農復會自美國購進兩套LILISTON牌花生挖掘機和脫莢機，移交給台南區農改場試用。該機型體積龐大，且均需由曳引機拖帶，故整個機體太長，不適於小田坵使用。另一缺點為脫莢需俟挖掘機挖起花生陰乾兩三天後始能脫莢，農民不放心把挖出花生放置田間，故此機僅止於試用而無法推廣。

為解決上述問題，中興大學農教系農機組黃陽仁教授參考LILISTON花生收穫機，利用農復會的經費試圖研發一種花生聯合收穫機，可以將挖掘、脫莢與粗選別一次完成。這是當今世界上尚未出現過的農機，屬高難度的機械。黃教授和助理埋頭苦幹，年年研提計畫達十多年，引起審查計畫的長官不滿。只是每次完成的裝置每次下田實地採收時，往往前進不了十多公尺就停擺，頗令人洩氣。為加速研發進度，在農復會農機研究計畫下，也委由台南區農改梁股長等加入研發陣容，結果仍無法突破瓶頸。事後究其失敗原因，在構造原理上應無多大問題，只是工程設計和製造不良，複雜的機構強度未有全盤考量，以致東修西補，始終未能完成可實用的機械。

直到七十八年，黃教授與台中霧峰的山能機械公司合作，由該公司商品化該雛型機，推出山易牌輪式花生聯合收穫機，可惜仍因其作業效率偏低，農民接受意願不高，僅推廣二十多台，至八十年即停止生產。而七十九年由農業試驗所及台南區農改場研發成功的機型分別技術移轉給台中清水的康榔機械廠，推出康郎牌農試型及南改型履帶式花生聯合收穫機，兩個單位實際上也在互別苗頭，有競爭的意味。可惜這些機型之推廣數量不多，加起來也僅僅三十多台而已，當初兩型同時移轉給一個廠商製造也是一件很奇特的事。

一直到八十一年，雲林地區有一家鐵工廠研發改良類似山易牌的輪式收穫機，並於八十二年授權給大地菱農機公司量產，因其性能較穩定，頗受花生農的歡迎，數年下來推廣了約六百台之譜。此外，又有一兩家也投入產銷類似機型一百多台，總共七百多台，就幾乎解決了台灣花生收穫時期的缺乏勞力問題。不過，據稱商品化成功後的機械在田間仍故障頻頻，修護人員疲於奔命，可見此機種的設計和製造的困難一斑了。假如，此機能提早十年問世，可能改寫台灣花生產銷歷史吧？嚴格說來，這種拖延過失在計畫訂定者，而不能怪罪黃教授本人，倒是他把多年研究成果編纂成論文，榮獲日本九州大學博士學位，算是另類的收之桑榆吧。

10.3玉米採穗機

玉米穗採收機或採穗機（CORNPICKER）主要由種苗繁殖場研發三輪式採收機成功，這種機型主要針對稻田轉作時所需之採種苗作業，因為玉米採種時必須經過採穗的過程。後來台南區農改場亦研發履帶式採穗機，農業試驗所則從事曳引機附載前置式採穗機的研究，一時大家分庭抗禮，又是互別苗頭的意味。此外，台中農改場亦研發耕耘機附加側置簡易型採收裝置。本項農機研發單位甚多，表示當年（七十年代初期）為因應稻田轉作需求的急迫性。

玉米又名玉蜀黍，早年在台灣並非主要作物，其栽培面積僅一兩萬公頃。鑒於台灣稻米過剩，政府不得已於七十三年施行稻田轉作政策，鼓勵農民種植玉米等雜糧作物，採取保證價格收購等措施，其栽培面積至七十年代末期驟增到八萬多公頃；不過由於進口飼料價格較低廉，相對地國產玉米成本高，農民無利可圖，寧願將農地休閒放置，故進入八十年代玉米栽培面積又趨降到四萬多公頃了。

玉米採穗機

五十年代，台灣首先由種苗繁殖場先後自國外引進JD630型及JF90型玉米聯合收穫機，以及MF61型曳引機旁載式採穗機，其中前兩者由於台灣玉米採收期，其玉米穗的含水率往往高達30%以上，故無法使用，而後者亦因機體龐大而不適宜。該場乃綜合各機型的特點於七十年獲台灣區雜糧發展基金會的補助設計了三輪式兩行玉米穗採收機，並委由台灣農工企業公司岡山農業機械廠試製了雛型機。七十二年農發會在加速農建計畫下，將該機委由工研院機械所予以商品化設計，七十三年技術移轉給金合成與大地菱兩家農機公司各製造五台，移交雜糧代耕中心辦理玉米收穫機械化示範推廣工作。

該機工作效率高，一天採摘量可抵得上約七十名工人的工作量。此機由大地菱等公司產銷達四十多台。採摘玉米穗需乾燥至含水率二十%以下，於脫粒前再去除苞葉。為此，種苗繁殖場又研發了一種去苞葉機，再加上早年台南區農改場研發的玉米脫粒機，至此，玉米收穫及後處理一貫化機械已齊備了。為此，於七十四年農林廳頒發該場研發有功人員李武一等五人得農業研究發展獎勵金五十萬元。從事該項研發計畫人員有李武一、謝建家、柯天雄、黃宗森、施名南等人。

這類採穗機後來仍然遭到淘汰的命運。收穫這項作業應該愈簡單愈好，將簡單的作業化為複雜的程序，一定無法走通。話說玉米採收，在國外都是使用聯合收穫機，由採穗剥葉脫粒清選一次完成，現在化成採穗機、脫苞葉機、脫粒機等等，變成十分複雜。最初的基調是國內的玉米穗採收時水分高，脫粒容易破損。所以經歷了百花齊鳴的研究，成果固是輝煌，但實際使用有困難，投資的成本反而特高。後來經中部一家進口廠商美昇行許茂雄先生引進法國Claas大型王米聯合收穫機，可以直接收穫較濕的玉米穗。從此，玉米收穫的工作也在研究過程中繞了一圈得到解決。

10.4大豆聯合收穫機

大豆聯合收穫機於六十年代末期即由高雄區農改場王明茂、李明堆、游景昌等農機研究人員從事研發，至七十年代末期始達推廣階段。早年大豆栽培面積約三萬公頃，主要產地為屏東、高雄地區。高雄場為解決當地大豆收穫期缺乏人工問題，乃研發此種農機。其構造原理上宛如小號普通型榖物聯合收穫機，採履帶式機體，搭載二十八馬力柴油引擎為動力源，可收割兩行。

大豆聯合收穫機

此機的研發歷程宛如玉米穗採收機的翻版，起初數年完全由農機工作同仁主導試製完成雛型機，至七十五年始委託工研院機械所進行商品化設計，於七十八年技術移轉給大地菱農機公司正式產銷。由於大豆成熟期易裂莢造成大豆籽粒落地，故如何使收穫機的分草板、扶撥輪及割刀適當配合以減少裂莢造成豆粒損失，頗費了苦心。結果該機可達到收穫總損失降到三%左右，遠低於政府性能測試規定標準的八%。

該機可收穫大豆外，亦可用於紅豆、綠豆及毛豆（採種用）等豆類收穫。據游景昌技士等報告，利用該機收穫費用可節省六十%以上，推廣一百多台，其經濟效益達政府農業發展基金獎勵標準，他們獲得一等獎的殊榮包括四十萬元的獎金，多年辛勞值得安慰。

10.5脫胎換骨的茶園與茶作機械化

茶與甘蔗同被歸類為許多特用作物之一，在台灣其重要性由栽培面積及經濟價值而言，可能僅次於甘蔗。兩者的種植面積歷年來都同樣走下坡，算是難兄難弟了。

茶樹屬多年生之常綠喬木或灌木，其壽命常有高達百餘年者，不過其經濟生長樹齡大致上為五十年左右。在台灣何時種植茶樹已不可考，大概可溯至三、四百年前由福建移民來台開始吧。四十年代茶園面積約有四萬公頃，進入五十年代降至三萬五千公頃左右，六十年代又下降，每十年約降五千公頃，到八十年代僅剩兩萬公頃之譜。

採茶機作業情形

我們每天吃飯也喝茶，不過一般人尤其農業人對於稻作較熟悉，所以我們把水稻歸類為普通作物，而與特用作物有所區隔。根據民國四十七年的調查茶園經營中最耗工、費時者為採茶作業，約佔總栽培成本的一半以上。如前述，我於五十四年到農復會服務，首先推動稻作機械化，同時也留意其他作物栽培的機械化工作。台灣農業機械化事業得天獨厚，常可參考日本的發展經驗而減少我們暗中模索所需精力。當年，日本茶農已開始使用採茶機，因此可以看到的將來，台灣茶業必將步其後塵。為方便機械採茶，首先需要克服的茶樹的栽培與管理方式，例如培養茶樹呈採摘平面，以提高機採效率。慣行法為窄行寬株方式種植，茶樹各個獨立呈半球型樹叢，即使利用採茶機，使用時宛如「理髮」般，工作效率仍無法提升。為此，乃建議茶樹更新種植，採行寬一公尺半，縮小株間為五十公分的定植法，以利機採。

（資料來源:teahome）

衰老茶園更新計畫，由五十六年度開始，首先在台北和新竹兩縣各選出兩公頃半，由桃園縣五公頃共十公頃，參加茶農十六戶，第一年度一切費用，包括﹕拔除老茶叢、翻犁工作所需油料和工資、運費等均由計畫項下負擔外，又因茶農初次對更新工資缺乏信心（因更新期間無採茶收入），乃由農復會補助每公頃1,500元。當時，農林廳茶作科林復科長也很配合，每公頃補助14,OOO株茶苗，再由當地縣政府配合補助每公頃共700公斤的肥料。由此可見，當年中央與地方政府的良性互動和合作的一斑，也顯現大家對更新衰老茶園殷切的需求了。在該計畫下，農民則須同意於翻犁後放置茶園休閒五個月，並自行播種綠肥，又於種植茶苗前茶農同意施堆肥每公頃14,000公斤等。由於各相關單位的良性互動，加上茶農的密切配合，第一年度就獲得好評，第二年度起更新面積提高一倍為二十公頃，但 1,500元補助費則取消了。

該計畫連續執行四年，更新了七十公頃，參與茶農戶達八十二戶之多，試驗兼示範地點分布於北台灣主要茶區，包括淡水、三芝、林口、龜山、龍潭、關西等六鄉鎮。更新後的茶樹成長良好，茶園不再是無數小樹叢的點滴而呈無數條狀的綠色龍，吸引鄰近茶農參觀稱羨不已。從此，茶農大眾自行仿效更新衰老茶園，使台灣茶園脫胎換骨，面貌一新了。隨著更新茶園的進展，採茶機械化也很快地普遍化，除了極少數高山茶，現在再也聽不到「一心兩葉」的神話了吧。以上衰老茶園更新工作，除了吳所長、林科長等茶業專家領導與支持以及地方政府的配合外，執行計畫的常昭鳴課長、徐英祥秘書的功不可沒，同時他們的工作伙伴多人從事於田間工作更是倍極辛苦，他們是林仰峰、王家駿、李清柳、張必富（台大農機僑生）、鍾光勝、劉盛政、葉正男、張松男、林六喬、陳盈孔、張健夫等人都流下不少汗水，也在茶作機械化的軌跡上留下了不可磨滅的腳印了。

隨著茶園的更新，各項茶園管理有利於機械化作業的環境陸續形成，自五十年代末期起，除機械採茶外，剪枝、中耕除草、施肥、病蟲害防治、灌溉、深耕等機械化作業頗有進展。如以推廣機械採茶為例，僅以三年時間在冬山、坪林、名間茶區即推廣九十%以上茶園改用機械採茶可見一斑。又近年來，隨著茶作機械化的進展，採茶後處理、製茶、選茶等機械化、自動化亦在茶業改良場的努力下進步迅速。

11.Automations in Protected Agriculture

2008-04-20T11:00:00.001+08:00

11.蔬果園機械化與設施農業自動化

蔬果園機械化中，所需的農機有整地用機械、噴霧機械、中耕機、施肥機、搬運機具等。不過，果樹、蔬菜的種類甚多，栽培地區條件亦不盡相同，故所使用各種農機機型自然亦各異。除上述共用機種外，在台灣也發展出果園專用的各種機具，如果樹修剪機、殘枝粉碎機、蔬果分級機與果實套袋機等；蔬菜栽培方面則有播種機、育苗機具與移植機等。

水稻噴霧作業

台灣果樹栽培面積達十八萬公頃，分佈於各縣市坡地和平地。因水果種類甚多，其所需栽培用機具亦不少。多年來，在國內研發果園用機械者主要有台大農機系（現已改名稱為生物產業機電工程學系）的劉昆揚教授及台東區農改場的林永順副研究員、曾得洲助理等人。該場研發成功而推廣中的農機有自走式鼓風噴霧機，已交由端翔公司產銷600多台。為此，林、曾等工作人員獲頒農業發展基金會二等獎，並得二十萬元的獎金。此外，推廣中者尚有果園中耕施肥機、乘坐式割草機、果樹修剪機、殘枝粉碎機等。以上各種機具已由該場技術移轉給佳農、大地菱等農機廠產銷中。

上述果園機械以外，採收水果後處理機械，如洗果機、蔬果分級機、果實套袋機（柑桔類為主）等則由國內民間工廠自行研發成功，不但國內果農已普遍採用，也有外銷至大陸及東南亞等地。此項水果後處理機械，早在六十年代即有彰化線西大嘉鐵工廠、嘉義佳興企業社（後改組為雙興農機公司）、嘉義民雄豐國農機廠（七十四年改組為豐洲企業公司）的張氏父子檔以及台中太平金峰企業社的葉氏四兄弟（七十五年更名為統農機械公司）等四家從事研發與產銷。前面兩家於進入八十年代即歇業或改行，惟豐洲公司第二代則另成立華興機械廠與和興農機公司兩家，故目前仍維持四家的局面。

葡萄園自動噴霧

這些業界研發推出的產品，經農政單位積極輔導並在新型農機推廣計畫補助計畫項下推廣，深獲果農歡迎。如滾筒式選果機可將洗果、浸藥、分級選果作業一次完成者，已推廣了400多台。近年來重量型蔬果分級機亦已研發成功，並積極推廣中。此外，為利於儲藏果實而研發完成的果實套袋機，即把個粒果實裝入塑膠袋內以保鮮，且儲藏期可隔離腐爛果實以防波及其他正常果實的機械，這是在國內發展最具特色的水果後處理機械了。

平心而論，許多農機人在推動農業機械化的過程中，一直漠視果園機械的發展。其可能原因為所需農機種類多而複雜，而每種機具所需數量又不大；另一方面，因許多果樹栽培在坡地甚至陡坡地，由國土保育的立場坡地宜培植森林，是否要開發成果園仍然存疑。不過，五十年代在農林廳轄下還設置山地農牧局，台灣省政府似乎採行開發山坡地的政策。後來因山坡地遭亂墾而破壞水土保持，乃於八十年左右始改組為現在的農委會水土保持局。當年由於我們對坡地農業的質疑，而不熱衷於坡地農業用農機的研發，乃由農復會森林組的專家們自行設法推動坡地作物栽培機械化工作。一度所謂坡地農業盛行一時，山坡地果園如雨後春筍般成立，確實也提供了各種寒溫帶水果、高山蔬菜等活絡了鄉村經濟。

不過，樂極生悲，隨後而來的是水土流失、農藥和化肥污染水源等禍害層出不窮。尤其後來果農在陡坡地上大量栽植淺根的檳榔樹後，已嚴重危害國土保育，再經九二一大地震的洗禮，加上大雨來襲，頻頻出現驚心動魄的土石流，國人終於嚐到大自然反撲的苦果。最近我們在電視上看到山地果農含淚大砍檳榔樹，令人頗感心酸和無奈。自然我們不應把此項苦果全然歸罪於坡地農業，更不可責怪坡地果農；事實上，早年中央為東部開發而決定開闢橫貫公路時，是否就種下了禍根呢？誠然，世間事往往有一得就召來一失，主其事者應以宏觀的視野權衡利弊，以全體國人長遠的利益和福祉為考量，不可不慎重。環顧民主化後的今日台灣，出現太多政治人物為爭取選票而提出短線政策，只重視眼前利益而動搖國本於不顧，甚至遺害子孫，政客們是否捫心自問過呢？

上述果園機械化因果樹種類多而複雜，至於蔬菜栽培則由於小菜農眾多，蔬菜種類更複雜，其機械化則更加困難了。多年來，雖然蔬菜栽培相關整地、施藥、中耕施肥以及搬運等作業已全盤機械化，惟其他收穫所需機械則仍付諸缺如。即使，在日本也不過最近研發成功果菜嫁接機、甘藍採收機等少數相關農機而已。

儘管如此，自進入八十年代起，在政府推動農業自動化政策下，設施農業開始蓬勃發展，如興建溫室栽培蔬菜苗的育苗場已達三十多家，所育成菜苗約佔本省需移植蔬菜種苗總需求量的40%以上了。這些育苗場都具備國內研發製造的播種機及相關設備，其製造廠如新竹的科洋機械公司和嘉義朴子的亦祥企業公司均為佼佼者。此種播種機採針式真空原理，針頭可吸住不同奇形怪狀的種子，故可適用於十字花科、茄科、葫蘆科、芹菜、韭菜、洋蔥等蔬菜播種外，甚至亦可用於波斯菊、萬壽菊、煙草、木瓜等種子。其缺株率僅為2%以下，性能優異，已遠超出國際水準，這點絕非誇大其辭。尤其，具備播種機週邊設備，包括排盤（育苗穴盤）、裝土、打孔、下種、覆土、積盤等各項作業可一氣呵成，且僅由一人操作，可說已達完全自動化的地步了。除自動化播種系統外，育苗所需機具，如溫室內自動化噴灌設備和搬運設施等亦逐漸完備了。

溫室設施搬運自動化設備

Chapter 3. The Farm Power

2008-04-19T23:03:00.003+08:00

第三章農業動力之演變

本文作者
台大生物產業機械工學學系
馮丁樹教授（退休）

3.1人、畜力時代

利用風力抽水

利用水力抽水灌溉

農業動力包括人力、畜力、風力、水力、電力及熱力。風力、水力之利用屬於地域性動力，使用受限制，電力則可能由風力、水力或熱力轉換而來，屬固定型作業之動力。就田間移動式動力而言，人力、畜力及熱力是農業之主要動力源。人力是一種複雜度高的力源，可操作控制，亦可直接工作，但持久性及力道均有限制，其動力僅及0.06馬力左右。

畜力伴隨農業耕作數千年，除牽引外，可以作負載及踏行的工作(圖2.1)。以牛馬而言，其動力約為2/3馬力。其拉力約為其重量之十分之一，牽引速度方面，馬每秒約一公尺；牛則按步就班，僅0.6公尺。

利用水力抽水灌溉農田

利用畜力汲水

牛畜作為農業動力實際上並不經濟。就台灣地區而言，一年中僅能耕作45-65天，卻需養飼365天，並不划算。但在沒有其他選擇的時候，牛畜對農業的永續，有其不可磨滅的貢獻，而若因其過去的貢獻而不食今日之牛肉，則是有點矯枉過正矣。

利用人畜力進行犁耕之情形

3.2耕耘機的使用

典型的農業動力為耕耘機與曳引機，前者為模仿耕牛拖帶犁具，兩輪行走，人步行於後的操作方式，動力約在6-15馬力之間(圖2.2)；後者為四輪行進，可拖帶各種農具及作業機械，人坐在上面，操作較為舒適，其動力自20至200馬力不等。

耕耘機應用於水田作業

以耕耘機整地之情形

耕耘機係於民國44年自美國引進「快樂農夫號」，其後國內有多家廠商開始自行製造。其中如中國農機、新台灣及大地菱等並引進日本的技術，一方面加大馬力，一方面將迴轉式耕耘刀搭配一起，犁田整地一次完成。其使用方式必須與作業部相搭配，以進行犁田、碎土、作畦及中耕除草之工作，其方式如下：

換裝不同車輪（如鐵輪）及加裝犁或耕耘刀可作為犁耕、碎土、整平、中耕除草、作畦、培土、刈草、除麥株、挖甘藷花生及搬運工作。
與農具結合一體時可作中耕除草、碎土及果園淺耕之作業。
利用其動力分頭可進行抽水、噴藥、切碎及脫穀等工作。

一般之耕耘機以兩輪行走，操作者步行於後。多以柴油引擎為動力。依其推進方式，可分為車輪式、鏈軌或履帶式及耕具行進式。目前耕耘機有小型化之趨勢，成為中耕管理機。主要因其輕便，可作為一般菜園或花圃中耕除草之用。

3. Tractors

2008-04-19T22:00:00.005+08:00

3.3 代耕中心的興起

促使曳引機在台灣迅速興起的另一個原因乃在於台灣之代耕制度。代耕中心由農民自行設立，當時政府也補助部份經費。這些中心之主人也是農民，自己擁有農田，可以自行耕種，有餘力才幫他人行代耕工作。後來這些農民一躍為代耕服務業，為全省各地農民做代耕的行業，賺取佣金。

