移植葉菜免彎腰、設施栽培也可用!新一代履帶式電動移植機開發

桃改場新開發的履帶式電動移植機。

桃改場新開發的履帶式電動移植機。

文・圖/曾鉅翔、吳有恒、李汪盛、詹德財 桃園區農業改良場

目前國內設施溫網室約有9,500公頃,小白菜、青梗白菜、油菜、小松菜、萵苣、波菜及茼蒿等小葉菜是溫網室常種植的作物,其栽培方式是先將種子於穴盤內培育成一定大小的種苗後,再移植至田間,以加速作物成長,縮短種植時間。目前溫網室小葉菜類的移植作業,多數仍以傳統人工方式進行,其過程除需大量人力外,常於夏季高溫季節進行移植作業,人員體力消耗極大,且人工移植作業採蹲式彎腰也相當不符人體工學,移植作業人員膝蓋與腰部極容易受傷,導致僱工不易,也影響小葉菜的供應。

為紓緩葉菜生產移植人力需求,提升葉菜生產機械化程度,農業部桃園區農業改良場(簡稱桃改場)開發出新一代履帶式電動移植機,應用於設施葉菜生產內使用,能使設施葉菜生產機械化並提高生產工作效率,除了響應政府淨零碳排政策減少環境污染外,更能有效解決上述蔬菜採移植時所面臨的問題。

迴轉半徑小、可變更移植鏟驅動裝置 更符合設施栽培

本移植機特色:

1. 全車完全電動化,搭載高效率3.0kW(千瓦)無刷伺服馬達作為動力。

2. 採用汽車鉛酸電池,充飽電力後作業時間可達2.5小時以上(以電池12V 55AH計算)。

3. 移植速率為每2.5~3秒可達6株以上,移植良率達90%,人工移植效率3.8倍。

4. 車體低重心,迴轉半徑僅為1.8公尺,適合狹小溫室內作業。

採用汽車鉛酸12V電池4顆串聯情形。
電動移植機採用汽車鉛酸12V電池4顆串聯。
履帶式電動移植機作業情形。
履帶式電動移植機作業情形。
本移植機迴轉半徑僅1.8 公尺,可直接在水泥地原地迴轉。
本移植機迴轉半徑僅1.8 公尺,可直接在水泥地原地迴轉。

主要機構規格說明:

1. 本移植機係由移植鏟驅動裝置、搭載直流刷馬達3.0kW大功率傳動系統、輔助供苗系統機構、及履帶底盤行走機構等組成。本機機身長260公分,寬150公分,高190公分,車重500公斤。具備一次可移植6行、3行或2行之移植操作模式。

2. 操作時由前方駕駛控制前進方向,後面2人負責種植菜苗作業,迴轉半徑小可原地轉彎操作,完全電動化無污染友善作業環境等優點。

3. 可變更移植鏟驅動裝置,經由直流馬達配合減速機及變頻器進行移植鏟移植速度控制,達到移植株距範圍12~25公分範圍內可以任意調整,此設計為今年度重大突破點,更符合設施栽培農民密植需求。

經履帶式移植機移植,調整株距為12~13公分的小松菜。

移植機溫室內試驗:效率倍增、適用菜種多

桃改場開發成功「履帶式電動」移植機,經試驗後可一次移植6行,效率倍增,應用在不同蔬菜移植的需求上,如:小白菜、青梗白菜、油菜、小松菜,以及蕹菜、莧菜、萵苣等。

桃改場育成基地內示範移植青江菜,移植機可一次進行6行作業。

人工與可變行株距移植機機械移植效率與成本比較:

1. 工作效率比較:人工手動移植每苗0.67~1.70秒、機械移植每苗0.3~0.5秒,機械移植較人工快3~4倍。

2. 成本分析比較:相較人工移植工資每盤(128株)8~12元,機械移植每公頃可節省5,600~15,000元移植費。機械移植人員不必常交互蹲下站立,更可減輕辛勞(圖5)。

人工菜苗植作業情形。
人工菜苗植作業需彎腰、蹲踞於田間進行。

省力省工、助農友快速作業

由於近期國人重視食安問題,導致溫網室小葉菜類需求量日增,消費者對於葉菜類品質也有較高要求,而近年來國內葉菜栽培逐漸採用移植苗取代直接播種,以縮短蔬菜生長期及降低病蟲危害。移植栽培時,每分地苗量約需16,000~36,000株苗,菜苗移植均依大量人力進行作業。由於葉菜苗移植缺工問題嚴重,農友殷切盼望能有省力葉菜移植機,以紓緩蔬菜產業勞力短缺的現況,並減輕傳統人工蹲姿移植方式的勞力負荷。

桃改場開發出履帶式蔬菜移植機,除克服了有效人工短缺問題外,亦可大量快速地進行移植作業,有效提升及穩定市場小葉菜類的供應量。

桃改場過去開發輪式電動移植機作業情形。
桃改場過去開發輪式電動移植機作業情形;舊型機需要較大空間進行迴轉。
桃改場附掛式移植機與現今履帶式電動移植機試驗情形。
桃改場附掛式移植機與現今履帶式電動移植機試驗情形。

本文經農傳媒編輯,轉載自2024年1月號《農政與農情》,原文標題為〈多履帶式電動移植機開發〉。