茶園植茶可以機械化!國內已開發附掛式植茶機 搭配改良苗袋事半功倍

國內「曳引機附掛式植茶機」已開發成功,省工省時。

內容提供/《農政與農情》文/茶業改良場 黃惟揚、蘇宗振、劉天麟、吳聲舜

臺灣茶樹面積約1.2萬公頃,為維持產量與經濟效益,每20至30年茶園需更新一次,預估每年需要300至600萬株茶苗。近年來,因缺工及人力老化問題嚴重,育苗人力及種植工人逐年短缺,嚴重影響茶苗供應及茶產業發展。

為紓緩缺工問題,農委會茶業改良場(簡稱茶改場)積極輔導農民導入機械作業,針對育苗流程將日本「苗袋填土機組」設備加以改良,提高1天可生產3.2萬個苗袋,比人工填土效率高2至3倍;另外,與業者合作開發「曳引機附掛式植茶機」,每天可種植1公頃,比人工種植效率高5至6倍。

茶苗傳統人工填土作業情形,在農業缺工及人力老化影響下,引進機械化作業愈形重要。

鑑於茶改場引進並改良「苗袋填土機組」及開發國產「曳引機附掛式植茶機」,可達到降低茶園人力需求,效果卓著;再配合建置適合大型機械作業的茶園及導入乘坐式採茶機,可提升茶園生產管理效率,有效減少所需人力及緩解茶園缺工問題。

改良「苗袋填土機組」  讓茶苗長更好、更好種

(一)效率提高2至3倍

茶樹以扦插方式進行繁殖,一般從11月至翌年2月進行扦插。傳統育苗方式是採用黑色塑膠育苗袋,以人工進行裝填,每人每天可完成5,760至7,200個土包袋,作業耗工耗時極為辛苦。茶改場於 107年協助育苗業者自日本引進「苗袋填土機組」,機組包括開袋、儲料、輸送、振動、升降及搬運等設備,填土機組使用之育苗袋規格為130至260目「蜂窩型分解紙袋(簡稱紙袋)」。

為使苗袋填土機組更適合臺灣作業,茶改場於108年協助改良該機組,以一人操作填土機,另一人操作搬運機,每天可生產32,000至33,600個苗袋,每人平均一天可生產16,000至16,800個苗袋,相較現行人工填土作業,填土效率提高2到3倍,作業比過去人工填土更為輕鬆。

(二)採用可分解「蜂窩型分解紙袋」減少塑膠廢棄物

改良「茶苗填土機組」搭配「蜂窩型分解紙袋」作業,除了提升育苗填土效率,也改善傳統塑膠袋育苗與種植之問題,如下說明:

1. 紙袋苗單位面積育苗增加且根系旺盛:塑膠袋苗以人工排列,苗袋間的間隙較大。紙袋苗蜂窩緊密排列,能節省育苗空間,苗床單位面積育苗量約可增加10%至15%。另外,紙袋苗相對於塑膠袋苗根系較密且粗壯,且因排水良好,根系向下均勻分布。塑膠袋苗僅有4個排水孔,灌溉水容易積於袋底,限制根系生長,因此茶苗根系稀疏。

左圖:裝填紅土之「蜂窩型分解紙袋」。右圖:育苗1年的紙袋苗(左)與塑膠袋苗(右)生長情形,紙袋苗根系狀況顯然優異許多。

2. 紙袋苗可直接種植,無塑膠廢棄物:傳統塑膠袋苗需脫袋才能種植,平均1株茶苗脫袋需要4至5秒,每人每天可脫袋1千至1.2千株苗,人工作業成本約每株0.7至0.8元。另外,塑膠袋苗脫袋後茶苗根系和土壤裸露在外,容易造成茶苗根系損傷。此外,傳統塑膠袋苗之廢棄物無法分解,脫袋後需清運;反觀,紙袋苗可直接種植在土裡分解,免去清運成本與時間。

3. 紙袋苗適合用於機械種植:紙袋苗可直接放置於植茶機之投苗機構,因育苗土大部分被紙袋包覆,也不易造成機械結構黏附土壤,可減少機構被干擾,種植過程土壤不會掉落,大幅提高機械種植效率。

紙袋苗用於機械種植可提高植苗成功率。

4. 紙袋苗種植總成本與塑膠袋苗相近:單個紙袋苗價格會比傳統茶苗高2元,但綜合減少脫袋與清理廢棄物的成本,也提高人工種植的效率2成。整體而言,採用紙袋苗種植,每株茶苗累積成本僅增加0.14元,種植總成本與塑膠袋苗相近,且尚有許多附加效益,如省工與減少廢棄物,因此值得推廣。

國產「附掛式植茶機」開發成功  植茶加快好幾倍

省工又省時茶樹種植時期為11月到隔年2月,單行種植所需茶苗約每公頃12,000株,雙行種植所需茶苗約每公頃24,000株,傳統人工種植需蹲在地上掘土,人工種植1天作業極限大約是800株左右。因此,人工種植單行茶園需要每公頃15人,雙行種植需要每公頃30人,既辛苦又需密集人力作業。

為紓緩平地植茶缺工問題及提高曳引機多用途功能,茶改場與業者合作成功開發「曳引機附掛式植茶機」,可彈性調整種植茶苗之行株距,並選擇單行或雙行密植之種植模式。植茶機一天約可作業1公頃,若採單行種植,每公頃作業人力僅需3名,一天可種植12,000株,平均1名人力每日可完成種植4,000株苗,與傳統作業比較,機械作業效率提高5倍,且作業方式較為輕鬆。

若採用雙行密植,不僅可縮短茶樹成園期1年,更可使新植茶園提早進入採收階段,且成園後的產量比單行種植高,相較傳統人工進行雙行種植,機械作業效率可提高6倍。

植茶機可選單行或雙行密植兩種模式。茶改場試驗,若採用雙行密植,茶樹成園期能夠縮短,並增加產量。

大型機械化、環控管理茶園  臺灣茶更具競爭力

因應近年人口逐年老化,加速農機自動化、智能化是刻不容緩。近年,茶改場改良茶苗填土機組與開發曳引機附掛式植茶機,積極輔導農民導入機械作業,建立茶園整地與種植規範,提高植茶機作業之成功率,建置符合大型機械作業規格之茶園,並導入乘坐式採茶機,以達茶園大型機械化之成果,已逐漸獲得茶農採用。

茶園大型機械化逐漸導入到現場,全臺茶農也能到茶改場三處示範地觀摩。

近年在桃園、花蓮及臺東已建立3處示範地,讓全臺茶農可現場觀摩紙袋苗應用與機械種植生長情形。目前已技術授權「苗袋填土機組之操作技術」與「植茶機行株距調整與預投苗機構開發技術」於苗木繁殖及代耕業者,提升育苗與種植技術,成效良好,大幅降低更新茶園的人力負擔。初估育苗業者於110年機械填土的紙袋苗約50萬個(市占10%以上);茶園代耕業者利用植茶機種植面積超過10公頃。

未來,茶改場持續輔導業者育苗省工化,朝向精準環控管理,縮短育苗時間,提高育苗均勻度與存活率,生產適合機械化移植的茶苗,使新植或更新茶園的時間人力成本大幅降低,促進臺灣茶業整體產業鏈邁向機械化、自動化與智能化發展,以降低臺灣茶生產成本,提高國際市場競爭力。


本文轉載自2021年12月號《農政與農情》,原文標題為〈茶園育苗機械及植茶機械之研究與改良〉。