這種代耕中心全省有八百餘處，每處至少購置有四十馬力以上之曳引機一台及其他作業機械。其主要服務範圍以當地區之鄉鎮為主，後來因利潤甚高，乃擴大其工作範圍。這些經營者為爭取更多的顧客及工作時效，其所購置的曳引機馬力級往上爬升。這也是造成所需馬力數愈高的原因。曳引機上有隔音舒適的駕駛艙，艙內冷氣、音響、控制面板、電視等樣樣俱全。

3.4 曳引機

曳引機(Tractor)是一獨立之原動機，不依任何軌道而行走，具有動力輸出，並且具有適合於牽引之構造與性能，復可認為一種特殊作業用汽車之型態。對一般汽車而言，必須具備速度、裝載力與牽引力等三種性能。曳引機則是取其牽引性能加以強化之動力車，亦是因循畜力機械化之方向應用於田間作業之動力機械(圖2.3)

在發展初期，台灣能夠在農業上使用大型曳引機者，僅台糖公司。台糖當時有廣大面積的甘蔗園，必須利用這種大型曳引機進行整地的工作。由於台糖所屬土地廣大，且以礫土為多，故其引進之曳引機均以搭配碟犁為主，碟犁之外觀很像炒菜鍋，可一面前進，一面翻土，故有人以火犁稱呼之；大陸則稱為拖拉機，因為主要作牽引的作業。一般曳引機有四輪，也有採用履帶式者，其上有駕駛座位。由於人體工學之考慮，駕駛這種曳引機，對農事作業品質之提升具有正面的作用與心理上之影響。耕耘機在興起之短短的十數年之間，仍被曳引機之來勢所壓制，實在是一件不可思議的事情。

圖3.3 曳引機可以做各種不同的田間工作

台灣地小人稠，每戶農民平均約一公頃的土地。若大量使用曳引機，其操作之迴旋空間不大，據估計：台灣所需的曳引機最大馬力應以四十匹級最為適合。但實際上之演變並不如此，因為後來八十馬力變成主力。

曳引機本是農業動力之源，可以提供行走、驅動、拖行等動作所需之動力，因此可以鏈接任何需要在田間作業之農事機械，諸如犁、耙、抽水機、噴藥機、播種機、施肥機、割草機、切碎機、收穫機、牧草打包機等等。在台灣使用曳引機最主要目的在於取代耕耘機的功能。因此，大部份曳引機均配裝有迴轉犁，成為標準配件。這種迴轉犁以300rpm以上的轉速，將土壤細切成小塊，故只要走過一趟，犁耕、碎土及耙平等作業幾乎一氣呵成﹗但這種迴轉刀碎土的方式，耗費相當大的動力，深度愈深，所需動力愈多。這也是造成台灣地區需要大馬力曳引機之主要原因。

3.5 曳引機之發展史

圖3.4 傳統的曳引機以蒸汽引擎為動力

早年的曳引機係以蒸汽機為動力(圖2.4)，當時還必須用牛馬拖帶至田間，旁邊尚須十幾個人力來發動，一旦發動後，又必須繼續作業，因為停下來的過程也相當複雜。1900年美國加州使用的一台這種蒸汽曳引機重達41噸，木製車輪直徑9英尺，寬度15英尺，相當笨重。內燃機問世後，才開始配置於曳引機上作為動力。1908-1912年間，在加拿大溫尼柏地方每年還舉辦蒸汽曳引機與內燃機曳引機的作業比賽，看那一型耕作得輕鬆愉快。結果兩者雖不是很滿意，但還是後者逐漸佔優勢。蒸汽車頭僅能在鐵軌上作為火車頭，也沿用相當久的時間。

1919年美國內州通過曳引機試驗法，其中規定所有在該州販售的曳引機必先通過測定檢驗，形成一個性能測試的準則。這種測試過程後來變成一個公認的性能測試報告。全世界的曳引機製造商依慣例均會先將產品送到內州進行檢驗，然後再上市銷售。1925年動力分導裝置(PTO)開始廣泛使用，數年後ASAE並以540rpm設定為標準轉速，所有迴轉的作業機具必須依此轉速設計其規格與作業性能。近年來，由於高速作業機具需求日殷，又另訂一個以1000rpm為標準之PTO軸，或為動力第二軸，以傳遞高速之迴轉動力。

圖3.5　曳引機之後輪及輪耳(14.9 X 24 )

由於曳引機拖拉農具時需要甚大的牽引力，故其機體要重，才能安步當車，否則容易在地上打滑。為此，在製造時，其車輪通常必須加大、加寬，才能在地面上產生足夠的抓地力。在蒸汽機時代，車輪均以鐵輪為主，為增加抓地力，鐵輪面上裝設有凸緣或刺釘，就像賽跑時穿釘鞋一樣，才能跑得快。1930年代，橡膠輪胎問世，曳引機開始採用橡膠輪胎，體質因而輕巧，行動亦較為便捷。為使輪胎有鞋釘的效果，輪胎外圍製有凸出的花紋，俗稱為輪耳(圖2.5)。

利用履帶，實際上也是增加抓地力的方法，它的原理是在地面上先行鋪一條堅固的履帶軌道，給輪子走，輪子走過後，履帶又收回來重復使用。故即使極不好的路面，輪子也能履險如夷。履帶式曳引機的問世，實際與軍事有關聯，均是用來在不特定地面行走的機械，而上面裝上大砲，即為戰車；上面裝上收穫裝置，即為收穫機。歐洲很多製造農業機械的公司，都與製造軍火有關，其原因也在此。因為重型農機與大砲，結構上都要很堅固，所用的原理幾乎一樣。

3.6曳引機的分類

曳引機可依使用的產業、使用目的、結構、形態等加以分類。若依用途則有農業用、林業用、工業用及軍事用等四種。工業用曳引機多作為道路搬運、工場內搬運用、建築工程用及機場運輸等。在這些不同的應用中仍然以農用曳引機為最多。

若依原動機之型式分類，則有蒸汽曳引機、內燃引擎曳引機及電氣曳引機等。蒸汽曳引機屬早期機型，其發展過程已如前述；電氣曳引機則是裝配配電動機為動力，其電源為電池或另行架線，使用上不甚方便。目前使用者仍以內燃引擎曳引機為最多。依其燃料除電力外復可分為汽油、瓦斯、柴油及重油等型式。

在構造上，則可依其行走裝置而分為輪式(圖2.6)、履帶式(圖2.7)及半履帶式(圖2.8)曳引機等。而輪式則又可依輪數之多寡分為單輪、二輪、三輪及四輪、八輪等型式。單輪與二輪者多為步行式，或稱為中耕管理機或耕耘機，操作人員必須隨機器在甚後面步行操縱。三輪以上則以乘坐型為主。

圖3.6 四輪曳引機

圖3.7　履帶式曳引機

圖2.8 半履帶式曳引機

就輪式與履帶式曳引機之優劣點比較，輪式者具有下列優點：

1. 運轉及保養較為容易。
2. 價格較低，具普遍性。
3. 重量較輕，可以高速駕駛。
4. 輪距可以變更，可以適應不同行距之農事作業。

履帶式曳引機之優點則有：

1. 打滑少，牽引力大。
2. 接地面積寬大，容易通過高低不平或鬆軌之地面。
3. 重心低，適合於坡地作業。
4. 轉向半徑小，操作容易。

農業用曳引機之種類因使用場合及對象作物之不同大體分為標準型、通用型、園圃型及果園型等四種。標準型以犁耕作業為主，以履帶型或四輪型為多，其馬力亦甚大，需40HP以上。通用型則除一般犁耕作業外，亦廣用於中耕除草、收穫等工作。其行駛速度之範圍較大，且必須配合作物之高度，故地面距較高(45- 55cm)，且需具有輪距調節之構造(圖2.9)。此類曳引機操作甚為靈活，座位之視野也相當廣，可以看到作業情形。

由於農用曳引機之種類大小甚為分散，有時以噸數或馬力進行分級。大體而言，小型者為10-20馬力，重約1噸；中型者20-50馬力，重約2-4噸；大型者50馬力以上，重約5噸以上。

圖3.9 通用型曳引機作業情形

特殊用途之曳引機則如前述之耕耘機，馬力約在10hp，但亦有達15hp者，在國內耕耘機均應用於田間犁耕，以兩輪為主。國外則以應用於割草為多，亦有乘坐型者，但均為四輪。另有果園型曳引機則是果園專用，其外殼常用流線型護蓋，且座位亦較低，以避免傷及果實或樹枝傷及駕駛者(圖2.10)。

除以上所述之曳引機外，其他特殊曳引機則有四輪傳動曳引機(圖2.11)及農具曳引機等。在高莖作物上噴藥或探收曳引機之離地間隙需特別高，如圖2.12；或有沿傾斜地之等高線行駛時可以適應坡形而使車身保持水平之專用曳引機。

圖3.10 果園型曳引機

圖3.11　重型八輪曳引機以整地作業為主

圖3.12 高地隙曳引機可在作物中作業（farmphoto.com）

3.7 曳引機的效率

未來的曳引機當然不能冀望它變成像跑車那麼快，但是須有穩重、舒適、操作方便的特性。未來的曳引機的功能將著重在控制與作業資訊的傳遞。一般耗油量、打滑率、行進速度的資訊已廣泛應用在行化的曳引機上，而播種效率、收穫狀況監視、噴藥量控制等等之應用亦是近幾年來的研究開發的目標。

無段變速的功能亦開始被採用，如此可以節省操作者不少不必要的動作。未來通訊功能亦將會很快應用到曳引機上，利用衛星定位(GPS)，只要將田區情況預先作安排，曳引機必可自動地沿設定的路徑前進，並可以決定到何時停止。對作物之成長過程而言，亦可由資料庫取出其成長資訊，並作適當處理。

3.8曳引機之作業

依工作之性質、狀況及目的等可有下列利用方式：

1. 牽引作業利用曳引機之牽引裝置從事拖曳的工作，其中以犁耕為主。項目包括西洋犁、日本犁、耙、碎土器、耙土機、中耕器、施肥播種機及水田中耕除草器等。
2. 推進作業如平土板、除雪板、中耕器安裝於曳引機體之前端或下腹部，從事向前推進之作業。
3. 行走驅動作業如迴轉鋤、耕耘刀、入土用轉動鋤、培土器等可安裝於機體之後方，利用曳引機動力傳導裝置予以驅動，且曳引機同時行進者。另如收割裝置、噴霧器、鼓風機、散粒機、堆肥撒佈機等安裝或搭載於機體之前端或上方，當曳引機前進之同時配合驅動運轉者。
4. 車軸驅動作業將曳引機兩車輪卸下，然後在該車軸上換裝各種型式之迴轉鋤而作碎土機之用；或在該車軸上換裝輥子以從事踏麥工作者。
5. 定置作業將曳引機停止一處不動，而僅利用引擎上之皮帶輪，以驅動脫榖機、迵榖機、抽水機、動力鋸以及切碎機等之定置作業。

3.9 作業機具之連接

曳引機拖拉農具時，基本上有兩種方式，即：拖行式與承載式。後者視農具之大小分為全承載與半承載。在整地作業的過程中，有時農具之深度控制也甚為重要，以確保耕探能維持一定範圍；而作業過程中，農具所遭遇之阻力也非均勻，必須視情況調整，以免傷及整個系統。此外，部份農機具如收穫機等尚需要額外之迴轉動力，此時必須由曳引機之動力導出裝置（PTO）供應，曳引機與農具間之連接問題就變為更複雜。

為符合上述之需求，一般之曳引機均具備有兩種連接法：

(1)拖桿(Drawbar)

拖桿位於曳引機之後端，通常由一橫向固定桿(圖4.13下方之圓弧部份，上有孔洞)及搖擺桿(圖4.13正下方與橫向桿相交)組合而成。搖桿若固定於橫桿上，則屬簡單型農具之連接；若無固定則搖擺桿將車軸下方為擺動中心，較適合於大型機具之轉彎。

(2)三點連接(Three-point hitch)

承載型農具則不能使用拖桿，必須使用三點連接法與曳引機相連接。其主要構件是：下桿左右各一支，分別由油壓提升臂支撐，上桿（桅桿）由座後之支撐軸伸出，與下桿端點構成三點與農具上之三點連接(圖2.13）。這個組合有四重功能：即連接農具、控制作業深度、控制農具之升降及農具之重量轉移。後者是在承載過程中，曳引機會負擔農具一部份或全部之重量，如此可以增加曳引機之牽引效率。

圖3.13 曳引機之拉桿與三點連桿組合

三點連接的兩支下連桿通常都以穩定鏈或防擺塊來限制其擺動，以免拉桿碰撞輪胎。配合曳引機馬力大小，此連接組合亦分為四級，各級在桅桿間隙、三桿孔直徑、下桿間距等具有不同尺寸：

第一類（Category I）：屬於最小級，適用於拖桿馬力20-45hp。
第二類（Category II）：適合於大型及較重的農具而設計，最大拉桿馬力為40-100hp。具有快速接頭，可與第一類的農具相連結。
第三類（Category III）：適合更大型的曳引機需用比第二類更堅固的連接機件。最大拉桿馬力為80-225hp。
第三類（Category IV）：適合超大型的曳引機，最大拉桿馬力為180-400hp。

3.10 牽引力

曳引機之主要任務在於拖曳作業機械，故牽引力為其重要之性能之一。牽引力之發生係由引擎出力軸之扭矩轉換為車輪與地面接觸時對土壤摩擦阻力以及輪胎花紋對土壤之剪力所發生。其大小受曳引機之重量、型式、引擎出力、行走裝置之構造與土壤狀況等影響。

設牽引力為F[kg]，其值可用公式計算：

式中，η為動力傳動之機械效率[%]；γv為總減速比；T為引擎扭力[kgm]；R為驅動輪半徑[m]。

一般動力傳動之機械效率η約70%，最高值可達95%。由於上式僅計至車輪部份之牽引力，而車輪與土壤間有接觸損失及滾動阻力，故實際之牽引力值P仍比上述F值為小。其比值P/Fx100約60-70% ，或稱為機械利益。

土壤之水分亦會影響上述值。一般土壤水分15-16%時可以得到最大的牽引力。

3.11牽引係數

牽引係數為實際牽引力P與驅動輪軸之荷重W之百分比。即：

ηcoeff = F/W x 100%

橡膠車輪之牽引係數如表2.1所示。

表2.1 輪式曳引機之牽引係數 (輪胎氣壓0.48kg/cm²)

地面狀況	牽引係數[%]	打滑率[%]
水泥地面	66	5
乾燥黏土	55	16
砂壤土	50	16
乾燥細砂	36	16
石礫路面	36	5
牧草地	36	8

當曳引機負載增加時，車輪之打滑率也會增加，車輪因而發生空轉現象。打滑率(Slippage)為理論速度與實際速度之差，可用下式表示：

s = [Vo-V]/Vo x 100% =[1-V/Vo] x 100%

式中，Vo為車輪之圓周速度，V為車輪之前進速度。輪式曳引機之打滑率如表3.1所示。打滑率亦可用來定義曳引機之前進運動效率，或稱為打滑效率ηs，其值為：

ηs = 1- s/100 = V/Vo

3.12 牽引效率

當曳引機拖拉一農具時，經過拉桿所傳遞之出力即為拉力，F，若行進速度為V[m/s]，則其拉桿馬力(Pd)為：

Pd = FV/75 [ps]

設引擎之軸馬力為PS，則牽引效率ηt即為Pd/PS之百分比，或：

ηt = Pd/PS x 100%

就車輪與地接觸的部份，由於車輪前進時具有滾動阻力，則上述之實際拉桿力F與行走機構所產生之推進力H之百分比稱為滾動阻力效率，ηR，或：

ηR = F/H x100% =F/[F+R] x 100%

其中R為水平之滾動阻力。

若曳引機動力傳遞系統之機械效率為ηm，則曳引機之總牽引效率ηF應為：

ηF = ηR x ηs x ηm

圖2.14 說明由引擎輸出的馬力消耗在各項損失及轉換為有效扡桿馬力間之分佈情形。在不同的操作環境下，曳引機之總牽引效亦有很大的差異。例如：一40kW之曳引機若在良好的路面作業，其拉力為23.6 kN。打滑率為8%時則可提供33.2 kW拖桿馬力，其總效率可達83%；反之，若在剛犁耕過之田地操作時，其打滑率變為15%，其拉力變為19.5 kN，拖桿馬力僅為25.2kW，總效率降至63%。

圖3.14 曳引機作業體系之各項馬力損失

3.13 有關曳引機作業影音檔

曳引機各種作業示範

Chapter 4. Transportation

2008-04-18T23:35:00.005+08:00

第四章搬運作業機具

作者：台大生物產業機電學系　馮丁樹教授（退休）

4.1一般搬運機械

搬運是生產過程中最基本的作業。無論在農事作業或產業方面，資材之搬運是必要的工作，有時配合在生產過程，有時則配合在銷售的活動中。而農業方面，由於農業機械化之發展，搬運機械需求也日益增加，有些機械化的過程則完全由搬運機具串接而成，構成一個自動化之流程與體系。

圖4.1 搬運是必要的作業

搬運作業依作業性質及作業區可分為簡易搬運機具、車輛運載機具及坡地果園軌道設施之搬運設備等。簡易搬運機具如人力（圖4.2）、推車(圖4.3)、單輪及多輪動力搬運車等，可以在特定區域或園圃內進行搬運的工作。車輛運載機具則可作較遠距離之資材搬運，有些是適合山坡地環境之搬運車，有些則屬大型卡車。另外在山坡地坡度較為陡峭的地區，水果之輸送及搬運則採用固定軌道系統，或在水稻育苗中心以固定的空中輸送機作場內各項秧盤之搬運等，均屬定置型之搬運機具。

圖4.2 人力搬運是最古老的方式，但也可以利用簡單的工具

圖4.3無動力人手推車

茲就各種可能應用之搬運機具分別說明如下：

4.2 貨車

引擎排氣量50cc、裝載量3.5kN之輕型貨車較富機動性，價格亦較低廉，維護費亦低，故常作為近距離搬運用。這種機型可在園圃場內行駛，其速度可在 1m/s以下低速行駛，因此可以跟隨收穫機作業。且由於此種車輛具PTO，可以作為散佈作業之動力源。其在軟地及傾斜地行駛時，仍具有相當優良的性能。

台灣地區尚有一種特有之拼裝車，其車體由當地之鐵工打造，引擎則得自報廢車輛，故每種車型各自不同，但功能有時比一般等級之卡車還多，其油壓下卸功能皆俱，可以作為裝運水稻或砂石之用，如圖4.4。

圖4.4 可以自動下卸之拼裝貨車作業之情形

4.3 拖車

大部份之拖車可以利用曳引機為牽引，具有四輪之拖車均具有10-20之傾卸功能(圖4.5)，有些機型則可有三方傾到的機構，使用時相當方便。有些機型可專門運送具有容器之農產品。容器因此可以堆疊，不會壓壞作物。

國內之鄉村道路較為狹窄，故不適合拖車行駛，需要較為熟練的駕駛。

圖4.5 利用曳引機牽引之拖車，具有油壓傾倒之功能

圖4.6 具有堆積及下卸功能之牧草拖車

4.4 牧草搬運車

一般牧草均需經細段處理，此種牧草專用車則備有輸送帶，可以直接卸料。另專為檢拾設計之搬運車亦可進行堆積搬運，以節省空間。堆積的牧草有壓縮成方塊，以整塊為單位進行堆積、搬運及下卸的作業(圖4.6)。

4.5 動力搬運車

具有一至四輪之動力搬運車適合於果園中作業；另六、八輪則適用於不整地、傾斜地及水田等。其裝載量為1-1.5kN，八輪車則可達10 kN。多輪式雖適合於不平地面，但因採用離合器，其操作方向較為困難；最近亦有改用油壓者。小型動力搬運車可以在溫室內作物料管理，也可開發成搬運機器人，使操控能完全自動化(圖4.7)。

圖4.7 利用動力搬運車搬運穀物相當方便，是為農村之主力

圖4.8 各種小型動力搬運車之應用

一般搭配2.5-3馬力之汽油引擎之行走式動力搬運車在小田區作業甚為方便(圖4.8)，有些傾卸斗可以控制桿檳制，在裝卸上快速又便利。具有前進二段及空檔可供後退以減輕人力推 / 拉之負擔，其載重－平地150公斤，坡地100公斤。

以摩托車為動力之搬運車也見開發。屬四輪其型式其馬力在5-6hp間，可彈性塵用之應用在搬運作業(圖4.9），加裝傾斗，其載重可達300公斤(圖4.10）。其重心低，底盤高可以適用各種地形，在山坡地之載重約200公斤。

