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邁向植物工廠的精緻農業

蔬菜育苗作業自動化


台灣大學生物產業機電工程學系 陳世銘

桃園區農業改良場

輔導成立之「自動化蔬菜育苗場」進行溫室栽培管理作業情形,為植物工廠的生產模式

種苗為農業生產中亟富潛力的項目之一。傳統上,蔬菜育苗作業採用土播方式,其品質、數量及勞力皆為亟待突破的瓶頸。育苗作業自動化則可以提升蔬菜種苗品質,提高勞動生產力與降低生產成本。自民國八十年度開始,在農委會及農林廳經費補助下,由台灣大學農業機械工程學系主持並綜理執行,各區農業改良場、種苗改良繁殖場、農試所鳳山分所、中興大學、宜蘭技術學院、農機中心合作,

針對發展「自動化蔬菜育苗場」所需的穴盤真空播種系統、搬運系統、育苗管理系統等自動化設備及技術進行研究及開發,使種苗的生產能夠一貫化及自動化,並能配合田間移植作業。

已開發完成之台大桃改型鼓式針式「穴盤自動播種系統」,包含育苗介質供應設備、自動排箱機、振盪式真空播種機、自動積箱機以及直角迴轉機等,播種精度可達百分之九十九,作業效率為人工之二十倍以上。鼓式播種機一般用於十字花科種子(如甘藍、花椰菜、結球白菜等),而針式播種機可用於甜椒、番茄、瓜類等非球形種子。此播種系統已連線運轉,並已於民國八十一年七月、民國八十五年五月在台北世貿自動化展,及民國八十七年一月第二屆亞太經濟合作技術交流展示會中展出(台北世貿中心)。 

「種苗自動搬運系統」亦已開發完成,採用溫室內高架式機器人(Gantry Robot)之設計,具有入苗、出苗、灌溉、施藥、藥槽自我清洗及換區換棟等六大功能,並採用電軌系統以提供動力來源及控制資訊之傳送。現已與播種系統、套籃系統(亦為自行開發)完成連線運轉,全線作業從穴盤點播、搬入溫室綠化及長成後運出,只需兩人管理,為國內第一套自行開發完成之自動化種苗生產搬運設備。

開發完成之台大桃改型雙排針穴盤真空播種系統,播種精度達99%,作業效率為人工之二十倍以上。

整個連線系統可以在控制室中以電腦進行圖形監測與控制;已多次辦理示範觀摩會提供農民及種苗業者參觀應用。

至於示範推廣方面,該研究已針對蔬菜產業發展的需要,以及產區的規劃,輔導設立一處「種苗自動化生產示範工場」(地點:桃園區農業改良場),二十處「自動化蔬菜育苗場示範點」(地點:後龍、大園、元長、學甲、埔里、溪湖、玉里、民雄、褒忠、員林、西螺、北斗、阿蓮、大村、里港、芳苑、土庫、太保、六腳、大肚),每年可提供健康的蔬菜穴盤苗約三億株,並成立技術服務團以擴大落實自動化育苗技術及推廣穴盤苗的使用。對各示範點輔導之重點包括播種系統、搬運系統、懸吊桿式自動噴灌系統、營運管理電腦系統、水份管理、溫網室環境控制及育苗技術之規劃及技術指導。

不定期舉辦各種自動化設備、育苗技術、育苗場營運管理之講習訓練及示範觀摩會,以強化育苗場經營者之自動化育苗水準。另已完成甘藍健壯苗之品質與苗株物化性質之關係的研究與分析,可將栽培條件納入溫室電腦環控策略,並以智慧型控制設計達到栽培甘藍苗之最適環境。至於自動化育苗場營運管理之電腦軟体,包括資材管理、客戶資料管理、生產規劃等功能,已在育苗場推廣使用,提高自動化育苗場之管理資訊化程度及營運效率。

雙排針穴盤真空播種機之播種情形

在該計畫之積極推動下,穴盤育苗之方式已為農友所接受,目前穴盤苗之需求日增,而所開發之自動化播種、搬運、管理等技術及設備正可提供生產面之質與量的掌握與保證,並邁向植物工廠之自動化作業目標。育苗作業自動化對農業上的具體貢獻為:一、節省人工及減少辛勞程度,提高工作效率;二、因為穴盤苗存活率高,生長整齊,又能配合進行田間機械移植,因此可提高品質產量及降低

生產成本;三、由於穴盤苗採用溫室設施進行植物工廠方式的栽培,可以減少栽培期間天然災害的影響,因此即使是颱風或水災後,仍然可以提供菜苗給農民栽種,復耕的工作得以迅速地進行。而育苗場營運管理電腦軟体之使用,除了能強化育苗業者之營運管理水準外,亦將有助於農政單位對於蔬菜栽種面積及地區之了解,對蔬菜之產銷平衡有正面之貢獻。

 

 

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