大棚蔬菜育苗机(蔬菜育苗自动化设备与技术)

蔬菜自动化育苗范围涵盖介质调配系统、穴盘播种系统、生长管理系统及输送移植系统。

一、介质调配系统

使用在穴盘育苗用之介质主要材料有泥碳土、真珠石、蛭石等,此等材料大多由国外介质专业生产公司生产,使用上因育苗种类的差异以一定比例调配,并可渗杂其他材料如树皮、堆肥、廄肥、细砂及各种肥料。利用介质搅拌机使调配之各种介质能充分混合,并能依需要性质得到最佳调整。

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二、穴盘播种系统

一般穴盘播种系统采用真空吸附式播种机,种子可不必经过粉衣直接吸附种子进行精密播种作业于育苗箱。播种机因吸附头的不同可分为针式及鼓式,后者为近年来高速播种机发展主流。播种机之选购应注意要适用何种穴盘、播种速度为可调或固定式、对种子的广泛适应性、种子精确吸附粒数、作业时种子槽最少种子量多少、吸附头的种类及更换容易性、种子播放的精确度及容许缺株之百分率等。

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国内蔬菜育苗自动化穴盘播种系统因作业模式的不同有排积箱作业模式及循环动线模式两种型式。前者作业流程自育苗、介质准备及供应、自动排箱(穴盘)、介质填充、压实打孔、真空播种、洒水覆土(介质)、自动积箱(穴盘)。后者与排积箱作业模式最大不同为循环动线模式采用两部直角回转机取代自动排箱机及自动积箱机,只让育苗底盘一直在播种系统中循环,每次仅取出播种完成之软盘,并放置空的软盘在底盘内。国内自行开发之穴盘自动播种系统有台大桃改PD-60型,每小时可播340箱,作业效率为人工之20倍以上。

说明如下:

1.穴盘:为利于日后穴盘播种自动化之推行,规划并制定穴盘之统一尺寸标准,使穴盘规格化。穴盘规格定为长61x宽31x高4.5公分,穴格数目有多种型式,在蔬菜育苗常采用之穴格为288(24x12)、128(16 x 8)、72(12 x 6)等数种。穴盘为塑胶材质,有塑胶硬盘及塑胶软盘等两种,不论软盘、硬盘都适用穴盘自动播种系统,皆以水稻育苗盘当底盘使用。

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2.育苗介质供应设备:可供育苗介质之混合、搅拌、贮存及自动输送供应等工作。调配好之介质可先贮于大斗中,依播种之需要,藉由感测器能自动供应并补充介质至播种机之介质盛斗中。

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3.穴盘真空播种系统:主要之组成包括介质盛斗、介质回收机、输送机、介质整平机构、打孔压实机构、振荡式真空播种机、洒水机构等。播种后之育苗箱,可经由洒水机构将育苗箱之介质予以洒水湿润,再经介质覆土机构将已播入之种子覆盖,最后再以一整平机构施行另一次之整平,完成播种一贯作业。

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4.自动排箱机及自动积箱机:自动排箱机在于将堆叠之育苗空盘配合播种流程自动排放单一化穴盘,以进行后续之介质装盘及播种作业。自动积箱机能够将播完种子之穴盘堆积至所设定之盘数,然后再由输送带或搬运系统送至育苗室。两者皆利用程式逻辑控制器及可定位气压缸来进行定位控制。

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5.直角回转机:直角回转机使用目的为将输送机之回转半径减至最小,以节省作业室之空间,最小回转半径可以为零,视需要而定,目前设计为700㎜,以方便作业。直角回转机配合直线输盘机可取代原先播种动线中之自动排箱机及自动积箱机而成循环动线作业。

三、生产管理系统

生长管理系统包括温室、植床、遮阴及喷灌等设施,此系统直接影响种苗培育期间的生长育苗品质及生产管理成本,也直接关系育苗作业之机械化与自动化程度。

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1.温室:一株品质优良穴盘苗的育成,必须要在温度、湿度、光度控制极好的温室设施内,配合精密的喷雾系统、营养供给、生长调节及病害控制等多项技术才能成功,但环境控制成本、设施设备成本等皆为重要考虑因子。本省蔬菜穴盘育苗的培育室有采小型简易隧道、大型铔管式圆形或单斜型温室及镀锌钢骨结构温室等多种。简易设施在夏季往往不耐暴风雨的摧残而造成设施及种苗的严重受损,采用钢骨结构则造价成本较高。采用大跨距钢骨结构,较高的檐高、PC板屋顶之覆材及四周通风纱网型式,对适应本省高温、多湿及暴风环境下之育苗管理较为有利。