圖4.9 摩托車型搬運車之外貌（元凱牌）

圖4.10摩托車型搬運車加傾斗之情形（元凱牌)

履帶行走之小型動力搬運車則具有較強之地面適應能力(圖4.11)，適合於花園、蔬菜園、果園、瓜園、菸園、豆園等各項搬運作業，可作雜糧作物之採收、運輸、施肥、噴藥等工作。其履帶輪具有獨立調整鬆緊度之裝置，依履帶行走寬度分為40、45及51公分等三種機型規格，適合任何地形使用。其上之車斗可前、左、右自由調整。此外，並預留噴霧機座及皮帶輪，可按裝噴霧機，進行田間噴藥作業。由於具備內建式剎車，停車即剎車，適合於上下坡或工廠輕量運載。

圖4.11 履帶式動力搬運車

4.5 Slope Transportation

2008-04-18T22:36:00.002+08:00

4.5坡地搬運設施

山坡地果園均屬陡坡作業，其坡度約在30度，搬運作業除利用特殊機具外，亦有利用單軌設施者。這種單軌車沿地表面空中架設，使搬運車跨軌或懸掛行駛。由於其坡度有時甚陡，為安全起見僅能運載農產品，不能載人。其採用之動力有空冷二衝程汽油引擎(出力2.2 kW)，動力經由變速並傳遞至驅動小齒輪，與單軌下側之齒條相嚙合，驅動車體前進，其構造如圖4.12，在盆花作業之應用則如圖4.13所示。

車體之後方則屬載台，可以裝卸資材或農產品。此台有剎車裝置，可以控制下坡之速度，亦可使整個機台保持靜止，以供作業。此剎車並附有緊急剎裝置，遇超速時可以自動剎車，以保障車體之安全。

除搬運功能外，單軌設施亦有沿果樹頂上架設者，如此可在軌道上安裝作業機械如剪枝機、噴藥機等，以進行管理與病蟲害防治作業。

圖4.12 坡地單軌搬運設施

圖4.13 單軌搬運設施及搬運盆花之情形（埔里台一）

圖4.14 為另外兩種型式之高架搬運車，前者為一般動力搬運車將車軸高架，可以在作物行間進行作業。此機加裝噴霧裝置可在在茶園內進行病蟲害防治工作。後者之型式則作為特定高架作業，在動力搬運車上加裝平行機構，可以調節其所需之高度。本機採用定點作業，由作業人員自行控制以調節至任意高度。此機可用於水果之探收及果樹之修剪作業。

圖4.14 高架式運搬機械之兩種型式

4.6 Gantry System

2008-04-18T21:30:00.001+08:00

4.6移動桁架系統

移動桁架(Gantry)系統是一個可以進行軌道型移動之橫向桁架，利用其整個桁架之移動性可以在特定範圍內進行農事生產、管理、收穫及搬運工作。這種桁架系統之開發旨在以高效率的方式，就特定田區進行精耕。一般應用於溫室、育苗場及花卉繁殖場。

移動桁架系統具有兩種型式：即自走型與軌道型。自走行桁架或稱為寬跨距車輛型，由一具輪距很大的車體組成，可以利用動力自行在園圃中循一定路線行走，兩端可為車輪或履帶。歐美以旱作為主的國家應用甚多，其優點如下：

1. 減少曳引機在田間之碾壓，造成土壤的壓實問題。
2. 減少對作物之損傷。
3. 土壤在極為鬆軟或土壤水分過多之條件下，仍能繼續作業。
4. 資材、農產品、勞動力之搬運能力大、作業寬度大，可提高作業效率。
5. 適合於需要多人同時作業之工作。

軌道型桁架系統之桁架則在一定的軌道上移動，成為一種固定的設施，也利於自動化，甚至無人化之作業。其優點如下：

1. 可自動行駛，作定點控制，成為機器手臂之另一種變形。
2. 不論晴雨，均可作業，作業精度高。
3. 其動力可利用電力或太陽能。

軌道桁架系統廣應用於國內之水稻育苗中心，擔任苗箱之進出等搬運作業，又稱為空中或高架輸送系統。

4.6.1 自走型桁架系統

以履帶為行走裝置，由操作人控制。圖4.15所示為一台蔬菜專用之收穫桁架系統，其跨距為9m、高度0.62m，寬度1.33m全重7kN之自走型桁架系統。其履帶長為3m，寬0.5m。整個平台成為作業場所，為配合作業，整個跨距上置有六個堆高機構及三點懸掛架。採用60kW柴油引擎為動力，其系統完全以油壓控制。

圖4.15 履帶式自走行桁架系統之構造

這種工作平台屬多功能之型式。利用其作整地用途時，可以在桁架上之堆高機處各裝45Kw之引擎帶動迴轉式耕耘刀，進行碎土作業。至於播種、移植等作業則可將相關之機具在三點懸掛架上安裝，每次可以三行或五行同時操作，懸掛架可以在平台上橫向移動，以涵蓋整個區域之作業。若進行病蟲害防治作業時，則可在其上安置藥箱及高壓泵，噴藥桿則沿平台之橫斷面布置，一次完成全區之作業。收穫時則可在平台上裝設輸送帶，將收穫之農產品加以集中。

桁架之兩端各備有車輪，可以當作枕頭地橫向移動之用；當整台系統要在公路上搬運時，亦可以將兩端車輪同時放下，抬高履帶，由曳引機拖帶，其最高速度為32km/h。

4.6.2 軌道型移動桁架

日本曾研究使用20m跨距之軌道型桁架系統，可裝中耕機具、插秧機及聯合收穫機(77Kn)。以系統係以無人化為目標，用感測器、電腦等控制行走裝置及作業部之定位。圖3.16為其應用的例子。在單行作業行程中，可令桁架定位在該行之位置，該作業機具沿桁架方向移動，並進行作業。因此桁架的長度方向承受作業機之阻力(圖4.17)。

圖4.16 日本生研實驗型軌道移動桁架

圖4.17 日本生研實驗桁架構造圖

國內在水稻育苗方面則採用高架輸送機，架設於水泥軌道上，其單一跨距有25m及30m者，可以串聯成更長的桁架(圖4.18)。這種桁架以輸送育苗箱為主，每小時達1000箱以上。其結構是將兩條平行的三角皮帶裝設於桁架上，進行苗箱縱向輸送。桁架斷面呈梯型，上部寬度為48公分，下部寬度為75公分，高度為43公分。桁架可依照綠化場長度大小來進行多節串聯銜接。每節桁架均設有開關，可控制所有輸送帶運轉或停止，桁架兩端具有驅動輪，以馬達同步驅動做橫向移動。驅動輪行走於水泥砌成之軌道上，軌道寬度為30公分。由於此種搬運系統採用X-Y方向移動的原理(圖4.19)，因此綠化場區塊需呈長方型或正方型，作業時方能涵蓋整個綠化場。圖4.20為其轉彎道，可將育苗箱轉向送入高架系統，圖4.21則為育苗箱上推至貨運之輸送帶。

圖4.18 育苗中心之桁架搬運系統

圖4.19桁架輸送機系統之運作圖

圖4.20 高架輸送機之轉彎道

圖4.21高架輸送機之上坡輸送帶（元長育苗中心）

圖4.22 所示為桃園縣花之鄉所用之桁架搬運系統。其桁架本身除作為盆花之搬運作業外，尚作為噴灑系統。桁架上裝有滾輪及皮帶，可以作橫向運動，其跨度為25米，可延伸為50米。其側另有一與桁架垂直之輸送帶，直接與作業室相連，其佈置有如圖2.19。與垂直輸送帶平行則有一條開放型水泥水道，進行噴水時所需之水源則來自水道。

桁架行走於兩相平行之軌道上，為防桁架下陷，其跨度不能超過25米，每超過25米即應增加一軌道。桁架一端附有抽水泵，可直接自水道取水。

圖4.22 花苗圃用之高架輸送系統兼噴水系統（花之鄉）

Chapter 5 Tillage Operations

2008-04-17T23:07:00.003+08:00

第五章犂耕作業機具

本篇作者：台大生物產業機電學系　馮丁樹教授（退休）

5.1農事作業範疇

有些人認為農事作業是一種低下的工作，但沒有農業那來吃與穿？那來住與休閒娛樂？因為人要吃，才有農業。今日之農業雖可以用許多機械取代，可以在最少的勞力下從事農事所需之繁勞工作，農業之本質仍然必須依賴自然的陽光與水分，仍然必須有適當的耕耘與栽培技術。

為完成各種農事作業，必須選擇適當農具做所需的工作，並且將農具與動力源相連接，使其能受到控制，並在所用的動力不超過有效容量的範圍下完成栽培的工作。一般農事作業可分類如下：

初次犁耕：將未經攪動的土壤，在特定深度內進行犁耕作業，翻轉土壤並掩埋雜物及雜草，以控制其滋長。此外，亦包括為防止土壤沖蝕的土木工程及整地工作。
二次犁耕：將經過初步次犁耕之土壤，進行整理，使其坵塊符合所需之大小及分佈，土壤因而獲得適度的壓實，且具良好的透氣性及透水性，以利種子或作物的生長。
播種及移植：將種子或秧苗以正確的深度及間隔植入土中。
作物保育與管理作業﹕包括噴藥、除草、施肥等項。
收穫：採集所需的作物部分以供進一步使用。
加工：將收穫後之穀物或農產品原料進行加工，使其易儲存或使用，並轉換成可供銷售的形式。
運輸：運用不同的階段流程將物資運送到所需的地方。例如：將生產所需之物資（種子、肥料及殺蟲劑等）及機械運至田間﹕或將作物運回曬場或倉庫；或將產品運至市場。

5.2耕耘之意義

無論小農與大農制，農業就是一個與天地為伍的產業。農作物在生長過程中，就像初生嬰兒一樣，依成長階段之不同，其所需之作業亦不相同，有些直接與作物本身有關，有些則與其生長之週邊環境有關。這些作業將包括整地、播種、管理、收穫、搬運、加工、儲藏等。有些作業僅需應用一次，有些則需要多次處理，且處理之方式亦因作物對象之習性而有不同。在這些項目當中，即使相同的作物，也會因為耕作制度上之差異，而有不同之作業方式。以水稻為例，採用種子直播及採用秧苗移植就有不同的作業過程，其衍生的作業項目亦不會相同。如何選擇，則需由風俗習慣、生產成本，勞力的利用及農產品之品質與產量上來衡量。

每一項作業均有其目的與作法，整地作業亦然。一般言，整地是人類與自然爭地的開始，藉由這項作業可提供作物一個舒適的生長環境。整地需要克服諸多問題：

不平坦的土地需整理使其平整；
有雜草生長之地區應先剷除雜草，或防止其繼續蔓生；
必須涵養水分的地區應能適時給水，故需預備良好的水道供水。所以整地應包括犁耕、翻土、碎土及整平等工作。

5.3犁耕之目的

犁耕的主要目的在翻鬆土壤，使土質更適合種子發芽。除此以外，依環境之差異，仍存在有其他需要犁耕作業的原因：

土壤經翻轉，可埋覆雜草，以控制其滋長，並維持地力。
增加土壤的透水性，減少雨水或灌溉水的流失。
深層部位的土壤經翻鬆後，可使作物根部較易穿透，增加作物可利用之水量。
提供發芽或發根所需要之溫度。

目前市場上已經有很多不同型式及大小的農具供選擇，以完成各種農事作業。以機械作業，其工作比人力輕鬆、快速與成本低廉。目前大部份之農機具均已經過長時間的研究與改良，以適合不同的人、土壤及作物條件。曳引機用犁通常可分為四種﹕板犁、圓盤犁、鑿犁及迴轉耕耘機。

5.4 保護耕耘(Conservation Tillage)演講

5.4 Primary Tillage Equipment

2008-04-17T22:00:00.001+08:00

5.4初次犁耕農具

5.4.1板犁

板犁之功能在於切斷、提昇及翻鬆轉土壤，以埋沒廢棄物及雜草，並留下乾淨的土壤表層。其切斷部又稱為犁體，由犁頭、犁板及犁側板組成。犁頭有地面引導及犁頭傾斜部分。側向板能承受土壤作用於犁鐵的側壓力，具有穩定犁體的作用。在某些曳引機的板犁上，其犁側板由一與前進方向成一角度的犁溝輪所取代。而犁體前方通常裝有長刀或圓盤式裂土器，以垂直方向來切割土壤，使犁翻之壢條與未犁耕地分開，且容易翻轉。

犁體的切割寬度為兩個鄰近犁體側板間的垂直距離，使用直板犁時必須調整連桿組，使其距離與切割寬度相當，以便控制犁體。在以畜力為動力源的簡單犁耕作業中，以此項工作常藉著眼睛觀察來達成。

小型板犁有時附有一簡單的切土器，常應用於鬆軟土壤。而大型、重負荷的曳引機用犁，則裝有連桿點及諸如剪力銷、負載簧梁、或液壓貯蓄器等之防衝擊的設備。

圖5.1 以畜力拖拉的板犁

http://www.weekend-warrior.com/threepoint.htm

圖5.2 板犁之外觀，包括犁鏟、犁鐴、犁刀輪及犁轅等

5.5 Soil Section for Tillage

2008-04-17T21:00:00.001+08:00

5.5犁耕的幾何分析

一般耕耘是將田間之土壤表層15-25cm之深度進行翻轉、碎土等作業。由於土壤之性質不同，如旱田之表土相當堅固，作物根部很難深入，故每數年必須用心土犁破壞心土層一次。表土耕具有翻土、細碎及攪拌的作用，使其更適合作物生長。

圖5.2 犁翻土之土塊翻轉關係

翻土之動作又稱為反轉耕，經過犁板之翻轉，可以連續不斷地將原斷面為長方形之土條進行翻轉。圖5.2為使用犁進行反轉耕的情形。從圖5.2觀察，犁在Y方向前進，切出土方斷面寬度ABCD，再沿犁板之曲面扭轉，反轉成為A’B’C’D’，與前一土方相鄰。此時土方的重心G垂線若在C’上，此為此小土方維持穩定之臨界點，若在C’左方，土方會回到原來位置，無法達成翻轉的效果。設∠A’GD’=α，土方寬度為b，耕深為h；則下列關係成立：

sinα=[A'D']/[A'C']=b/sqrt(b²+b²)=h/b 　　　　　5.1

為解上式，可設h/b=a，則4.1式可改寫為：

a=b/sqrt(b²+b²a²) 　　a=1/sqrt(1+a²)

為解上式，可用MATLAB撰寫程式，程式如下：


%find the ratio of h/b
a=1;aa=0.5;
while abs(aa-a)>0.0001
a=aa;
aa=1/sqrt(1+a*a);
end
b2h=1/aa

執行之後可得b2h=1.272，或b=1.272h。換言之，若土方之寬度b不達耕深h之1.28倍時，就無法達到翻轉的效果。在此臨界點上，原為b之耕寬長度變為V形表面，即為A’B’A”，其實際長度為 h + cosα，設增加率為M為兩線段長度之比，則M為：

M=[h+bcosα]/b
=h/b+cosα =sinα+cosα　　　　5.2

為使M值達到最大，可以對微分，並令其等於零，即：

dM/dα=cosα-sinα=0

可得到其條件為cosα=sinα，或α=45度。因此可得到b=1.41h之最佳狀態，這也是一般板犁設計的重要數據。

5.6 The Structure of Plow

2008-04-17T20:00:00.000+08:00

5.6犁之結構

圖5.3為典型板犁之外觀。這是以利用犁鏟與犁刀輪將土方自地面切出，然後利用犁土板進行翻轉的工具。就構造而言，板犁具有下列部份：犁體、犁刀、前犁、導輪及犁轅等，其應用依實際需求而定。圖5.3所示為單犁底犁耕寬度10”，犁轅間隙為14”，切土輪直徑為9”可調節耕深。

圖5.3 犁體之構造

犁體(Plow body)為犁之主體，由犁鏟、犁鐴及地側板組合而成。犁鏟多呈梯形，其鏟尖可穿入土中，再用側邊之鏟刃將土方水平切割。當土方被抬起時會產生撕裂使土方在垂直方向與鄰土分離，有些則配合犁刀或犁刀輪進行垂直切割，使土方外觀更為平整。

犁鐴(Moldboard)則是緊鄰於犁鏟之後，專司翻土之功能，依土壤性質及用途之不同，外觀具有不同曲面及形狀。就其曲面而言，可以分為圓筒型、扭轉型及泛用型。

圓筒型為切取圓筒之一部份構成，每一部之曲率均相同。圓筒中心軸與前進方向之傾向角約為50-60度。犁鏟與犁鐴對地則形成約30度陡角，造成土方易破碎，較適砂質土使用，由於犁鐴長度短，或稱為再墾犁。

扭轉型則自犁鐴連接處起其曲率越往後面時越大，形成螺旋面。這種型式對土方具反轉作用，初時反轉較慢，後期強制翻轉。如此土方較完整，不易碎裂，因而可形成連續土條，並完全翻轉。配合此曲面，其犁鐴之長度較長，甚至另加延長板，或稱為新墾犁。

泛用型曲面則介於圓筒型與扭轉型之間，適合於水分高之土壤，此犁又稱為泛用犁。若需使用於黏重土壤者，為減少其與土方間之磨阻力，有製成板條型者，稱為條型犁。

地側板(Landslide)位於犁體底旁側之一塊細長鋼板，鍜接於鏟尖，以螺栓鎖定於犁鐴及犁柱上，兼有犁床之功能。地側板為保持行進方向正直之導引，兼支撐犁體所受土壤之側壓力。側板高度高者(15-20cm)用於深耕，低者(<10cm)則用於淺耕。地側板之末端則稱為犁踵(Plow heel)。為防止腐蝕，犁踵常以鋼板保護。

其次有關犁體之最重要者為犁體對土壤間之吸引問題。圖5.4所示為將犁放在平面上時，在其地側板下面與側面及犁尖處均與平面留些間隙，以期犁體作業時，犁尖能受壓力作用而維持板犁之適當耕深及耕寬之微調。此統稱為犁吸引值(Plow suction)，分述如下：

1. 垂直吸引或下部吸引(Vertical suction)：在地側板下面，有助於將犁火吸引入土，並防止犁體之上下飄移變動，其值約為4-13mm。
2. 水平吸引或側邊吸引(Horizontal suction )：在地側板側面，間隙約4-12mm，可以穩定犁的前進方面，並保持一定耕寬。
3. 犁鏟吸引(Share suction)：在犁鏟刀緣下面約5mm的間隙，使切割土方容易使力。

圖5.4 犁之吸引與角度

犁刀(Coulter)為一垂向切土之刀，在土方被抬起前先以此刀切離，使土條保持方正，犁溝平整。犁刀有時以切盤取代，或稱為犁刀輪，可以利用其轉動過程將土方切斷，極適合於草根較多之土地。一般之熟田並不一定需要加裝犁刀或犁刀輪，但阻力較大之新墾地、草原地或重黏地等之犁耕，則需要此類裝置，有時圓盤之刀緣亦作成鋸齒狀，以利切割。通常安裝於犁轅前方約13-20cm，可以調節其位置。犁刀及犁刀輪之阻力以總牽引力之1/8為佳。

前犁 (Front plow)是在犁體之前方另加裝一具小型犁體，以作前導犁耕。雜草叢生之土地進行犁耕時，可先利用此種前犁將地表面予以淺耕，使耕起之雜草翻覆於已犁過之犁溝中，然後再用經主犁所翻起之土方加以埋沒，以防其再生。此種犁又稱副犁或補助犁，其犁尖應在犁尖之上方，往前約10-16cm之距離，其耕深為38- 56cm。對整個犁體而言，稱為二段耕犁。

5.7 The Plow Characterics

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5.7犁的特性

5.7.1 楔形理論

犁鏟或犁體曲面上與前進方向間之關係可如圖4.5所示。令y軸為犁體之前進方向，並以此構成立體之三個軸向，並取一四面體oabc。由其abc之面與xyz三個軸構成之角度分別為α(與y軸)、β(與x軸)、γ(x-y面)。由此三個角度犁鏟對土方之切割具有楔的作用(Wedge action)，依序分別為耕起角α、翻土角β及切斷角γ。三個角度同時作用即可將土方耕起、切斷及翻轉，成為犁具之特性(圖5.6)。表5.1所示為不同土壤與犁曲面特性間之關係：

圖5.5犁尖之楔形理論

圖5.6 不同曲面形成之犁面

表5.1 不同土壤與犁曲面特性間之關係

土壤性質　耕起角α　翻土角β　切斷角γ　犁體曲面　翻土板寬比　碎土　　用途
　　　　　13-25　　　35-55　　30-50
-------------------------------------------------------------------------
砂質土 　　大 　　　大 　　　　大 　　圓筒型 　0.7-0.8 　　大 　再墾用
壤土 　　　中　 　　中　 　　　中　 　泛用型　 0.8-1.0　　中 　 泛用
重黏土 　　小 　　　小 　　　　小 　　扭轉型 　1.0-1.3 　　小 　新墾用
-------------------------------------------------------------------------

5.7.2犁的阻力

圖5.7犁板作業時，所受之土壤阻力R可分為三個相互垂直的分向力，即犁耕水平方向Z，側分力S，垂向分力V。Z相當於水平阻力，亦即牽引力需要抗衡的阻力。設水平阻力為ZL，犁底側面及底面與土壤之摩擦力SW、VW，其關係為：

ZL=A+SW+VW

圖5.7 犁面所受之力

設地面板與土壤間之摩擦係數為μ，則：

SW=μS=μZtanθs
Vv=μV=μZtanθv

在總牽引力中切削土方約佔45%；翻土佔34% ；而使犁前進所需之力佔21%。在利用曳引機或尾輪支持犁重或垂直阻力時，後項之垂向力成極小值。但整個水平阻力，ZL變為：

ZL=Z[1+μ(Ztanθs+tanθv]

比阻力(Specific resistance)為每單位截面積之水平阻力，其值與耕耘速度V之開方成正比。設耕耘速度為一單位(1m/s)時之比阻力為z0，則寬度為b高度(耕深)為h之土方所遭到之阻力ZL應為：

ZL=V^1/2.z0.b.h[1+μ(Z.tanθs+tanθv] 　[W]

其所需之耕耘動力D[W]為阻力與速度之乘積，即：

D=ZLV=V^3/2z0bh[1+μ(Ztanθs+tanθv]　 [W]

表5.2為不同土壤之比阻力與摩擦係數


土壤種類      　　比阻力           　摩擦係數
　  kgf/cm²(N/cm²)    　　 μ
------------------------------------------
砂土   　　　0.20-0.32(2.0-3.2)　　　 0.364
砂質壤土　　 0.23-0.35(2.3-3.5)　　   0.425
壤土   　　　0.25-0.40(2.5-4.0) 　　　0.466
黏質壤土　　 0.30-0.50(3.0-5.0)  　　 0.520
重黏土　 　　0.35-0.60(3.5-6.0)　　   0.577
------------------------------------------

5.8 Disk Plow

2008-04-17T18:00:00.000+08:00

5.8碟犁 (圓盤犁)

碟犁主要構造為一能迴轉的碟型圓盤，其盤面與前進方向及地面成一角度，此角度可依土壤狀況調整。碟犁適於雜物或障礙物多的乾硬土上使用，但其價格高且維護不易，是為缺點。多碟犁有更多及更小的圓盤，適於裝在較大型曳引機後面以高速從事耕寬大、耕深淺的工作。由於土壤作用於較大邊的推力較大，必須由一具有角度的鋼輪來支撐；其形狀通常以另一圓盤或具有凸緣之圓盤裝於右犁具後面。

圖5.8 碟犁之方向及作用角

碟犁(Disk plow)為板犁之變形，但形狀更為簡單。其外形如衛星碟盤。碟盤之直徑約60-81cm，曲率半徑46-64cm，凹面深度則為9-13cm。碟盤中心傾斜於前進方向，或稱為圓盤角θ，其範圍42-45度，在垂直方向之傾斜角α約15-25度。

當碟犁其受到牽引時，可藉土壤之反作用力使圓盤旋轉，在此過程中可迫使圓盤邊刃切斷土方，被切之土方將沿圓盤之轉動被抬升而翻動，產生翻土及碎土作業。在圓盤之上方另有一刮刀，可以將黏著於圓盤之土方刮除。因為圓盤可以自由旋轉，故即使在多石之地進行犁耕，亦不致損傷犁體。

碟犁常由1-7個圓盤組成，每碟之耕寬約為18-30cm，其耕深則以圓盤直徑之三分之一為限，或為10-30cm。但據研究，最適之耕深為圓盤直徑1/4，此時其阻力最小。由於碟犁無犁底及側板，因此並無吸引現象。為保持耕深其骨架必須加重。由於側壓力約為牽引力之50-70%，故必須另外加裝後輪及盤輪作為支撐。且由於側壓力大，支撐部份必需採用側推或斜滾筒式軸承。

圓盤所受土壤阻力可用三個互相垂直的力Rx、Ry與Rz表示。圓盤之傾斜角與圓盤角對入土性能及土壤阻力有較大的影響。一般言之，圓盤角以近45度時阻力最小，此角度愈大雖然抛土較遠，垂直阻力減少，入土性能增強，但總阻力增加。傾斜角一般在15-25度之範圍。傾斜角增大會使牽引阻力和垂直阻力會增加，但側向阻力反而減少；傾斜角較小時，入土性能較佳。

碟犁適用於堅硬乾燥土、黏土、礫土、殘株或根莖特多的耕地。在板犁作業有困難的地區亦可以碟犁取代。碟犁之缺點是其翻土性能不佳，產生之坵塊大，但對防止土壤沖刷問題倒是比較有利。

5.9 Tilling Methods

2008-04-17T17:00:00.001+08:00

5.9犁耕方法

一般犁耕方法計有下列數種：

1. 來回耕法：分外翻法(Casting)及內聚法(Gathering)。
2. 迴轉續耕法：分外耕法與內耕法兩種。

由於犁具有方向性，故來回耕法需配合特定方式。來回耕法必須保留頭地(Head land)，故耕寬不能太大。使用曳引機耕犁時，一次耕地之寬度須為曳引機連結耕犁總長之2-3倍長。來回耕之內聚法會在中央形成一個背脊(Back furrow)；而用外翻法則會在中心形成犁溝(Dead furrow)。若每年均採用同樣的耕法會使背脊加高或使犁溝加深，故應每年輪流不同耕法。

迴轉耕法是沿著區塊之邊界環繞進行耕作，故即使迴轉耕法中之內耕法，也會在中央形成背脊，而用外耕法也會形成犁溝，故仍有必要每年輪流採用。迴轉耕法不會有整塊未耕地，但在四角落仍會殘留未耕地，必須設去應用其他方法加以補救。

曳引機拖拉犁時必須調整拖桿，使犁具之耕深符合需要，並保持直線前進方向。若前耕深輪陷入太深，使犁具偏向已犁過的土地方向時，須將犁具端的拖桿往下移，使曳引機端側向沒有犁耕過土地。

掛有犁具的橫向安裝桿，其曲柄朝向已犁耕側，可以用螺旋調節器來調整角度；經此可改變前犁溝的寬度。若其對曳引機轉向影響太大，軸可稍微向旁邊移動來減少這個效應。雙向犁的前犁溝通常由橫安裝桿右端的制動制器來調整，前制動器控制一個方向，後制動器控制另一個方向；這些必須加以調整，直到犁溝能在兩個方向相互配合為止。曳引機安裝合適的車輪以配合犁的尺寸是很重要的；否則上述的調整就沒有什麼作用，易使工作效果不佳。

圖5.9 來回耕(順序耕)法、外耕法及內耕法(由左至右)

5.10 Chiesel Plow

2008-04-17T16:00:00.000+08:00

5.10 深耕犁

圖5.10 心土犁或鑿犁之碎土作業

鑿犁(圖5.10及5.11)主要功用在破裂硬土，並將雜物留在表面上，因此頗適用於有土壤沖蝕嚴重的地區。其齒桿可作橫向調整，以適合不同行列作物的要求。犁尖部位有些設計成更換型，磨耗後或破壞時可以更換，其根部則有剪力螺栓保護，以避免撞到異物。在溫帶地區，傳統上均使用板犁為犁耕工具。此種犁具對雜草之控制，效果良好；另一種為圓型之碟犁，只要調整適當，亦有相同的效果。但這兩種犁對深層土壤並未具鬆土效果，有時反因曳引機在畦溝內反覆操作，壓實土壤，使作物根部之穿透阻力增加。

鑿犁或釘齒耙之鬆土功能則甚佳，且曳引機亦無過份鎮壓之虞，然因無翻土作用，故雜草必須使用其他方式控制。在乾旱地區，翻轉土壤對雜草的控制並不全然有利，反而因蒸發作用會使土壤表面水分迅速流失，因此常須採用火燒的方式消除雜草。在土質堅硬地區，耙齒兩側旁45度範圍之三角區內會受到擾動，故利用間隔較密之鑿耙作業可使土層全面弄鬆。例如，間隔30公分之釘耙在深度15公分之乾硬土壤中作業時，其碎土程度足可立即作畦整地，不必二次犁耕。

鑿犁在不易碎裂之濕黏土壤上作業時，容易產生挖槽現象，效果較差。不過，在許多情況下，若能附加”雙翼板”，其性能將可改善。根據試驗，鐵質含量較多的土壤中，若採用條帶間距70公分的鑿齒耙，將可獲得適合根部成長之土壤鬆度，且其作業能量約僅為板犁之半。在雜草控制力面，採用寬平式碟犁，其所需能量則約僅為鑿犁之半。土壤狀況良好時，可採用淺耕作業，其優點是工作速率較傳統式高，可降低作物成長季節之時效損失。這項效能在一年兩作的地區尤為重要，無論是大規模作業或小農制之作業上，均不可忽視。

圖5.11 心土犁

5.11 Rotary Plow

2008-04-17T15:00:00.000+08:00

5.11迴轉耕耘機

迴轉耕耘機是以曳引機為動力旋轉耕耘刃，以切削與細碎土塊。其切土、碎土能力強，且一次作業能達到犁耕數次的效果。犁後地表平整、鬆軟，故頗能滿足農民精耕細作、節省耕作次數之要求。在國內，迴轉耕耘機已取代各種板犁的作業。然迴轉耕耘機耗費相當大的動力，且一再使用之後，容易使土壤結構遭受破壞。

圖5.12 迴轉耕耘機之組成

迴轉犁依旋轉耕耘軸的位置可分為橫軸式(臥式)、立軸式(立式)及斜軸式等三種。按與動力連結方式分為牽引式、懸掛式及直結式等三種。依耕耘軸傳動方式則可分為中間傳動與側邊傳動等兩種。

圖4.12所示為由曳引機動力導出軸驅動，並由曳引機決定前進速度。刀刃在切土過程中，先將土方切下，再由後方拋出。土方會撞擊拖板及罩殼，因而發生細碎作用,並掉落在地面上。此動作因為刀刃之迴轉，表土會連續不斷受到打碎，並平鋪在後面的地表上。

圖5.13 迴轉耕耘刀之作用情形

5.11.1 一般構造

迴轉耕耘機主要由機架、傳動系統、旋轉耕耘軸、刀刃、耕深調節裝置、罩殼組成(圖5.13)。機架多屬臥式，呈矩形。由前梁(左右主梁)、左、右支臂及作為耕耘軸的後梁所組成。前梁為鑄造圓管，中間有齒輪箱，兩側均為支臂，另一側則有傳動箱。

耕耘軸與刀刃則是迴轉耕耘機之主要元件。耕耘軸由無縫綱管製成，軸兩端與兩支臂銷結，其上焊有刀座，刀刃依螺旋狀排列以供安裝刀刃。

迴轉耕耘機之傳動源由曳引機動力導出軸，以萬向接頭傳至其中間齒輪箱。再由此驅動耕耘軸。耕耘軸之轉速一般為198-275rpm。

耕深控制有兩種方式：分為雪撬式及耕深輪式。前者安裝於機架底部，調節雪撬與耕耘軸之相對距離可改變耕深，一般用於水田。耕深輪則安裝於機體後部，由套管、升降桿及輪叉等組成，普用於旱田作業。

5.11.2 刀刃的軌跡

刀刃切削土壤時，刀刃之絕對運動為機組前進運動與耕耘軸的回轉運動之合成，其條件是過程中不能產生推土的現象。此時之刀刃運動軌跡成擺線。

圖5.14 耕耘刀作用之軌跡

圖5.14所示為以原點O為耕耘刀之迴轉點，x為車體前進方向，y為垂直方向，以向上為正值，表示耕深。設刀刃之迴轉速度為ω，與曳引機驅動輪之方向相同，其初始位置為mo，當刀刃轉過α1=ωt1角度時，端點先至m1’點，而機組同時往前往動OA1=vmt1距離，實際之端點應為m1。其座標點可以表示如下：


   x=Rcosωt+Vmt 
       y=-Rsinωt                              5.3

式中，(x,y)為刀刃之端點座標，vm為機體之前進速度，m/s；R為刀刃點M之迴轉半徑，mm。
上兩式對時間微分可以得到M點之速度如下：


    Vx=dx/dt=Vm-Rsinωt
       Vy=dy/dt=-Rcosωt                            5.4

點M之絕對速度及夾角餘弦為：


   V=sqrt(Vx²+Vy²)=sqrt(R²ω²+Vm²-2RωVmsinωt)
    φ=cos^-1[Vx/Vy]
      =[(Vm-Rωsinωt)/sqrt(R²ω²+Vm²-2RωVmsinωt)]     5.5

由於刀刃切土時，車體前進的速度不能使刀刃產生頂土之現象，為此水平速度必須符合下面之條件：

Vx=Vm-Rωsinωt≦0 　　　5.6

在切土過程中，刀刃向後之分速度會逐漸變大，故只要刀刃在開始切土時能滿足上式條件即可順利進行。一般迴轉耕耘機之前進速度vm約為0.5-1.5m/s，而刀刃端點之切線速度約為3-8m/s。

5.11.3 刀刃工作深度

迴轉耕耘機之耕深與運動參數R、Rω及vm有關，其關係如下：

y=-(R-h) 　　　 5.7

代入上式，得：

sinωt=[R-h]/R
Vm≦Rsinωt=Rω[R-h]/R=ω(R-h) 　　　5.8

上式應為切土之合理條件，設切線速度U=Rω，代入上式，則：

Vm<ωR-ωh
h<R-Vm/ω = R(1-Vm/U) 　　　 5.9

由上式可看出，當vm/U之值減小時，耕深可以增大，最高為迴轉半徑R。但隨著h值之增加，其消耗之動力會增大。因此，應有一合理值，一般的設計中，旱作約為12-16cm，水田則約為14-18cm。

5.11.4 耕耘刀進給量

刀刃沿前進方向在縱斷面所切削之土方厚度稱為進給量。設其為Sz，可表示如下：

SZ=Vmt=Vm x 60/zn = Vm x 2π/[zω]=Vm/U x 2R/z 　[cm] 　　5.10

其中n為耕耘軸迴轉速[rpm]，z為同一斷面之耕耘刀數(國內z=1，歐美z>1)，t則為每一耕耘刀所經歷之時間[sec]。

由上式可知，增加z或n(ω)等均會令進給量Sz變小，土方變為細碎，而隨轉速增加，功率消耗亦會增加。若增加刀刃數，則刀刃間距變小，易產生堵塞現象。若進給量增大，土方及溝底凸起高度亦增大，所以進給量不能過大，一般約為1-2cm。

5.11.5 溝底凸起高度

迴轉耕耘機耕作後，耕作層的底部有凸起存在。凸起高度yc值的大小是由刀刃運動軌跡曲線和刀刃進給量Sz決定的。如圖4.15所示點C為溝底之最高點，其座標為：

圖5.15 切削後之殘畦及高度

xc=R([Vm/U]φ'-sinφ')
yc=-R(1-cosφ') 　　　　　　 5.11

當φ’值不大時，其弧度值與正弦值約略相同，即sinφ’=φ’：

xc=R([Vm/U-1]φ'=SZ/2
∴φ'=SZ/[2R(1-Vm/U)] 　　　 5.12

因此高度yc為：

yc=-R[1-cos{SZ/[2R(1-Vm/U)]}]　　 5.13

5.11.6 刀刃之後角

刀刃在切土過程中，刀刃之軌跡曲線與刀背的夾角ε稱為刀刃後角(圖5.16)。圖中CH為平行於迴轉耕耘機前進方向的斷面與刀刃相切的線。後角的作用是使刀片能在切土時有較好的入土角度，以避免刀背推擠未切的土壤。為此必須使CH之軌跡在刀刃H點之軌跡以內；刀刃初入土時ε值應在很小的角度下入土，以減少阻力。因此刀刃在受到土壤阻力最大的位置時，調整後角的度數可以減少功率消耗。刀齒在完成切土後，後角變為較大以利向後拋土。後角的大小是由刀背的結構參數與刀刃運動軌跡決定。

圖5.16刀刃之後角

在設計迴轉耕耘機時，刀刃的工作參數會相互影響的。在一般情況下，可先確定SZ、h等數值，再根據曳引機的功率初步確定耕耘軸的轉速範圍，然後再計算確定刀齒的數目和機器的前進速度。

5.11.7 耕耘刀之種類　(圖5.17)

(1)普通型：其正面切削刃口較寬。正面刃口與側面刃口均有切削作用。工作時靠近刀柄部分的刃口先與土壤接觸，後後依次遠離耕耘軸中心沿側面刃口滑移。當達刀刃側面與正面刃口彎折處時，未被側面刃口切斷的雜草轉移到正面刃口，壓向未耕地進行切削；並在回轉過程中向外運動，因此易於切斷或滑脫。這種刀刃對土壤的適應性強，故普遍在亞洲地區使用。
(2)L型：為直角型刀刃，其正面及側面都有刃口，呈直線型，彎曲部分近於直角。工作時，正面刃口先與土壤接觸，然後依次到刀刃根部。由於莖桿雜草等可沿側刃滑移到接近回轉中心，因而易生纏草堵塞現象。但這種刀刃碎土能力較強，所需動力較大，適於旱田碎土用。
(3)C型：或稱鑿形刀，其刀刃之正面為較窄的鑿形刃口，產生刺切作用。相鄰兩刀刃間距大於正面刃口之寬度，所有土方兩側主要以撕裂方式與土地分離開來。其入土性能較好，所需動力小，主要用於板結土壤的水田耕作。在潮濕粘重土壤中耕作時漏耕嚴重，易纏草堵塞。

圖5.17 刀刃類型 (a)普遍型 (b)L型 (c)C型

5.11.8 刀刃口曲線之形狀

普通形刀刃口曲線(圖中之ED部份)與正面刃口曲線(Dn段)組成(圖5.18)。側面刃口曲線應滿足不纏草和耕耘阻力小的要求。設刃口曲線上任意點m處碰到莖桿時，設通過m點之運動軌跡線為aa，其切線為BB’，與刃口曲線之切線AA’相交，其交角為τ。若作用於莖桿之力N沿法線，則可得其分別在兩切線方向之分力為T與P。若T大於刀口對莖桿之磨擦力F時，將會沿刃口邊緣滑動，因而產生切斷及脫離的作用。故滑切條作為T>F：

圖5.18 普通刃(彎刀型)與滑切作用

T=Ncotτ　　F=Ntanφ　　 5.14

∴cotτ>tanφ　　tan(90∘-τ)>tanφ
∴90∘-τ>φ ∴τ<90∘-φ 　　　　　 5.15

式中，φ為莖桿對刀刃之摩擦角。
一般彎刀型之刃口均採用阿基米德螺線，其方程式為：

R=R0(1+Kθ) 　　　 5.16

式中，R0為螺線之起始半徑，R為對應θ之半徑，K為常數。設i為AA’與om聯線的夾角，則依圖4.19之螺線關係，可說明如下：

圖5.19 側刃曲線夾角與螺線角度間之關係

設：

θ2=θ0+θ　θ1=i+θ2　∴i=θ1-θ2
tani=tan(θ1-θ2)=[tanθ1-tanθ2]/[1+tanθ1tanθ2] 　　　5.17

由於 tanθ1=dy/dx ，將螺線改為直角座標表示，則：

x=R(θ)sinθ2
y=R(θ)cosθ2 　　　　5.18

tanθ1=dy/dx=[dy/dθ]/[dx/dθ]
=[R'sinθ2+Rcosθ2]/[R'cosθ2-Rsinθ2]
=[R'tanθ2+R]/[R'-Rtanθ2]

∴tani=[tanθ1-tanθ2} / [1+tanθ2tanθ1]=R/R' 　　5.19

將上式整理，角度i變為：

i = tan^-1{[1+Kθ]/K}　　　 5.20

顯然i角隨θ增加而變大；而τ則隨之減少，但此時之滑切作用反而增大。刀刃口曲線應使溝底橫向平整，以減少衝擊及動力消耗，同時對草桿具有切割之作用。為此，刃口曲線工作位置在縱垂面的投影應在刀刃最大半徑的圓周上。在水平面的投影為與側面刃口相交的斜線。側面刃口與正面刃口的交角γ大於90度。

5.11.9 刀刃的最大切削半徑，Rmax

刀刃之最大切削半徑與耕耕及傳動箱結構尺寸有關。若耕深增大，其切削半徑須增大，其切削扭矩亦隨之增加。因此，在滿足耕深要求和傳動箱結構尺寸允許下，應採用較小者。一般之最大切削半徑在240-250cm之間。