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2.植床:植床之型式常采用者有固定式植床、活动式植床、可运搬式植台及地面生长系统等四种。固定式植物床造价低廉但不利于空间利用;活动式植物床可提升地面利用率10-25%,但造价较高;可运搬式植台如种苗场所引进者,由于各植台可直接以轨道输送系统作进出作业,方便性极高,但造价高昂;地面生长系统空间利用率最高,但机械化程度将会最低,除非发展自动搬运机具辅助,同时也应注意地面栽培所衍生的病虫害等问题。

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3.遮阴:由于台湾地区夏季日射量特强,往往造成育苗植株之升温及蒸散旺盛等现象,不利于种苗之生长。遮阴可阻绝强光,一般可采用室内遮阴与外部遮阴两种方式,室内遮阴施工上较易进行,但热的阻断效果差,室外遮阴对强光与热的阻断效果良好,但结构上需考虑强风所造成损坏影响。遮阴网的开闭控制上有手动式及荧光与温度的自动控制式。

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4.喷灌:当种子萌芽出土开始进入幼苗生长期后,由于每一穴格之介质量少,对给水之质与量的要求极高。穴盘育苗时的喷灌首重均匀度,一般规模较小之育苗场以采用人工浇灌方式,此法给水均匀,但费时费工成本高;以机械式喷灌目前有采用的如定点旋转喷头式喷灌法,此法分区喷灌速度极快,但有重叠不均匀及易造成喷灌死角,需再配合人工补喷灌不足之处,另一为自走式悬吊杆式喷灌系统,可设定喷灌水量及时间,此法喷灌均匀性极高,但造价成本较高。

四、输送移植系统

1.搬运设施机械化:蔬菜自动化育苗生产设施动线的设计为一种结合各部份物流的工程,整体性的规划应包括设施空间的配置及移动资材的搬动与运输,目的在使动线流畅与节省人力资源,及对空间与搬运设施得到最高度利用。搬运设施的规划应配合作业流程与硬体建构同时进行,使其达到一体成型的效果,而如何选择适当的搬运方式更为重要,一般搬运方式的种类可分为批式搬运、连续式搬运、吊挂式搬运等。

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2.移植机械化:蔬菜自动化育苗技术愈成熟,对蔬菜田间移植机械化的要求将愈为严切,在农村劳力缺乏、人力老化及种苗大量生产情形下,移植机的发展推广为势所必需。国内现有蔬菜移植机的型式可分为半自动式及全自动式,移植机的选择考虑有作业性能稳定性、人力配合的需求、机械的大小、操作的容易度、行株距的配合度、作业能力与精度、行走方式及价位等等。

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蔬菜自动化育苗中心的发展

云嘉南地区蔬菜育苗中心在农委会及农林厅的经费补助下陆续成立,至八十五年度为止共辅导设立有七处,分别为台南县盐水镇丰南育苗场、嘉义县民雄乡民雄育苗场、云林县莿桐乡的甘西育苗场、斗南镇云林县农会育苗场、元长乡茂盛育苗场、褒忠乡新湖育苗场、西螺镇全民育苗场。总温室设施面积达5,166坪,84年培育各类种苗达4,083万株。

展望

蔬菜育苗因自动化、机械化的技术提升、实用化,苗得以大量生产或多品种少量自动化生产,使蔬菜种苗生产成本的大幅度降低变为可期。由于政府对种苗生产自动化地推行,以穴盘方式生产蔬菜种苗已日渐为农民所接受,因此将使穴盘苗的需求不断扩增长。在辅导设立新育苗场或旧场扩增设备之际,如何进一步提升现有机械的作业效率与自动化程度、育成苗的品质及有效的将育苗中心营运管理电脑化,提升营运管理水准,以求降低生产成本,应为未来努力之重点。

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