5.11.10 曲線之起始半徑R0

螺曲線所需之起始半徑R0可參考圖4.20。其值可由下式表示：

R0=sqrt(Rmax²+SZ²-2SZsqre(2Rmax.hmax-hmax)) 　　5.21

式中，hmax為最大設計耕深[cm]。

圖5.20 R0之確定

5.11.11 正面刀刃幅寬

正面刀刃幅寬b之大小影響迴轉耕耘機之工作質量和功率消耗。若幅寬b增大，刀刃片數減少，間距因而加大，功率降低，但碎土品質較差。一般刀刃幅寬有46、50及55cm等三種。

5.11.12 最大中心包角

依據刀刃曲線及螺線之公式，可以求得θmax。其大小與側刃的滑切作用有關，並受刀刃長度之限制，一般之θmax值在26-45度之間。

5.11.13 耕耘刀的配置

為使耕耘刀作業時，避免發生漏耕及堵塞的問題，刀刃在耕耘軸上之排列需符合下列之需求(圖4.21)：

(1) 同一回轉平面內，若配置兩把以上耕耘刀時，應維持相等的進給量，以達均勻碎土的效果，並維持溝底平整。
(2) 在耕耘軸迴轉一週的過程中，耕耘軸每迴轉一個相等角度時，在同一相位角須是一把刀入土，以維持工作穩定性和耕耘軸負荷平均。
(3) 相繼入土的刀片在耕耘軸上的軸向距離越大越好，以免發生堵塞。
(4) 左彎和右彎刀刃應盡量交錯入土，使耕耘軸兩端軸承受之側壓力較為平衡。

圖5.21 耕耘爪之排列

一般之耕耘爪之安排如圖5.21及5.22，但實際則採用螺旋形分佈，以符合上述之需求。　　

5.11.14 迴轉耕耘機之動力

耕耘機消耗的功率包括下列項目：

1. 刀爪切削土塊時消耗：此值不變化很大，開始打擊時功率消耗最大，至溝底時變到最小。平均約佔全部之42% 。

圖5.22 中央驅動式之耕耘爪配置

2. 刀刃拋土時所耗功率：約佔40.5% 。
3. 耕耘作業時推動機組之功率：約佔6.8%。
4. 耕耘作業時各傳動部分之消耗：約佔10.7%。

整個耕耘機組之動力可用下列公式求得：

P=2nπT/60 　　5.22

式中，T為耕耘軸扭矩[Nm]，軸轉速n [rpm]。
就土壤阻力方面，增大耕深會增大扭矩，因此耕耘動力也會增大。單位耕耘斷面積之軸扭矩稱為比扭矩，其值依耕探而不同(圖5.23)，在10cm處其值最小。但實際應用之耕深約為15cm。比扭矩可表示如下：

圖5.23 比扭矩與耕深間之關係

ρ=T/[bh] 　　5.23

不同土壤之比扭矩如表5.3，由此可以得到所需之扭矩，並進而得到耕耘動力P。式中之b、h分別耕寬及耕深，各以[cm]表示。

表5.3 迴轉耕耘之比扭矩

土壤種類 　　比扭矩ρ[N.m/cm²]
---------------------------------
砂壤土  　　 0.06-0.15
壤土   　　　0.15-0.30
植壤土   　　0.30-0.40
---------------------------------

迴轉耕耘機多用在濕稻田的耕作，由兩個附有螺旋刀片的轉子所組成。迴轉耕耘機以碎土為主，不具翻轉功能。但作業迅速，通常不需二次耕。但所消耗的馬力特大。台灣地區由於一年兩至三作，整地的時間甚短，故代耕中心購置曳引機常以高馬力為主，是有原因的。

5.12 Secondary Tillage

2008-04-17T14:00:00.000+08:00

5.12二次犁耕機具

5.12.1細部整地與作畦

土壤經過初步犁耕後，仍需進行第二次整理，或稱整地，使土塊變細，適於播種。整地作業有碎土、整平、鎮壓作業，有些地區尚包括起壟與作畦。碎土之目的在犁起大土塊後另施壓予破壞、粉碎。破壞土方的方法包括切斷、壓碎、楔形破壞及衝擊破壞等。楔形破壞之阻力最小，但不容易壓到土塊，採用衝擊式則對乾燥之植土較為有用。

這種細部作業有時必須反覆多次，其所使用的農具包括彈簧齒耙、中耕器或滾壓輪。但對同一田區而言，使用輪式或笨重機具重覆作業對土壤並不一定有益，新近的耕法是儘量減少曳引機車輪在田間的重覆鎮壓。較好的方法是採用組合式農具，加掛於曳引機後面，可將原需多次作業的工作一次完成。或者採用微整地（甚至零整地）耕法亦可達成上述目的。

所謂微整地是僅就作物實際生存所需之土壤部位進行鬆土（局部整地）；而零整地則是不經破土、碎土等作業，直接播種。另一種更前進之作法是，在田區中間預留固定之”車輪小徑 ”，使所有作業機械之車輪固定沿此路徑行走。根據試驗，車輪小徑所減收之產量尚能由其他未受鎮壓所導致的增產量取得平衝。

水稻田之濕田作業中，若以役畜犁耕，其腳蹄產生之攪拌作用對稻株成長有適當的幫助。但若使用重型機具，則由於牽引問題及機具重量過重可能破壞具有蓄水功能的硬盤，反而不適當。

具有畦壟或畦床之田區，在收穫之後，其後續作業常需包括這些畦床之重建。畦床之應用，最大目的在保持水分及排水。有些床面中心寬l.5米，斷面呈飛盤狀，具有排水之功能。畦床上可種植兩行作物，行間稍微低陷以期保蓄水分。畦之兩側有深溝，可將多餘水分排除，以避免作物遭到水浸泡。在此種情況下，中耕整地作業之目的主要在維護畦床原來形狀，或者在作物生長區域用釘耙稍微進行鬆土，故其所用之農具亦自不同。畦床之結構與位置可不必隨種植季節而改變；進行中期作業時，可用一對役畜或中耕機之雙輪分別行走於兩側之土溝中，拖曳農具拉桿，而其所需之農具則直接加掛在此拉桿上。

畦壟則屬Ａ型畦床，其復建工作可用作畦器或手工具將溝底之土壤鏟至畦頂。就農藝的觀點而言，較適當的方式是利用鑿犁沿著土溝將前年所造成之耕盤先設法打破，然後再將土壟部分之土壤均分推向原畦溝中，如此可產生相當疏鬆之新畦，惟此法需耗較高的馬力。作畦器在作業時，若兩邊破土之程度不均，則方向較難控制。此項作業仍然應屬於初級整地作業的範疇。

5.13圓盤耙

圓盤耙由幾組裝在軸上的圓盤所組成，其與前進的方向成某一角度；作業時安裝兩組或四組的圓盤可消除作用於曳引機的淨側向推力(圖5.24)。碟耙與前進方向所成的角度越大時，所能攪動土壤的程度也越大，有時為適用於多草地時，碟片之邊緣常作成缺口的形狀，以增加其切割能力。通常用來粉碎初次犁耕後的土塊，而作成苗床。較大機型用液壓來控制夾角，並有耕深調節輪；大部分的型式都附有重盤，可用來增加重量，以獲得足夠的土壤深度。

比較大的圓盤組合係以四組圓盤構成，圓盤群有一可調節的角度，較大的角度對土壤影響較重，但需要較大的拉力。

圖5.24 碟耙

5.14輕型耙

圖5.25 釘耙

圖5.26 鍊耙

中耕器的構造像輕型的鑿犁，但具有更多的齒桿。它用來攪拌土壤、以獲得均勻的壓實性，並將良好的物質留在上層、亦可以作某些斷裂工作(圖5.25, 5.26)。起壟型及彈簧負載型兩者皆適用。齒桿通常交錯排列在架上，使殘留物有更大的空間通過農具；某些型式有特殊角化的腳架，可以用來降低殘留物集結過多的問題。

除釘耙外，輕型耙尚有許多種設計：鋸齒型、鏈條連桿型、木軸上裝釘子等等。這種在田間雜物很多的環境下，不適合使用。此外，樹梢或分枝也可以當作耙來使用(圖5.27)。

圖5.27 彈簧耙

5.15整平機具

圖5.28 推土機

園圃場的整平有整平的專用機(圖5.28)，這是獨自技撐裝置之大型整平機，以雷射自動控制水平。圖5.29為一種汽車曳引機混合之概念整平機具。

圖5.29 新觀念之推土機

5.16鎮壓機具

鎮壓機具為鎮壓過分膨鬆土壤之用，或為碎土作業時將殘餘之土塊更予以粉碎，同是加以壓平之一種機具。滾輪式鎮壓機(圖5.30)為代表性機種，可應用於田地或建築用地。圖4.31則為一般配合在中耕器後之鎮壓輪。

鎮壓作業普通均在表土為之，使土壤中不致存有空隙，以保持適當的水分。這種鎮壓機具分表土鎮壓器與心土鎮壓器兩種，前者主要以輥子構成，通常須有載重，以調整其重量。輥子之種類則包括滑面輥子、管形輥子、切土輥子、星形輥子及凹形輥子等。輥子表面愈粗糙者，旨在增強其碎土作用。

心土鎮壓器則以狹形輪為主件，旨在利用壓力深入表土內，破碎底層土壤。實際上前面所述之星形輥子亦有具心土鎮壓之作用。

圖5. 30鎮壓輪

圖5.31 配合彈簧耙之鎮壓輪

5.17其他鬆土機具

有些碎土鬆土機具則依作業目的而不同，附有爪子的動力垂直軸型式，只做成較大的尺寸，可視其為特殊的作業機械，用在某些溫帶作物的苗床準備作業上(圖5.32)。

這些機械可有水平和垂直的軸，並裝備有刃片或爪子，使其在土壤上被推動時能迴轉。這類機械有好的攪拌和混合的特性，並可防止殘留物的阻塞；其中某些型式適合用在隆起的耕作系統中，用來作雜草的控制。

作畦的器具也可以安裝在中耕機的架子上，其機體通常具有可調整的檔泥板及可更換的磨耗點。一般使用的型式有兩種，一為在軟土中的馬鈴薯型和硬土中的起壟犁型。在某些地區，起壟犁亦可用以控制土壤流失，使排水有機會滲入土中 (圖5.33 , 5.34) 。

圖5.32 中耕器配合施肥機

圖5.33 中耕機具組合

圖5.34　附掛於曳引機後之迴轉中耕器翻土情形

5.18中耕管理機械

在作物發育過程中，其表土會逐漸硬化，因而根部所需之水分及空氣不易滲透。中耕的目的即在破壞作物周邊硬化之表層土壤。中耕過程中有時亦配合除草或培土的工作，以抑制雜草，促進分株、防止倒伏。

中耕之目的既在破壞表土，其所用原理如同耕耘，但一般之耕深僅7-8cm，也不需要翻轉。在此情況下，其遭遇之阻力及所需能量均較小，動力需求不是問題。但因為必須在作物中作業，為不傷及作物，須正確保持相對於作物之機械位置，提高作業精密度。

這類的機械具有水平的軸，而且附有不同型式的刀片可用來攬拌及切割土壤。機械的大小從很小至很大，且使用不同型式的刀片：拾起爪、彈簧一拾起爪、迴轉砍伐刃片、L型刃片等等(圖5.35)。這些機械很適合用在水稻田的作業，來攪拌土壤及混合廢棄物。（砍刀型刃片必須用來防止殘留物的捲入中耕機中）除了使用整平板外，這些通常為唯一需要的中耕機械。但這類的機械不適用於硬土壤的狀況（除了裝在大曳引機後的大重負荷型式外）、因其在這種情況下使用會有嚴重的振動及磨損的問題。

圖5.36為為單輪式，可進行菜園、花園、菸園、豆園、甘蔗園、茶園、果園、雜糧、作物之之鬆土、除草、開溝、培土等工作。由於一般雜糧作物培土做畦時，溝渠寬度較窄，故耕作時皆使用單鐵輪作業。而雙輪之設計乃為方便進出田園行走用及遇特殊作物之不同耕作方式時使用。此外，可另加裝TS-721A單行式播種機，進行雜糧作物之播種工作。其他型式如圖5.37所示之各種用途。

圖5.35 雙輪式中耕管理機

圖5.36 大順牌TS-628/TS-628H中耕管理機

圖5.37 各種中耕管理機之組合型式

5.10 Tillage Automation

2008-04-17T13:00:00.000+08:00

5.19整地作業自動化

整地是田間作業重要的一環，由第四章所述，大部份之整地作業均必須與曳引機連結，並須熟練的操作人員操作。這一個操作人員不僅為一搬車輛之駕駛而已，他必須負責觀察地面之平整、播種之確實性、作物之成長狀況、雜草之蔓延以及天候之變化等資訊，進而作適當之判斷。這些工作集中在操作員人身，常易導致其工作疲勞，甚至不容易撐握工作之精度，故如何將部份工作或資訊自動化，實為迫切之事。

傳統之自動系統係利用油壓及扭力感測器作農機具之拉力與深度控制。近年來，部份農機具除利用油壓驅動外，尚可利用其與機電整合相搭配，可以更準確地控制各項農事機具之水平與升降，以改善其作業精度。

板犁拉力之調整

曳引機與拖拉之犁具是一體的關係，其間拉力之控制也是重要的一環。作業機具之阻力過大，會導致拉力過大，曳引機無法前進，輪胎會嚴重打滑。因此拉力過大，必須調整犁之作業深度，以減輕阻力。圖4.37所示為一套拉力自動調整系統，由輸入、控制單元及輸出等三部份構成。輸入部為彈簧拉力感測器，可以感測拉力之大小。控制單元則由微電腦或微處理機組成，可讀入輸入信號，經比較與判斷後，對輸出部發送控制指令。輸出部由電磁閥、油壓閥、油壓缸、舉升臂及三點連接裝置組成。當拉力過大時，控制單元將令輸出部作動，以舉升作業機，減少耕深。拉力正常時，會令作業機下降，使其維持一定的作業深度。

傳統之犁具拉力與定位控制係藉一油壓系統達成(如圖5.38)由彈簧直接作動油壓閥，在機電整合中則在控制單元植入判斷之功能，因此可以進行較複雜之控制程序。

圖5.38 傳統之農具控制系統

參考資料：

1. 北京農業機械化學院。1992。農業機械學。農業出版社。
2.陳孝祖。1964。農機具。資元堂。
3.圓村光雄。1981。農業機械學。科技圖書。
4.關昌揚譯。1972。農業機械化技術。徐氏基金會。
5.馮丁樹譯。1987。小農制之農業機械化。徐氏基金會。

Chapter 6. Seeding Operations

2008-04-16T22:00:00.001+08:00

第六章播種作業機具

6.1一粒種子

種子是有生命體，播種則是一種希望的工程。生物對傳宗接代有很強的意念，如此生命才能薪傳下去，在這個世界裡諸種作物的生存亦有類似的現象。一粒麥子下土死了，再衍生一大串麥穗來，而人類則依據自然的法則協助其繁衍得更整齊、更有秩序，也更符合其生存之道。人類因為需要吃、穿，才有農業；而農業則是從一粒種子開始，事先準備良好的環境，使其順利發芽成長，其工作內容包括事前的整地、然後播種或移植。

一般言，種子是很貴重的東西，均需經過精挑細選。為使其發芽均勻、生長整齊，其所用之方法必須相當細心與耐心，而且有條理，形成播種的基本原則。

由於種子體積甚小，在分配上因此必須精確可靠，不許浪費。而種子在播入土中之後，必須立即覆土，使其適應合適的環境。通常播種完畢後無法檢驗是否播種妥當，必須等到播種完畢後幾天才能確認是否長出新芽來，到時已補救不易，故精確播種機構與種子本身之發芽率均很當重要，種子因此必須事先作處理。種子太小時，有時必須應用覆衣(Coating)技術加以克服。

作物種子之形狀、大小、重量、表面狀態等物性因種類而異，其播種須適期、適量將種子播子送至土壤特定之深度，正確播種可便於栽培管理，使其生產品質均勻的作物。手播法不只作業效率低，播放不易均勻，其發芽、生長亦不一致。機械播種的作業精度高，其效率也較高。

6.2 Principle of Drills

2008-04-16T21:00:00.001+08:00

6.2條播機原理

就農機具發展之過程而言，凡是人手難辦的工作，其所需之農機具就會優先發展。鋤頭、犁、耙等就是最好的例子。在播種過程中，處理種子之作業本來是最難機械化，反而人手之巧妙技能最容易辦到，故人類以人手播種有數千年之久。最初有簡單的竹筒輔助點播工具，可直接在地上掘一小洞，種子沿竹筒下落，掉入土中，然後以腳覆土，如此可以免除彎腰之苦。後來，以畜力為主之播種器如耬車亦開始發展，可一面行走，一面進行播種作業，這種方式且已使用數百年。在引擎動力應用後，這些器具的性能再度發揮，聯結整排之播種機一次可以播種十數行至數百行，十足展現其優異的速度與性能。

播種機之主要目的是在種植的期限內，以合適的速率，將種子依所需的深度及間隔，植入土壤中。一般之播種機依作物之種類及其栽培目的而分，有條播機(drill)、點播機及撒播機三種，依其動力別則可分為人力用、畜力用、中耕機及曳引機用等四種。這些播種機之型式中，其範圍從附裝於爪犁後面的簡單手動進給管子，延伸至可在地面上以高速率從皮帶送出一粒種子至土壤中的精確播種機。點播方式以人手最容易處理，故凡以人手者，多以點播為主，撒播次之。以機械出發者，則以條播為主，撒播次之，點播反而是最不容易克服的工作。

上述各種型式之播種機，其功能並非僅將種子播入土中就算數，因為在這過程中，仍有許多程序必須附帶完成。這些程序包括播種、開溝、覆土及鎮壓等工作。有時施肥、施殺草劑等工作亦必須配合進行。故播種的作業，實際上是一個小型的自動化作業系統。

條播機是將種子在地上播成線條狀，這種方式較為簡單，可控制行間距離和種植深度，但是不能明確地控制行裡的種子間隔，故種子發芽之後必須再進行間拔或疏株，使種苗成長時過程中，有較寬廣的發展空間。

條播機之重要機構除種子箱外，即為種子配出裝置，其目的在控制種子之下播流量。配出方式有擾動配出法及機械配出法兩種。前者利用流動剌激的作用，使種子能自種子箱中自然連續流下(圖6.1)。造成此種流動現象可用打擊、搖動、崩潰、攪拌等方式(圖5.2)。其設計之機構較簡單，惟由於此法影響因素很難掌握，故不容易獲得穩定的配出流量，是其缺點。

圖6.1 攪動器進給方式

圖6.2 崩潰式與攪拌式配出

機械配出法則有多種型式，圖6.3為最簡單的型式利用迴轉星輪或葉片，在種子箱之出口處作攪動。圖6.3(b)之出口則利用一迴轉之調節孔控制其出量，並且可配合種子之大小調節所需之出孔徑。

圖6.3 迴轉攪拌式排種原理

星齒輪插出法則利用齒輪之間隙，容納進入之種子，並利用位置之轉換，使其移動至種子管之上部釋放(圖6.4)。一般星輪均橫放，故其軸垂直轉動，有時亦有傾斜放置情形，但以崩潰式為多。圖6.4a中，星輪一半曝露於箱子箱，以接受上方落下之種子。經轉動後，落在齒間之種子被帶至另一側，並利用種子本身之重力下落於種子管。圖6.4b則另有一可調式滑門，可以控制種子落於齒輪上之流量。

圖6.4 星輪式排種原理

與圖6.4之星輪排種法類似，但採用圓盤之型式者則如圖5.5。圓盤內盛滿種子，兼作種子箱；其週圍下緣有斜齒，可由一蝸齒輪驅動。當種子被圓盤驅動時，會在盤上滑動，在進入導管之前，另一可調節之滑動門，可以阻擋其流動方向。調節門之開口由調節桿調節，其附近有跳動凸輪，可以振動滑門，使種子更易個體化。

圖6.5 圓盤排種法

圖6.6 刮出式與舀出式配出比較

外槽輪式排種器之作業原理則如圖6.6，其排種部位在種子箱下方，利用具有強迫性之迴轉機構進行配出作業。當槽輪轉動時，凹槽內之種子隨槽軸轉動，形成一種帶動層並經由導片隔離。其特點是各種大小種子均可適用，且其播種量穩定可適應不平地面，但種子行內之分佈有脈動現象，均勻性較差。其配出量則以迴轉之速率或開口之大小控制，因此流量穩定而精確。

這種配出裝置有刮出式、舀取式兩種，前者之強制作用更強，流量確實，配出率因而可不因機體振動所影響，但容易使種子受傷﹔後者則採用自然舀取式，種子配出時係自然流出，不受壓迫，但流量會因機體之振動而影響。但兩者皆有凹槽的原故，種子排出時會有脈動性，使種子在行內之分佈均勻性較差。

在流量方面，兩者皆採用採用軸向位移之量作為控制舀取量之控制(如圖6.7)，其中有槽溝之部位，可以產生舀取量，而圓柱部位則不作用。由槽溝曝露之多寡決定種子種出量。

圖6.7 利用軸向之位移量控制種子配出量

摩擦輪式排種器(圖6.8)則是利用具有磨紋的圓盤，當種子進入間隙後，由於離心力之作用將種子由中心往外推移。在推移過程中，種子可以連續掉入排種槽，多餘的種子則經由圓盤邊緣往上排出，回到種子箱內。由於利用摩擦輪上之導片驅使種子移動，其間隙須依種子大小調整。轉軸之速度亦受限制，以免傷及種皮。

圖6.8 摩擦輪式排種器

6.3 Principle of Planters

2008-04-16T20:30:00.000+08:00

6.3點播機原理

點播機則是沿著播種作業之行距，以一定之間距，將適當粒數的種子播在一穴內，達到精確播種之目的。最理想之情況是一穴一粒，但為克服發芽率低的情況，可調整為一穴數粒。為控制種子落下間距，其機構通常採用可旋轉之種子盤或迴轉式輸送帶置於種子箱底部。種子盤邊緣或輸送帶面均勻分佈適當大小之孔穴，以容種子。當種子盤或輸送帶轉至種子箱底部時，種子會因重力落入孔穴中。若此機構繼續旋轉時，帶有種子之孔穴會往上移動至導管處，孔穴底部之遮板洞開，孔穴中之種子會自動落入導管，並降落在地面之溝槽內。

旋轉式種子盤(或星輪)的型式因用途而不同，圖6.9為三種不同的型式。其中A式為種子邊緣落下型，種子落下時以其邊緣站立，所佔的空間較小。這種方法之排種較準確，且種子不易受傷。B式為種子平躺型，種子落入穴中時，呈平躺狀態，其所需之空間較大，但有可能發生兩粒並存的情況。C式則為穴狀，孔隙較大，可以一穴容二至三個種子。應用於發芽率較差的種子，但現在已較少使用。

圖6.9 星盤的三種型式

6.3.1 皮帶式排種裝置

皮帶式排種裝置播種機係利用皮帶的輸送功能，將種子依序排出至導管。圖6.10為一具有等距孔穴之舀取皮帶，當其進入種子舀出箱底部時，種子依重其重力落入孔穴內，由於舀取皮帶傾斜而上，多餘的種子會依其重力自然滑落，回到舀出箱中，如此可以確保孔穴內之種子數量，由孔穴之大小可以決定種子之大小與每穴所需之數量。舀取皮帶行進與另一緊壓皮帶接合，使種子能在輸送過程中不致掉落。兩皮帶行致導管上方再行分離。種子因而掉入導管內。

圖6.11所示則為另一種皮帶排種裝置，其原理相同，但輸送行程較短，落差也較小，可以減少漏失的機會。其中有孔皮帶在底部種子室經過，種子在攪動狀態下會依自然重力落入孔穴中。多餘的種子則經由回送滾輪反方向迴轉之阻擋，仍然維持在種子室內。經過迴送滾輪之種子則會掉入導管中。

圖6.10 皮帶式排種裝置

圖6.11 皮帶式種子送出裝置

6.3.2 真空排種裝置

圖6.12 真空式種子吸附裝置

為更求精確播種，近年來多改用真空吸附式排出裝置，利用負壓將種子個別吸出。圖6.12是利用真空泵，將輕負壓通入針孔。當其通過種子箱時，即可因壓差吸附種子，然後在針孔旋轉到適當時機與導管位置時，再利用正壓將種子吹出。這種吸附方式較適於具圓滑表面之種子，其大小則視針孔之大小及壓力而定。現行許多蔬菜播種機即採用此種方式，並配合在穴盤育苗之機構上，以行一貫化之播種工作。

圖6.13 真空式排種原理

圖6.13則是利用一迴轉的種子盤，盤上圓孔可以在適當位置通以負壓。亦即圓孔以反時鐘方向轉入種子室時，圓孔通以負壓，此時種子會在適當時機被吸附在孔上，當其繼續往上升時，附近的種子會自然落回種子室，若有多餘的種子附著時，仍然可以藉掃除器將其掃落，如此可以確保每一孔僅附著一粒種子。當其轉至導管位置時，圓孔之負壓釋放，種子依其重力落入導管。為確保單粒化播種，亦有採用強迫吹氣法將多餘之種子吹回種子箱者，如圖6.14所示。

圖6.14 吹氣式播種機

圖6.15則是利用正壓附著的方式。利用圓形迴轉之種子箱，在種子室部份施以正壓差。此時因迴轉筒週圍散佈著適當的孔穴，落入孔穴之種子會因正壓作用而附著在斜孔內，其餘種子在滾筒往上升時會自然下落，未能落下者亦可利用刷子刮除。當受壓之種子抵達導管上方時，可在滾筒外另加以釋放輪，將正壓差抵消，種子因其重力落入導管之中。

圖6.15 氣壓式排種原理

6.3.3 氣流式排種

利用氣流使種子靜止於一錐形孔中之方法如圖6.16所示。其結構屬一圓鼓，週圍佈滿等距之錐型孔，外大內窄。當其經過種子箱時，有如一盛杯，將多數之種子一起帶上來。此時其上裝有一噴嘴，將較強的氣流對準錐型孔吹出，由於力量均勻分佈，且在底孔部位產生壓差之故，在錐底之種子將無法移動，其餘種子則會被吹出錐形孔外，落回種子室內。此時圓筒往前迴轉，進入護種輪套，種子受到保護不致外漏。當其迴轉至開溝器處時，另以推種板將其推出錐底，以確定每穴之種子均會落下。

為節省種子之使用量，點播的方式是播種作業最後的理想狀態，故新近對播種機之研究常針對點播機的性能進行改善，這些包括每穴粒數設定及調整之可行性探討、缺粒偵側及警示功能之加強等。

圖6.16 氣流式排種原理

6.4 Broadcasters

2008-04-16T20:00:00.000+08:00

6.4 撒播機原理

撒播機(Broadcaster)是無定向地將種子撒向田間，有如天女散花一般，但必須力求均勻。其覆土則另採用耙或鍊式中耕器作簡易式蓋覆。人手撒播亦是常用的方法，但有些細小的種子則必須先混合細砂或同大小之材料，以改善其均勻度。此種撒播方式多用於牧草、綠肥或大量生產的蔬菜園。利用機械進行撒播通常有離心式與重力式。前者用於小粒種子如苜蓿、紫雲英或亞麻子等，以迴轉盤在高速旋轉的狀態下，向四方散播(圖6.17)﹔後者則以自由落體的方式，種子通過許多排成一線的小孔，自然落下，為使其撒佈均勻有時加上混配裝置。在廣大面積之播種亦有採用飛機空中撒播的方式，其均勻度較差，但頗適用於粗放方式或林地之更新作業。

離心式撒播機是由具有突起的旋轉圓板藉離心力彈出由漏斗落下之種子，將種子均均地散佈於田間。其設計簡單，且可高速進行，作業能量大，但由於作業寬度不容易界定，必須注意其重疊的部份。重力式則有固定的作業寬度，操作上較為方便。這兩種方式所需之動力可為人力、畜力或機械動力，但離心式者仍以機械動力為多，且其所需之動力亦較大。

圖6.17 離心式排種器

撒播適用於粗放地區，尤其地面不平或砂礫多之土壤，有些設計還可以兼作施肥之用。種子之覆土則依耙、鍊、或中耕機具配合作業。歐美地區由於面積廣大，故有採用直升機或單引擎飛機進行空中撒播，其作業量甚大。

6.5 Auxiliary Equipment

2008-04-16T19:00:00.000+08:00

6.5 播種機之附屬機具

為防止種子掉落時產生跳動，在導管末端常裝有阻止閥，使種子正確落入土穴中。上述播種裝置僅針對其種子配出方式加以說明，事實上種子入土之前與後，土壤之處理也相當重要。這些項目包括開溝器、覆土器、施肥器等(圖5.18)。由於大部份之土壤表面容易乾燥，種子需播在土中適當深度，以保持水分及活力，故需要開溝器先行開溝，使種子掉入溝內。有時因為作物或土壤種類不同，開溝作業可以省略或以其他方式取代，但其基本之功能仍需俱備。

開溝器通常安裝於播種導管之前方，使種子入土之前，土溝已預為準備。開溝器有鋤型、鞋型、單碟及雙碟等，並能調節深度。鋤型具三角刃，堅固耐磨，為常用之型式﹔鞋型具壓削功能，用於夾雜物多之地面，阻力較小。碟盤則如飛盤，但盤緣銳利，可在前進時旋轉，並切斷殘枝，故切土及碎土功能甚佳，但不利於開製深溝。雙碟則在開溝後，成一整齊的V字型溝，是最為理想的方式。在黏土上作業時，碟型開溝器需附一刮土片，以刮落附著於碟盤面上之泥土。

圖6.18播種施肥裝置

覆土器位於導管之正後方，在種子進入溝中後即將兩側之土壤回填，或稱覆土。覆土器有鍊型及輪型兩種。鍊型是一條鐵鍊，可將旁邊的土撥回溝中填平，是一種簡單的型式。輪型覆土則除將兩側土推向深溝外，尚具壓實作用。此在乾燥季節裡，必須保持種子層之土壤水分時，最常使用。

施肥器則屬另一目的，通常有另一套施肥裝置，置於播種器之後方，在種子覆土時，順便進行施肥。施肥器所經之路徑常與播種路徑略異，以免影響種子之發育。

圖6.19 小型中耕式播種機之外觀

6.6 Applications

2008-04-16T18:00:00.000+08:00

6.6 播種機之應用

播種機之應用有兩種，一為不整地播種，即直接在未整理過的土壤表面上進行播種作業，此時地表仍留存許多殘枝敗葉，土壤且處於壓實狀態﹔另一方式則是整地播種，將種子種在經過精心整理、碎土，土壤膨鬆、平整而無雜物的土壤中。從節省能源或降低生產成本之觀點而言，第一種方式較為經濟。不整地的方式，其產量會隨耕作之次數而逐年降低，故數年之後仍需進行整地播種。

6.6.1雜糧綜合播種機

雜糧播種機的開發過程中，最早係由種苗場完成曳引機承載式綜合播種機，經由國內農機工廠予以商品化後正式推廣。曳引機承載式綜合播種機適用於高粱、玉米、花生、大豆等種子，作業能量每日四公頃左右。其後，國內又發展出各種不同型式及大小之播種機，包括曳引機承載式播種施肥機、播種作畦機、播種施肥作畦機、局部整地播種施肥機，及耕耘機附掛式播種機、中耕管理機附掛式綜合播種機等，使播種機械化程度快速成長。

圖6.20 雜糧播種兼施肥機之外觀

目前本省雜糧作物如玉米、高粱、花生、豆類等已普遍使用機械播種，惟大部份仍使用機械式播種機，適於條播或點播，其播種時使用種子較多，故增加萌芽後之間拔工作，為提高種子發芽率，以提升雜糧播種層次，開發國產之真空吸力式播種機乃因應而生。

6.6.2雜糧真空吸力式播種機

目前本省雜糧作物如玉米、高粱、花生、豆類等已普遍使用機械播種，惟大部份仍使用機械式播種機，適於條播或點播，其播種時使用種子較多，故增加萌芽後之間拔工作，因此必須研究更精密真空吸力式播種機，並配合要求提高種子發芽率，以提升雜糧播種層次。

國內早期引進法國MONOSEM 牌及參考國內德FA"HSE牌、義大利 GASPARDO牌真空吸力式播種機，並正式推廣。國外真空吸力式播種機最小每行寬度45公分，常十數行為一組(圖6.21)。一般國內用之播種機均為曳引機附掛式，每行寬度可縮小到30公分，，其行距可可簡易調整，因每行為獨立式，故若加裝雙面犁可作畦播種，更換犁頭可平畦或開溝播種，更換種子盤可播種玉米、高粱、花生及豆類等多種作物。

圖6.21 大型真空播種機

國內使用之播種機作業速度每秒達1.7公尺，一天播種約3.4公頃。

6.6.3手拉式葉菜類播種機

這是小型之田間蔬菜種子條播機，其栽培之葉菜類蔬菜有黃金白菜（土白菜）、東京小白菜、青梗白菜、芥藍、萵苣、莧菜、空心菜及菠菜等。栽培面積每年將近六萬公頃。由於這些蔬菜之種子大小及形狀不規則，因此不易採用一般的機械播種。

本播種機是利用播種盤上之杓子，將種子槽內的種子舀起然後旋轉滑入落種口，而掉在土面上。其大小可視實際需要而設定大小，目前之標準規格為四尺寬，另外也有二尺寬及三尺寬之規格，農民可視田間實際畦寬選訂規格。其行株距可隨著實際需要調整。行距可週範圍為5公分、10公分、15公分（即5的倍收），株距可調範圍為7公分、9 公分、l4公分、2l公分四種。

其功能包括：

(1)白菜型（標準型）：可適用黃全白菜（土白菜）、東京小白菜、青梗白菜、芥藍及一般圓球型種子。播種粒數l~2粒。
(2)萵苣型：此型為萵苣專用播種機，播種粒數l-3粒，通常以2粒較多。
(3)菠菜型：此型為菠菜及葉用蘿蔔專用機型，適用於大粒型種子。播種粒數為l粒，偶而含有2粒情形。
(4)莧菜型：此型特別為莧菜小粒型種子而設計，播種粒數為2-3粒。
使用時，只要將種子倒入適用型式之播種機之種子槽內，到田間或網室以手拉方式即可播種，非常輕便且精確度高，不僅不會缺株，而且不需間苗作業。本播種機亦可用於箱式有機葉菜類之播種。

第陸章蔬菜移植機

2007-06-22T21:51:00.000+08:00

蔬菜、玉米、棉花、高梁、甜菜等旱地作物在國內外均有進行移植栽培之情形，其中以蔬菜為最普遍，應用也較長。台灣蔬菜面積超過18萬公頃，其中需要先育苗再移植的蔬菜，面積在7萬公頃左右，這7萬公頃蔬菜目前絕大部份以人工方式進行移植工作，既費時又費工。

目前十字花科、茄科、葫蘆科及蔥類蔬菜作物採先育苗再移植的栽培方式，然而，人工移植蔬菜每公頃平均需要12人／日，依目前的工資水準，1公頃大約1萬元工資，所占成本很高。如能在移植時改採機械作業，將可大幅降低人工成本。

田間移植作業比直接播種法具有下列之優點：
• 容易重建作物之成長環境：避免播種期之氣象災害及病蟲害等不良環境：地、氣溫過高或過低之時期，播種期有強雨顧慮等不良自然氣候條件下，也可進行發芽或培育。
• 可以獲得更均勻的作物成長：均一的發芽，促進發芽後之初期生長：因細心的管理，可提高發芽率，減少種子的浪費。苗之成長較均一，適合機械化移植作業，移植後作物之管理與收穫作業也較有效率。
• 本田之生長時間縮短，所以複種指數提高，且提高圃場利用效率：前作結束前，開始下一作之育苗，前作結束後可立即進行移植栽培，提高圃場或溫室的利用效率。
• 節省播種作業之成本，尤其雜交種子可以節省種子費用：圃場的直播栽培中，成苗期間作物所占面積尚少，故於直播之圃場灑布肥料或除草藥劑時，幾乎將勞力、材料投注在作物以外的棵地，進行育苗則可減少浪費。
• 節省田間之需水量。
• 容易在苗圃階段辨認與控制蟲害。
• 嫁接、花芽分化或打破休眠等幼小植物階段處理之操作，能確切的實施。
• 組織培養苗之馴化：於培養瓶內培育之幼小作物，須以接近自然條件之環境管理使順應後，再移植至實際的栽培場地。

11.1育苗作業

園藝作物的栽培中，除根菜類少數作物將種子直接播種於田間外，需將發芽、發根後的幼小植物集中管理一段期間後，再移植到田間或溫室等圃場，培育直到收穫。整體園藝作物的生產可分為下列之操作階段：

育苗＝＝＞移植＝＝＞栽培＝＝＞收穫＝＝＞收穫後處理

移植前的幼小作物稱為苗，將苗於小面積苗床內集中管理至適宜移植大小時期之栽培稱為育苗。園藝作物包括蔬菜菜﹑花卉及果樹三顏，各顏作物育苗生產方式有所不同，一般可分為以種子、球根播種等型式生產之種子系苗，如蔬菜類及部分花卉及以插技、嫁接等型式繁殖之營養系苗，如果樹類及康乃馨、菊花等部分花卉。此外，如蘭花等利用組織培養方式增殖之育苗也包括在內。

育苗為一需專門知識之作業，不僅須要相當之勞力，育苗管理之良否也會影響苗之品質，而苗之品質更關係作物的產量與產質。故育苗除有勞力之問題外，在精神上也是極大之負擔，而於傳統農業中，須由農民自力完成整體園藝生產之作業，然最近因農村之高齡化，人手不足之狀況下，育苗與栽培分離之必要性愈形高漲。

就苗的種植型態而分則有土根苗與缽苗移植兩種類型。土根苗係直接將種子種於田間，至一定苗齡時，自田中取出，經清除整理後，徒手或利用移植機移植至田間。缽苗則是利用特定的穴盤，內有容許種子成長的固定空間，每盤有六十四、一二八、二八八格之排列方式(圖11.1)。各格盛有培養土或缽土。待缽苗長成後，利用機械進行移植作業。缽苗的特點是起苗方便，不易傷苗，且栽後生長快，成活率高。此外與土根苗不同之處是需增加硬體設備，並增加運土及運苗之工作量。

圖11.1 缽苗採用之各種穴盤

圖11.2 缽苗長成後之情形

11.2移植原理與種類

移植機係將水稻、蔬菜等幼苗移植於本田時所使用之機械，它是高難度的作業，由於苗體軟弱，形狀複雜，故需要細心處理。故在歐美各國所使用之移植機幾乎皆為半自動式者。即有關苗之輸送、移埴用之開溝以及覆土等工作均以機械完成，而最難予以機械化之取苗、分苗過程卻必須以人手為之。此外，將幼苗一次供入機械之苗箱以後，其他過程均可用機械之動作予以移植，而完全不需要人手操作者，則稱之為自動式移植機。在田間作業時，由於田間變數較大，容易影響插植精度，故大多採用半自動式，配合作業員取苗及供苗。在溫室中，由於利用穴盤培育標準苗株，故可採用全自動移植機。

移植作業過程可分四道程序，即開溝(穴)、分苗、餵苗、栽苗與覆土(或壓實)等。簡易型移植機只有開溝覆土壓實器，移植時以人工將秧苗直接放入預開的溝內，半自動型則加裝一個栽植器，由人工將苗分送至栽植器，再由栽植器栽入溝內。自動型移植機則自分苗、栽苗至開溝覆土等一貫完成。

11.2.1半自動移植機

如前所言，半自動移植機需要人工配合分苗的工作(如圖11.3)，雖然所需人力較多，但由於其結構簡單，工作性能穩定，在世界各國均普遍應用。

圖11.3 半自動式移植機

所有之旱田小苗定植機全為半自動式移植機，按植行數之多予以配置適當數目之工作人員，並使彼等乘坐於座椅上，再用特別低速前進之曳引機予以拖曳之，此時各工作人員則所定之操作程序從事移植工作，必要時尚需由水槽取水澆灌之。為此項移植操作之情形下，可有兩種方式，即直接用人手將苗插入以開溝器所開之植溝內，與用人手供苗於旋轉中之插苗盤或無限鏈條式機構之挾苗器等兩種方式。前者之方式係利用地輪迴轉所發山之音響，以告知工作人員其應操作之一定移植間隔。

插苗盤係為兩片橡膠製之圓盤，直徑約65公分。在圓盤之兩側並以呈放射狀排列之彈簧板所壓住，倘將苗插入橡膠圓盤之開口部份，則隨圓盤之旋轉，該苗即被圓盤左右挾住，當旋轉至植溝時，該圓盤即又張開將苗放出。

無限鏈條式移植機用彈簧啟開之橡膠片製之挾器，以一定之間隔鎖於鏈條上，因此即可與鏈條一同在支柱上下之二鏈輸間旋行，當挾苗器旋行至上方時，則供以苗，下降行程時，則該挾苗器依導軌之作用而關閉，如此即可將苗挾住，當旋行至下端，再由彈簧之力該挾苗器自動啟開，再將苗置於移植之位置。

分夾持式及圓盤式。

半自動移植機是作業員從苗床取出苗，再逐支供給機械之植入部，由機器植入。移植機除植入部外，其他結構與播種機類似，包括切溝器、覆土器及鎮壓輪等。

植入機械有植入圓盤及植入漏斗兩種型式。前者係利用兩個旋轉的軟質鐵或橡膠圓盤，利用其間隙夾持菜苗，當其往下迴轉時，會同時夾緊菜苗，直到其迴轉至適當位置時，利用鬆開機構將兩盤打開，使菜苗落於經開溝的溝槽中。為避免傷及菜苗，圓板內側常黏付海綿或其他軟性物質。此旋轉圓盤在上、下兩位置均有適當機構令兩盤張開，使其在上部能順利夾苗，在下部釋放菜苗以繼續植入動作。

圖11.1 盤式夾苗

圖11.2

漏斗型植入機構則是利用苗塊自由落體的作用，由作業員於固定距離或時間將取出之苗株投入漏斗內，再用連桿機構將漏斗前端的開口器插入土中，進行開孔，使落下之苗株順利植入土中。
半自動移植機主要特色在配合人手移植，其汎用性高，適合於甘藍、葉菜類（汎用型）加工番茄、深根蔥等使用。其典型之機械如洋蔥移植機、甘藷移植機及其他蔬菜類如甘藍、結球白菜、萵苣等使用之移植機。

本省第一台半自動移植機台中區農業改良場與中興大學農機系合作開發完成一台單人操作、跨畦行走，適合於一畦兩行式田區使用的半自動蔬菜移植機，以期解決農村移植人力不足問題，並配合蔬菜穴盤苗之推廣，可供農友參考應用。

本機配置六馬力汽油引擎，後二輪驅動、前二輪支撐導向，具前進二速、後退一速選擇，並藉油壓機構調整機體距地高。盛苗供苗機構包含轉盤與十只待植苗杯，左右兩組鴨嘴杯則輪流交錯取奇、偶數苗杯中苗塊後，做種植動作。其種植行距固定為40公分，株距則具有35、40、45、50公分四段選擇，並採快速更換鏈輪的調整方式，變換極為簡便。畦面整平兼畦高自動追蹤機構係與油壓舉升機構配合作動，可隨著車行而偵測畦面的高低變化，自動調整距地高而維持固定的種植深度。田間作業時，移植機二前輪循著畦溝與畦壁自行前進，操作人員僅需隨車移動，並自穴盤取苗，投入機台上之苗杯內，機械即自動將菜苗交由兩組鴨嘴杯，交錯定植至畦面上再覆土。
在操作熟練的情況下進行穴盤苗移植，則每小時約栽植一分地，較人工移植快達11倍，而作業精度亦符合「蔬菜移植機性能測定方法與暫訂標準」，並可節省63%的工資成本。該機目前已辦妥技術移轉進行商品化生產，並示範推廣十餘台於全省蔬菜專業區使用，期望藉由田間移植機械之開發應用，加速蔬菜穴盤苗推廣，以提升本省蔬菜品質與產業競爭力。

移植機有兩種型式，即將苗挾住再予栽植與泥炭缽之型式。當移植時，後者則用於特別需要根缽之作物，故通多使用前者之型式。此種移植機對番茄、茄子、萵苣、甘藍類等大都均能移植，此等作物有否根缽均無多大差別，但萵苣倘無根缽而根露出土面時，其生長將變為緩慢，以玫延遲結球一週左右。甘藍類之作物則無此種顧慮。萵苣之育苗如能使用直徑較小之紙缽，其生育差幾乎完全相，但其苗卻有徒長之弊。

通常移植時使用大苗均感困難，僅可使用生長至20公分左右之苗，即所謂小苗移植。因此，關於移植時期等多少應加以考慮。

半自動移植機主要特色在配合人手移植，其汎用性高，適合於甘藍、葉菜類（汎用型）加工番茄、深根蔥等使用。其典型之機械如洋蔥移植機、甘藷移植機及其他蔬菜類如甘藍、結球白菜、萵苣等使用之移植機。

11.2.2全自動移植機

全自動移植機係自供苗、抓苗、移植等動作均由機械一貫執行。為使整個過程順利進行，需具下列要件：

1. 苗株之培育要標準化，大小一致，成長整齊。
2. 良好的計數機構，使苗株單一化，並且方便運送與處理。
3. 需有精確的夾持機構，能將苗株置於插植管中，且不傷及苗株。

為達到第一項要件，大部份之苗株均在固定之穴盤培育，使其單一化。為達第二項之目標，穴盤之材質、型式及培育之格數均有特殊之設計。使機構在抓取及夾持作業進行時，容易分離菜苗。目前許多葉菜類如包心菜、白菜、萵苣等苗株之培育均已採用類似資材，而相關機械亦逐一研發完成，以達移植作業全自動化的目標。

全自動蔬菜移植機(如圖)之構造可分為供苗部、取苗部、植入機構、開溝器及覆土器等。整套系統裝載於一行走機構，分步行式及乘坐式兩種。取苗時通常採用雙爪由供苗盤內逐一取出，然後投入漏斗進行插植。由於蔬菜多移植於畦上，故車輪行於畦底。為克服地面之不平，有時需利用油壓控制其車軸之升降，使苗株之植入深度維持一定。

從利用固定穴盤的育苗方式，可以進行機械移植。本機多年來由桃園場進行開發，並經工研院的商品化設計。由於初步之雛型機屬單行式，而且必須配合育苗作業，農民仍不甚滿意，最後仍無法轉移給合作廠商。最近一兩年桃園場復開發兩行式，並裝載在乘座式動力機上。其作業較能滿足現行一畦兩行的傳統種植方式。每公頃可以種植３３，３００株。此種蔬菜移植機之開發將可配合未來蔬菜種苗之大規模生產，以獲得一貫化機械作業之目標。但由於育苗盤的型式及所用介質之不同，其所需之移植方式自亦有異，故在育苗自動化方面，田間移植機之開發仍需一番努力，方能有具體的成果。

全自動移植機之主要特色為自動給苗。因此其性能高，較為自動化及省力化，通常必須配合專用育苗容器和育苗系統，甚至必須配合卡式育苗盤連接 plot及移植機搭配開發。國外也有些類似之機種，通常係針對Cell 育苗盤、小型成型 plot育苗、真空球 plot（成型紙穴盤）或鏈狀 plot（連結式紙穴盤）等育苗方式而發展，故其所用之穴盤型式亦各有不同，不能相互為用。

全自動移植機適用於甘藍、青花菜、結球白菜、萵苣、蔥、深根蔥﹑蔥、韭菜等、馬鈴薯等。一般使用 128 穴及 200 穴的穴盤。一人操作時，每小時可做一分地。

三、現有進口之移植機

l. 全自動蔬菜移植機：PV 101
2. 全面覆蓋：PV 101-45
3. 菊花移植機：PVK l0l 90
4. 久保田P-2l6型蔬菜移植機
5. 久保田KP 5型蔬菜移植機
6. 野馬ACP-1M(W)型蔬菜移植機
7. 曳引機承載式蔬菜移植作畦機
8. 桃改型半自動式蔬菜移植機

移植機的型式主要和育苗方式有關，分成土拔苗與穴盤苗用兩大類。土拔苗類又分為拔取苗、切取苗及結束苗等三種。

穴盤苗則依穴盤之型式分：連接穴盤苗、紙穴盤苗、卡片苗（型苗）及Cell成型苗等。

四、移植機的性能分類

1.苗形態及移植機種類
a. 拔取苗挾持型（半﹑自）
圓盤型（半、自）
帶式型（半）
b. 切取苗鑷子型（半）
土拔苗圓盤型（半）
活塞（半）
c. 結束苗圓盤型（半）
d. 練床、土耕苗開孔器型（半）
e. 連接plot苗開孔器型（半﹑全）
f. 紙穴盤 f1-紙筒plot 開孔器型（半）
挾持型（全）
圓盤型（半）
苗 f2-鏈狀 plot 回轉型（全）
f3-成型 pl0t 回轉型（全）
g. cell水成型苗開孔器型（半、全）
plot苗帶型（全）
h. 卡式苗(型苗) 角型開孔器型（半、全）
攝子型（全）
中子型開孔器型（全）
落下型（全）
　　　　　
2.育苗方式及移植機種類

表二育苗方式及全自動型移植機的※
機種育苗方式一箱苗數取苗方式定植機構實例
a Cell成型苗 10x20（=200株)
8x16（=l28株) 鑷子式開孔器式 ACP-1（野島公司）
b Cell成型苗 10x20（=200株)
8x16（=l28株) push rod式挾持式開孔器式 P-ll4（久保田）
c 真空球 plot l0x10（=100株)
9X 8（-72 株) 挾持式雙重迥轉式 DV 101
（工社）
d 小型成型plot 14 x 32(= 448株)
10 x 22(=220株) push rod式定植 OP-2,4
(Mikado)
VP245
(Mikado)
e 鏈狀plot 10x22(=264株) 挾持式挾持迴轉式 P-216(久保田)

表一蔬菜移植機分類法
分類法分類
l. 蔬菜種類甘藍、萵苣、洋蔥、蘿蔔、甜菜
2. 苗種類土拔苗移植機、plot（苗）、Soil plug 土塊苗移植機plot 移植機、Paper-plot 紙穴盤苗移植機
穴盤苗（plug）移植機、型卡苗移植機、結束苗用移植機、甘藷用移植機
3. 定植方式挾扶式（holder）、圓盤式(disk）、帶式（belt）、攝子式（pincet）、開孔器（？）、回轉型
4. .行進形式裝著式、自走式（步行型、乘用型步型、乘用兼步型、車輪型、轉動曲板型）
5. 苗供結方式半自動型、全自動型
6. 種植數一條、二條、三條、四條移植機

芋移植機之開發
邱澄文、宣大平 1 99 8- 06 花蓮區農業專訊 2 4 : 4 - 5
一、前言
芋俗稱為芋頭或芋仔；屬天南星科多年生宿根性草本植物，芋的營養豐富球莖含大量澱粉、礦物質、維生素等養分，除可供主食及副食用外，並可當作蔬菜、製粉、加工食品、動物飼料與工業用途等，根據台灣農業年報指出目前種植面積大約 2 ,5 00 公頃。本場鑒於芋苗之移植過程當中完成停留在人工階段每公頃尚需 8 個人工，移植作業成本在 7 ,2 00 - 10 ,6 00 元之間費時又費工，所以本場提供芋苗移植機之研製之構想，主要目的是希望開發移植機降低農友芋生產成本，減少勞力之付出以機械方式取代人力。
二、目前人工栽培情形

芋之栽培方式常見有旱芋栽培與水芋栽培二種，其中水芋栽培面積約佔整個栽培面積 1 /3 左右，水芋栽培分佈在台中大甲、苗栗公館、屏東高樹、花蓮吉安等地區，以 84 年為例在花蓮地區吉安鄉成立 10 個產銷班栽培面積 3 00 公頃是本鄉一鄉一特產之重點作物之一。目前水芋栽培耕作完全以人工方式栽種，首先利用前一天將芋苗田機整地後靜置一晚上讓土壤稍為沈澱靜置，主要是配合插植時能將芋苗有效定植在土壤上以利植株固定，種植前靜置水深維持在 5 － 8 公分在右，在第二天時再以 22 人為作業小組，首先將芋苗利用大袋裝安置於田埂邊方便栽植者方便取用，再經由小梱裝方式分別置於本田中或於在較大苗盤中，隨著栽植者移動時將苗盤移動，另外為了有效控制移植時之行株距與宜線性，農友在種植前利用尼龍繩拉起二端做為基準線，當三端尼龍線拉直過程當中，為了種植時固定株之一玫性，在每一適當距離設一記號俾利株距之控制，種植者將苗分別在兩端沿著記號將芋苗插植在本田上，一般水田在利用人工芋苗栽植長度 23 － 26 公分左右，插入土中約 8 公分之深度，芋柄曲在水中約 8 公分，透出水面之芋柄約有 7 － 10 公分左右。在旱芋栽培方面，一般在水源不足的地區則顯的較粗放。
三、于移植機之構造
目前開發完成之芋移植機如圖一所示係以曳引機承載，目前移植方式是以旱地方式進行　移植，移植機各部機件構造相當簡單，其動力傳導機構如表一所示，本移植機可配合小馬力之曳引機承載，其主要構造包括有機架，機架包含有三點聯結承載架及四連桿機構及固定裝置，三點聯結承載架係聯結曳引機與機體作為聯結橋樑用，其橫架桿上可鎖固各單行移植機構，可分別安裝二行或多行。另移植機構前端亦即聯結三點聯結橫桿上鎖固下端設有一四連桿機構，主要是配合移植機移植時由於土壤表面不一定很平坦，但可配合地輪裝置維持與土壤保持相當穩定之種稙深度，另外為了配合不同移植對象，在開溝器底端亦設有螺栓調節裝置，可配合諸如穴盤苗株不同大小植株方便調整開溝器溝槽大小。至於承苗杯部分目前開發有二種型式，有八個組裝及十個組裝之承苗杯。
四、芋移植機之作業
本機係以半自動方式經由人工將待移植苗置入承苗杯中，由於苗杯在轉動過程中能順利將苗株移至適當位置，再經由活頁開口將苗株經由導管順利導入開溝器所開之溝槽中，隨後由鎮壓輪將土壤擠向植株將植株固定壓實達到種植之目的，株距之調整為了適應多種調整方式利用鎮壓輪（地輪）做為傳動機構，配合鏈輪齒速比之更換相當方便，本場開發完成之芋移植機有二行式與四行式，田間移植情形如圖二所示，其芋苗生長情形如圖三所示，本移植機之開發蒙農委會經費之資助，特此感謝。

圖PR2型全自動移植機構造

圖PVP200紙缽型自動移植機

Fig.7. Fully automatic transplanter Model PR2 for cell mold seedlings
(Yammer Noki, Co., Ltd, for cabbage in Ogoori, Fukuoka)

Fig.8. Fully automatic transplanter model SK20 for cell mold seedlings
(Kubota, Co., Ltd., used in Takeda, Kumamoto

Fig.9. Fully automatic transplanter model PVR200 for pulp mold cell pot seedlings
(Iseki Noki, Co., Ltd., used in JA Kazuno, Akita)

Development of riding-type, fully automatic transplanters1,5)
1) Outline of fully automatic transplanter
We developed 3 models of riding-type, fully automatic transplanters that allow continuous transplanting work on 2 rows simultaneously at a planting speed of 60 cells/row/min, with vegetable seedlings fed automatically. The prototypes manufactured in 1995 consist of 2 models for cell mold seedlings (Type A in Fig. 2, Type B in Fig. 3) and a model for pulp mold cell pot seedlings (Fig. 4). The outline of each model is described below.
(1) These machines handle mainly leaf vegetables such as cabbage, Chinese cabbage, and lettuce (Fig. 5), with cell mold seedlings and pulp mold cell pot seedlings. As the under-tray, a rice seedling box is used. Since the numbers of cells (pots) per tray are 128 and 200, standard trays can be used.

Fig.5. Chinese cabbage and lettuce seedlings
(2) The basic configuration of these machines is that of a small, riding-type machine consisting of a 2-row planting device mounted on the back of a vehicle. The planting device is composed of the seedling feeding and transplanting sections. The vehicle has a 4 wheel-drive system and is well adapted to slopes. The standard adjustment range of the tread (distance between the right and left wheels) is 90 to 120 cm. Although usually riding-type machines are very long and require a considerable area at the end of the field for turning, the current machine is a compact 4-wheel-drive vehicle, adapted to such use, and requiring only 3 to 4 m of headland for turning. This riding-type is suitable for relatively small fields.

(3) The models for cell mold seedlings (Types A and B) pull out seedlings one at a time from the tray using a seedling take-out claw of the holding type and discharge seedlings into the bill-type opener. The opener, which is interlocked with the claw, transplants the seedlings to the tamped surface of the ridge, and the tamping ring at the rear presses soil from the left and right to cover the seedlings. The automatic-planting-depth control unit and the ridge-following control unit allow stable transplanting with the use of hydraulic devices. Since the seedlings are independent cells, growth control is easy, growth rates are similar, and they display an outstanding initial rooting capacity after transplanting. The vehicle consists of a 4-wheel-drive system with either a diesel engine (Type A) or a gasoline engine (Type B).
(4) The model for pulp mold cell pot seedlings holds seedlings that are each wrapped by a paper pot (pulp mold) and transplants them continuously by separating them into individual hills. It allows the transplanting of seedlings with a wide range of sizes over a long period of time and is suitable for transplanting regardless of the degree of growth of the individual seedlings.

The model for pulp mold cell pot seedlings scratches off seedlings with the paper attached (pulp mold), after separating them into each hill with a transplanting claw, and transplants them in the hole opened by the arm. After transplanting, the soil is tamped. This transplanting claw consists of 2 blade-like claws and an extrusion arm. The blade-like claws scrape each seedling pot to separate it from the others and hold it, and the arm extrudes the seedling pot into the soil to plant it. Soil is pressed then from both sides of the planted seedling by the tamping ring to complete transplanting. The automatic-planting-depth control unit and ridge-following control unit allow stable transplanting with the use of hydraulic devices. The vehicle has a 4-wheel-drive system that allows maneuvering of both front and rear wheels.

(5) Planting conditions common to all the 3 models include an adaptable ridge height of 0 to 25 cm, a hill space of 25 to 50 cm, and a ridge space of 45 to 60 cm, in which the model for cell mold seedlings (Type A) allows zigzag planting on 2 rows.
2) Performance of the prototypes
(1) Working accuracy2)
Based on operation tests on the prototypes using seedlings of cabbage, Chinese cabbage, and lettuce, we confirmed that hill spacing, planting depth, and soil cover can be adjusted easily, a planting speed of 60 to 70 hills/row/min is possible, and the ratio of misplanted hills is 3% or less (excluding non-seeded hills in the tray). Lateral displacement of planting positions (rows), changes in hill spacing, and the ratio of slanted hills were also small. In the case of planting on slopes (maximum of 10o), number of misplanted hills and changes in hill spacing were small. Table 3 shows the results of the planting accuracy test performed in Aichi Prefecture in 1994.
(2) Working capacity4)
We found that when 12 to 14 trays were mounted on the seedling tray and the auxiliary seedling tray, it was possible to transplant 2,400 or more hills without requiring the operator to get off the vehicle. Working time per 10 a per operator, including the planting time, seedling feeding time, turning time, etc., was approximately one hour. Table 4 shows the results of the working capacity test performed in Aichi Prefecture in 1994, indicating that when one operator planted cabbage (at a hill spacing of 30 cm and row spacing of 60 cm), the working speed was 0.33 to 0.39 m/s, and all the 3 models showed a working capacity value of approximately 10 a/h. A similar value of working capacity of approximately 10 a/h was reported in a test on commercial machines.
3) Economic efficiency of the prototypes4)
(1) Maximum working area
We calculated the maximum transplanting working area per year achieved by these prototypes in the case of cabbage cultivation (Table 5). The time available for transplanting work was 2.8 h per day. This value was calculated on the assumption that half a day (4 h) can be used for transplanting work, to avoid other conflicting tasks and poor rooting conditions, as well as high temperatures in summer and low temperatures in early spring. Assuming that the actual working rate is 70%, the maximum working area per day was 0.29 ha/day, based on the time available for transplanting work and the working capacity of the machine. Next, the number of days available for working was 183, on the assumption that the ratio of days available for work is 75% because transplanting work is performed over a period of 8 months from April to November, including the days when rain prevents outdoor work. The maximum transplanting working area per year (cumulative working area per year) was 53.1 ha, based on the calculation of the maximum working area per day and the number of days available for working per year.
(2) Cost and economic efficiency
We calculated the cost of using these machines in the case of cabbage cultivation. The costs included fixed costs (expenses required for owning the machine) and variable costs (operating costs, including fuel, lubricating oil, and labor). Fig. 6 shows the relationship between the area covered and the cost of the machine. To evaluate the economic efficiency, we calculated the minimum economical area for using this machine based on the work contract wage for manual transplanting. Based on that wage, the result was 8.21 ha. Since the maximum transplanting working area per year is 53.1 ha, and since this machine can cover an area 6.5 times as large, we consider that this machine is economically efficient.
Conclusion
We developed 3 models of small-sized, high speed, riding-type, and fully automatic vegetable transplanting machines for the first time in Japan. These machines feed vegetable seedlings automatically and enable continuous transplanting work on 2 ridges simultaneously at a planting speed of 60 hills/row/min. The machines can be used for cell mold seedlings and pulp mold cell pot seedlings. In Ogoori City, Fukuoka Prefecture, where the machine was put on the market and used, cabbage is cultivated over the year on a 15-ha field, using a transplanter model for cell mold seedlings (manufacturer, Yanmar Noki Co., Ltd.), as shown in Fig. 7. This was part of a thorough mechanization system, including general-purpose use of this vehicle and the introduction of harvesters. Fig. 8 shows another model for cell mold seedlings (manufacturer, Kubota Co., Ltd.), which is used for transplanting cabbage, etc., in a farm where cabbage, Chinese cabbage, and lettuce are cultivated (25 ha) in Takeda City, Kumamoto Prefecture. Six riding-type transplanters of the model for pulp mold cell pot seedlings (manufacturer, Iseki Noki Co., Ltd., Fig. 9) were used for a thorough mechanization system, including general-purpose use of this vehicle, in Kazuno City, Akita Prefecture, where a cabbage production center of 100 ha is being constructed. As a result, dozens of such riding-type, fully automatic transplanters have been introduced already in various areas and we anticipate that their use will be disseminated throughout the country.
We thank the Agricultural Experimental Stations of Iwate Prefecture and Aichi Prefecture for their cooperation during the field tests of the automatic transplanter.

(3)如何改善田間移植機之性能
• 優良的種苗：硬朗的種苗在移植過程甚為重要，唯有如此才能忍受各種衝擊與振動而不受傷砉。而若將種苗種植在穴盤中可以適應自動移植過程之擠壓問題。
• 需有良好的土壤準備：特別注意本田充分放水，因為在泥濘的田間再好自動移植機也無法發揮其作用。
• 苗株之間距需維持正確：間距太小會使苗株成長不良；太大則會浪費田地空間，有些廠牌之移植機可以自動感測正確之插植間矩。
• 需移植至正確深度：窩苣等需要良好的洞穴，使其維持正常成長，否則會產生橢圓形果，失去其經濟價值。故移植深度之控制甚為重要。.
• 隨時監視及量測機器之性能：若能在收穫時注意其均勻度、每公頃產量及病蟲害控制情形等，可以作為改進田間移植機性能改善之參考。目前之機械有些可以計數移植之數量，以比較所使用之盤數，以瞭解育苗場所提供之種苗發芽率。同時亦可據以決定每塊田地所需要之苗數。

該移植機設計為自走四輪式；後二輪驅動，前二輪支撐導向，採跨畦方式操作。由1個人操作，適合一畦二行式田畦區使用。
進行移植作業時，操作人員將穴盤苗投入盛苗轉盤，轉盤有10只苗杯。蔬菜幼苗從苗杯落下左右側的鴨嘴杯，當二組鴨嘴杯交互到達最高點承接盛苗轉盤落下之菜苗，再植入畦土內，隨即內後方兩支覆土板回填鬆土。
王明茂說，該機械可利用在甘藍菜、花椰菜、結球白菜、番茄、芥菜、茄子和菸草作物。最適用的畦溝寬度在105～135公分、畦面寬68～80公分、畦高20～30公分，溝寬則不受限，而株距視作物而定，可在35～55公分間調整。移植效率相當高，每公頃只需要8～11小時。
本研究的目的在改良與試驗一部自走式全自動蔬菜種苗移植機。改良的重點在於以液壓系統取代皮帶輪系，以簡化移植機的傳動系統；同時，重新設計與換裝供苗與取苗機構的取苗針正在凸輪，以改善移植機的供苗效果。實驗結果顯示，當引擎轉速在600至1800 rpm之間時，換裝的液壓系統可以使移植機的理論種苗株距保持在45.2 cm至46.7 cm之間，田間實作株距為44.5 cm，與預期的45 cm頗為相近；換裝新設計的正時凸輪之後，使移植機種植機構之落苗成功率由44%提昇至90%以上，對移植機的作業功效有顯著的改善。本研究應續加強田間實驗，以做為做續改良的依據。
為解決因農業人口的日益流失以及工資日漲所造成之問題，農業生產自動化乃必然起勢。種苗是農業生產之根本，關係到作物生產品質的好壞與產量之多寡。國內之種苗事業起源於民國五十年代，當時是以充沛的勞力與廉價工資從事採種工作，然而近年來因為工資高昂造成其經營困難，是故必需面臨轉型階段。在未來園藝作物生產過程中必需配合工業現有之自動化技術，將生產流程分為上﹑中、下游。種苗屬上游作業、農家栽培屬中游之成品製造、流通銷售與分級包裝則屬最後下游作業，因此為生產品質良好以之農產品，極需種苗生產自動化工作，以提供給農家大量且品質良好之種苗。
移植機械之目的如下：解決人力不足、可減少彎腰動作，使操作者之勞動負擔減少，因而提高工作效率。
蔬菜需求量增加，總生產量也會增加，今後，蔬菜生產最今人頭痛的問題是勞力不足的問題。日本蔬菜一分地租收益為水稻的 2-5 倍，但水稻要勞力僅為 4-6hr，而蔬菜平均要超過l00hr，因此蔬菜產地經常存在一些問題如（1）高齡化（2）後繼生產者不足若需要考慮要和其他產業比較相同勞動力時間及經營效益蔬菜經營走上機械化是必然的途徑。
蔬菜栽培為勞動時間甚長的產業，從育苗、定植、收穫作物等作業均可加以調整。如結球白菜、甘藍生產，育苗及定植的勞動時間，佔全部的 30％。健康苗在短時間內需加以定植，因此需要開發出蔬菜移植機，才能將勞動時間將大幅減少，收穫是另外一個勞力問題，需要考慮到人力的依存度。
蔬菜生產-機械化、及省力化（一貫化）一首先整合蔬菜用穴盤苗系統及移植機械，然後開始發售半自動移植機。目前已發展出全自動移植機，定植機械化和苗的品質有很大的相關，穴盤苗育成系統需和機械移植做密切的配合，未來要朝向擴大移植機械和移植苗的適應性來努力。
11.3缽苗生產系統
穴盤苗生產系統為利用自動化、大量的生產園藝作物種苗之育苗方式。傳統農業中，須由各個農家完成育苗到栽培的園藝生產一貫作業，而穴盤苗生產系統以提供栽培農家種苗為目的，將育苗與栽培分離，農家可直接由種苗公司購買種苗而能專注於栽培之作業。穴盤苗生產之作業流程大致如下：
介質粉碎、混合-介質育填-種種-覆土-灑水-農家栽培
於穴盤內充填介質，將種子一粒粒的播種於穴盤內，經發芽、育苗管理後，在作物根系圍繞介背結成根塊，成苗從穴盤拔出時根塊不致崩壞的程度下移植到栽培圃場。
穴盤苗生產系統乃以低成本、大量生產方式為目的，並其有穴盤固定形狀、介質重量輕、植苗，小型化等優點，不僅能夠長距離運輸，並適合利用機械作業，使植苗生產形成園藝生產中之一新興產業。目前國內已有數家種苗公司，利用專門的穴盤苗生產技術生產蔬菜、花卉種苗，除提供農家栽培需要之高品質種苗外，也負責品種之開發與改良等工作、
以日本 Sunny Plug 穴盤苗生產系統為例，穴盤種苗的生產流程如附圖、利用此育苗法進行園藝種苗生產所須之資材、裝置如下列諸項、
11.3.1 種子準備
穴盤苗生產系統中，因將種子一粒粒的播種於穴格內，若播種精度低產生缺粒，或播種後種子發芽率不高等狀況，容易造成缺株或苗成長不均勻之現象。故對種子形狀不整齊不利播種機作業，及發芽率不均一之種子必須預先加以處理。在提高發芽率的處理方面，以前便有利用種子的削、剝皮，生長調節劑等方法處理，目前穴盤苗種子利用滲調度理技術，將種子泡浸於高滲透壓溶液內以降低種子含水率，可達到縮短發芽時間、提高發芽率及順應播種溫度條件等目的，在提高播種精度方面，利用造粒處理技術將各種形狀、大小的種子，以乾燥、細粉後之黏土，火山灰土，木粉等披覆種子造粒，將種子製造成大小均一、表面光滑的圓粒，便利播種機操作。
11.3.2 穴盤
目前穴盤之規格約為30x 60cm但包括多種不同穴格數、穴格形狀及容量，須按栽培作物種類及管理技術選擇適當的育苗用穴盤、穴格之形狀須使容易結成根塊，且容易拔出。而穴格之數目、客量與苗的大小有密切之關係，依作物的種類、葉展開幅度及移植時期苗的大小等因素選擇適當之穴盤。日前蔬菜種苗一般以l28格及200格為主體，而針對某些特殊目的也有利用其他穴格數之情形。
11.3.3 栽培介質
良好之介質必需具備下列四大特性：
(1) 物理性：通氣性、透水性、保水性等物理條件。
(2) 化學性：電導度、 ph值、營養成份等、
(3) 微生物性：調製後之介質不能含有有害的有機體，為增加抵抗病苗之能力可加入有益之微生物。
(4) 經濟性：組成介質之材料應價廉且易取得以符合經濟效益。
11.3.4自動化機械
種苗自動化作業機械設備包括介質混拌、穴盤填充、自動播種、灑水覆土及穴盤堆疊、介貨上盆、自動假植、盆栽排列、自動輸送系統及自走式懸臂噴灌系統等。由於花卉種苗傳統上最費工的部分，技巧性相當高，目前農村勞力老化現象使得操作精確度受到影響。因此，自動化機械之設計以解決如需要勞力最多，人力負荷太重及精密度高之重覆性工作為主要目標。諸如穴盤播種，機械操作（每盤20秒）較人工快 30倍，精確度高（98.5%），充分發揮作業功效、以下即以各項作業所需自動化機械，簡述其重要組件及作業功能。

一、介質混合機
一般栽培介質由土壤、泥炭土、真珠石、蛭石等多項材料混合，且介質的體積及重量大符合機械取代勞力負荷的先決條件，因此各項介質處理最適合自動化機械作業。介質混拌的均勻度及含水量影響育苗生長的整齊度及作業的效率和品質：混拌機主體為圓弧底的介質槽，由馬達帶動旋轉的橫軸上有許多攪拌臂，配合灑水定時開關，將介質及水份或添加物充分攪拌均勻，由於攪拌臂走上下旋轉，不會造成比重大的介質沈積底層。

二、穴盤排集與介質填充設備
為減少勞力，利用近當的排集設備以堆積穴盤，穴盤的介質機則是將介質填充於穴盤中並以毛刷去除多餘泥土，穴盤在播種後有灑水與覆土裝置。所回收之穴盤目前有清洗機加以清洗。填充速度及均勻度決定穴公育苗作案效率，主要組件包括介質自動上舉以傾倒入盤及循環回收、其作棠速度經戎速梭堪動後可隨忿調整，並於前瑞違接介質輸送帶以保持供科、介質填充係在盛接介質之穴盤上方用橡友刷將介質壓實於穴盤內繼續供料，另一種方式是在穴盤下方安置一員偏心軸輪使之產生振動促使密實，最後以毛刷掃平盤面以利播種、以荷蘭 Visser公司製之Trayfilling Ststem，每小時能填充600個標準穴盤（60x40公分、240格）為例，較人工快5倍。
三、播種機
播種機依其播種速度可區分為
1. 低速播種機
如吸盤式播種機：速度低，精度高，適合少量多品目播種使用。
2. 高速播種機
(1) 針頭式播種機：速度比鼓式略低、精度高。
(2) 鼓式播種機：速度高，精度低，適合多量少品目播種使用。
穴盤播種對精確度，技巧性要求高，已非老化勞工所能勝任，故急需機械代勞。優良的自動播種機應包括精確度高、操作簡便，機械妥善率高及作業流程短等功能。發展至今，自動播種原理，已從舊式的方格吸盤進步為排列式真空吸頭，以移動穴盤承接種子。以 Visser公司 PSL-40 型自動播粒機為例，其播種頭精密度高，置換不同孔徑吸頭容易，可適合大小不同的各類型種子。吸頭吸力達-1.2bar ，但可視種子大小及播種速度而調整。吸頭從種子槽到種子導落管（種子播至穴盤的導管）做工距離短，因此播種速度快（每盤標準速度 20秒），精確度很高，經測試及實際量產統計，其精確度高達 96.5 %以上。然而，對體積極小且不規則型之種子，需要先經造粒處理才能採用此型真空播種機。
四、上盆機械
花卉栽培作業所需之流程為盆器之排置與介質填充，其適用花盆有多種規播直徑大小自 7 至 20 公分。
五、自動化移植系統
育苗之到成苗後必需移植至田間或設施內栽培，或某些花卉作物種類之幼苗成長後需移植至其他育苗盤內作業，目前有抓取式與推桿式兩種移植機械以進行移種作業，在移種作案中常發生機械臂或抓桿引起機機損傷之問題。近年來由於穴盤中穴格形狀的改良，損傷已大為減低。
對菊花等營養系花卉作物，其育苗工作係以菊花葉直接扦插至砂中或穴盤內，因目前尚無適用的設備如機械手臂可勝任此工作，因此目前之移植工作仍以人工為主，此類作物之移植工作將為育苗白動化作業最艱難的部份，盆找作物之移植作業與此相似，仍然利用人工種植。
而在穴盤苗之缺株補植方面，目前仍以人工均主，研究人員致力研究以影像處理方式檢查缺株位置，並以機械臂方式進行補植，但此型設備尚未商品化。
育苗場部份移植工作是以人力之方式進行，其主要原因在於避免幼苗因機械移植損傷（適用的機械移植臂尚未實用化）。荷蘭典型的人工移植如菊花之扦插工作係利用女性勞力以人工進行。每完成一育苗箱即前置於輸送帶，有光電開關自動記錄完成之箱數。為避免因趕工造成品質低劣，規定每小時工作量為 20-24箱。在盆我方面，作物在穴盤內完成發芽階段後，亦用人工方式進行假植作業。

1. 抓取式移植

抓取式之移植設備必須配合特別錐形的保麗龍穴盤，每個穴格之四角有特別處理的凹痕。舊式機型之移植作業係以托盤上之支架將穴格之幼苗撐起，再以四爪式之抓爪穿入泥士內幼苗生長之介質，因此容易造成作物損傷。新型的穴盤因其每穴格四角都有凹痕以供抓爪作業，因此無損傷問題、另外由於幼苗在穴格內有更大的成長空閒，根系發育良好。

2. 推桿式移植

推桿式移植設備的配合育苗穴盤為特製的可拆條型育苗箱、種子在此型育苗盤長大，在移植時以人力拆成一條一條，再送入移植機械。機械上附有利用雷射原理判別健康種苗的選別裝置，並可記憶不良品的位置。育苗盤移動時，機器依記憶資料將健康的幼苗以移植機構推植至新的穴盤。因為此機型之性能並非百分之百，移植後之穴盤仍須以人工加以檢查補植。

草花種苗自動移植機

摘　　要

本研究中完成應用於草花穴盤種苗假植之雛型機一部，使草花種苗由288格之穴盤假植至含15個花缽之托盤的人工作業得以機械化。未來可再配合前段之自動介質上盆機之連線，使草花種苗假植作業得以一貫化。所完成的自動種苗假植機主要分為控制系統、觸控螢幕人機介面、種苗穴盤供盤機構、穴盤定位機構、種苗夾持機構、軟缽與托盤定位輸送帶等部分。種苗夾持機構由六組針狀挾持具所組成，一次可以由穴盤移出六株種苗並移入下方之草花軟缽中。自動假植機是以步進馬達驅動定位機構，夾持機構則是以氣壓驅動，所有動作是以可程式邏輯控制器PLC進行順序控制。

前　　言
本省之花卉栽培產業隨著經濟的發展與生活水準的提昇，需求量逐年增加，已成為目前農村之重要產業。未來的發展勢必朝向專業區之產銷型態，其生產方式為求生產成本的降低以及遷就農村人力漸缺之事實，亦將逐步由目前偏重勞力的生產方式，引入新的生產技術，使整個生產模式能達到省工與提高產品數量及品質的要求。

育苗作業為草花生產過程中極為重要的一個階段，其作業過程的複雜性相對地便易使此階段成為整個生產作業之瓶頸，尤其在目前朝向一貫化與自動化生產模式的趨勢下，此瓶頸之突破更顯現其重要性。我國一貫化育苗作業的建立目前在各單元作業上大致已達到機械化階段，並逐漸往各單元作業之一貫化與自動化研究發展，尤其是在穴盤蔬菜種苗的育苗自動化方面，近年來已可以看出其成果。相對於蔬菜育苗自動化的發展，草花生產的育苗作業則尚有許多仍停頓於人工階段，除自動播種作業現有機械可以取代人工外，例如相當耗費人力之花缽介質填充、種苗假植與管理作業中的搬運系統等在民間產業中均尚無法有適當之機械以取代人工，因此本計畫擬針對此一問題，設計製作一部適用於草花種苗假植作業之自動化機械，使目前將草花穴盤種苗由育苗穴盤假植到花缽的人工作業得以機械化，解決草花生產作業中的人力瓶頸，進而做為整個草花生產體系一貫化與自動化之基礎。

有關草花穴盤種苗假植機械之研究發展，目前在荷蘭已有用商品機械但是該機械僅適用於荷蘭當地之特殊穴盤，對於國內草花業者所慣用之128格或288格之育苗穴盤無法進行假植之動作，同時由於造價昂貴而一直無法推廣至業者。另外美國與大陸亦有不同假植方式之假植機械，但均仍在研究發展階段，同時由於種苗穴盤形式的差異，亦無法直接引進使用，僅能在其設計上與作業方式上參考其優點做為發展國內本土化假植機械之基礎。基本上進行穴盤種苗之假植受到穴盤規格與形式的限制頗大，而主要有待克服的技術問題為：1.種苗植株的夾持或移動方式，2.種苗植株的傳送與定植於花缽方法，3.作業的流程規劃與處理速度之要求。針對以上三項技術問題，國內外已有相當之研究文獻可茲參考，但這些文獻多是以不同作物為對象，對個別問題進行研究分析，整合整個草花種苗假植自動化作業之研究則有待在目前既有的研究基礎上，繼續深入探討並嘗試建立實用化技術，以應用於當前急需一貫化之草花育苗作業。

研究成果

草花種苗假植機雛型機設計規劃完成後，由錦宏工業公司進行零件製作與組合工作，其性能為每次假植動作為平行假植六株種苗於花缽中，使速度得以配合前段之自動軟盆上盆機作業速度。組合後並進行各項動作與草花種苗之假植測試。所完成的自動種苗假植機主要分為控制系統、觸控螢幕人機介面、種苗穴盤供盤機構、穴盤定位機構、種苗夾持機構、軟缽與托盤定位輸送帶等部分。圖1所示為自動種苗假植機之外觀，右方為控制箱與觸控螢幕，其後方為種苗穴盤供盤機構，一次可以有四盤種苗待料，圖左方為穴盤定位機構與種苗夾持機構，穴盤定位機構負責穴盤之左右與前後位移，協助種苗夾持機構之移植動作，種苗夾持機構由六組針狀挾持具所組成，一次可以由穴盤移出六株種苗並移入下方之草花軟缽中。圖2所示為六組針狀挾持具由穴盤中平行夾出種苗之情形，圖3所示則為針狀挾持具將種苗植入草花軟缽中之情形。自動假植機是以步進馬達驅動定位機構，夾持機構則是以氣壓驅動，所有動作是以可程式邏輯控制器PLC進行順序控制，並可以進行單動控制，圖4所示為安裝於控制箱中之可程式邏輯控制器、變頻器與配線。
圖1 自動草花種苗假植機外觀
圖2 假植機之六組平行夾持機構

圖3 夾持機構將種苗植入軟缽之情形

圖4 假植機之控制系統
　
結論
本研究最具體的突破為假植作業夾持機構的研製成功，可以應用於國內業者所使用的288x288格穴盤種苗的移植，克服了以往進行種苗移植時必須由穴盤下方頂出種苗的問題，因此本研究所研發的草花種苗假植機將可適用於國內的草花生產業者，而假植機構亦可以應用於其他需要進行種苗移植的相關機械上。

精華圖片預覽—蔬菜穴盤苗田間移植機

http://www.whti.com.au/index.htm
http://brain.naro.affrc.go.jp/
http://www.transplantsystems.com.au/transplant.nsf
芋移植機之開發邱澄文、宣大平 1 99 8- 06 花蓮區農業專訊 2 4 : 4 - 5

台灣農業機械概論

台灣農業機械概論

Chapter 1. Development of Agricultural Production Technology

Chapter 2. Developemnt of Agricultural Machinery in Taiwan

2.3 The Uprise of Powertillers

2.4 Tractors That Work On The Paddy Field

2.5 The Agricultural Mechanization Policies

3. Development of Rice Transplanters

4. Development of Rice Harvesting Machines

5. Rice Drying and Storage

6. Sugarcane Harvesting

7. Transportation

8. Cultivating Machines

9. Spraying and Testing

10. Upland Crops Harvesting

11.Automations in Protected Agriculture

Chapter 3. The Farm Power

3.1人、畜力時代

3. Tractors

Chapter 4. Transportation

4.5 Slope Transportation

4.6 Gantry System

Chapter 5 Tillage Operations

5.4 Primary Tillage Equipment

5.5 Soil Section for Tillage

5.6 The Structure of Plow

5.7 The Plow Characterics

5.8 Disk Plow

5.9 Tilling Methods

5.10 Chiesel Plow

5.11 Rotary Plow

5.12 Secondary Tillage

5.10 Tillage Automation

Chapter 6. Seeding Operations

6.2 Principle of Drills

6.3 Principle of Planters

6.4 Broadcasters

6.5 Auxiliary Equipment

6.6 Applications

第陸章 蔬菜移植機

第陸章蔬菜移植機