第五章-2種苗生產(chǎn)作業(yè)體系

種苗生產(chǎn)作業(yè)體系一、前言

國內之大規(guī)模種苗生產(chǎn)作業(yè)體系始自水稻之育苗中心，相關之機械與技術也因此陸續(xù)被開發(fā)出來。

園藝作物如蔬菜花卉之育苗機械化及自動化則直至近幾年才較有發(fā)展，因此進口或國產(chǎn)的設備都有，規(guī)格也不統(tǒng)一。

雖然園藝作物種類繁多，其種苗生產(chǎn)之設備或流程也不盡相同，但大體而言，一個完整的育苗自動化操作系統(tǒng)應包含有播種系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)、育苗管理系統(tǒng)及移植系統(tǒng)等，每一系統(tǒng)又因作物對象不同、生產(chǎn)規(guī)模差異、市場需求、以及可資應用之技術難易而有不同水平之自動化程度。

作業(yè)流程之機械化、合理化，設備資材之標準化、規(guī)格化以及整個相關措施之信息化及制度化則是提升全面自動化種苗生產(chǎn)之不二法門。二、播種系統(tǒng)

水稻與花卉或蔬菜之播種方式有所不同，水稻一般用撒播，而花卉蔬菜則采用精密之點播方式。

點播一般都是真空播種，播種機可分為針式與鼓式兩種，播種機之種子杯槽通常為振動式以提高種子單粒化程度。

真空播種時以球形或近球形之種子效果最好，因此亦可以種子造粒技術將形狀不規(guī)則之種子加填粉衣材料制作成球形。日本已開發(fā)出嫁接機器人，成功率為98％，速度為20株／秒，較人工之3株／秒，效率明顯提高，唯一缺點是目前尚須人工掛苗（進料）。三、搬運系統(tǒng)搬運系統(tǒng)可以采子母車之設計，以荷蘭某一蔬菜育苗場所用之搬運系統(tǒng)為例(陳，1992b)，子車采高架橫跨地面行走方式，僅作單一方向之前后行走。母車除可載送子車進行與子車行走方向成垂直方向行走外，亦可當成出料或進料時之待料區(qū)。育苗箱以輸送帶送至母車，母車以自動控制方式堆積成四排并列，每排二十箱，此時輸送帶停止進料，而子車則進入母車抓取此八十箱育苗箱，再離開母車，行走至適當位置擺放。出料時之動作則反之。至于子車須變換工作區(qū)時，則以母車載送之。此系統(tǒng)之動力為引擎，并以人員駕駛。育苗箱之搬運亦有十分自動化之搬運系統(tǒng)，以AgriRobot為例(陳，1992d)，最能說明機械化、合理化、信息化、制度化的具體實現(xiàn)。首先育苗場之搬運動線作了合理的安排，整個系統(tǒng)包含有許多自動控制之單機的聯(lián)機。育苗箱之設計規(guī)格化，所以能配合各相關之機器或作業(yè)，如積箱機、排箱機、填土機、打孔機、轉向裝置、人工扦插作業(yè)、AgriRobot、育苗管理作業(yè)等。由計算機作管理規(guī)劃，何時扦插菊花苗多少箱、在溫室之何處育苗、何時可以收回、環(huán)境控制如何配合、噴灑等管理作業(yè)如何進行等等都由計算機指揮。四、育苗管理系統(tǒng)-荷蘭基本上以溫室做育苗之栽培，溫室傳統(tǒng)上以Venlo型式為主，其標準單位寬度為3.2m，而近來之Wide-Span溫室之寬度自8m至16m，跨距大多為12.8m，比Venlo更高。由于Wide-Span溫室比Venlo型有更大的容積（約多33％），其在外界環(huán)境變化時，有較多的空氣可以緩沖，因此內部之環(huán)境穩(wěn)定性較好，但造價較貴。-由于歐美及日本年平均溫度低，冬天日照短，其溫室之重要環(huán)境需求在于加溫、增加人工燈光與補充二氣化碳。在進行環(huán)境控制作業(yè)時，利用傳感器以量測溫室內之溫度、濕度、二氧化碳濃度、熱水管溫度、外界溫度、風向、風速、日照量、下雨量、下雨訊號等參數(shù)因子，所有數(shù)據(jù)經(jīng)接口傳給計算機處理，經(jīng)計算機軟件分析判斷之后，發(fā)出控制訊號以指揮各種環(huán)控設備。環(huán)控對策主要為不同角度天窗之開啟、熱水管之導通、人工燈源之開啟與二氧化碳之施用等。-不論玻璃或塑料布溫室，日本都發(fā)展出相當完善之環(huán)境控制技術。最明顯的例子為普遍地應用計算機，除了將傳統(tǒng)之環(huán)控因子，諸如溫度、濕度、二氧化碳之濃度、日照量、風向、風速、雨量等納入控制邏輯外，更將養(yǎng)液栽培之養(yǎng)液濃度、液溫、液量等之控制結合成一體，而發(fā)展出復合環(huán)境之控制技術（植物生長支持系統(tǒng)）。-環(huán)境控制還有一個很重要的關鍵因素即為傳感器，日本工業(yè)技術發(fā)達，此類傳感器，如溫度傳感器（熱偶線、熱敏電阻、ＲＴＤ等）、濕度傳感器、日照計、二氧化碳傳感器、風速計、雨量計、土壤水份計、土壤酸度計、土壤電導計等都相當完備，結合自動控制組件及計算機可執(zhí)行多種層次之環(huán)境控制。-至于溫室內之灌溉設備則有懸掛桿自走式、固定噴頭式、機動式水管設備（可遙控、自動卷收）、淹灌系統(tǒng)（EbbandFlood)、滴灌系統(tǒng)等多種，都可由計算機主控機組依所設定之方式或作物生長之特性需要而噴灌。-養(yǎng)液之供應及調配則以可程序邏輯控制器或計算機進行控制。噴藥有攜帶式，移動式或無人噴藥車。五、移植系統(tǒng)-移植設備有數(shù)種型或，如抓取式，推桿式等，以抓取式而言，其設計乃以四爪之機械臂十支（可依需要訂制其支數(shù)）由穴盤一次抓取十株幼苗至新的（大的）盆器內。其特點為：須以特制之星形穴格保麗龍穴盤（StarTray）相配合，以利頂出裝置之舉苗與爪具之夾苗，為甚有效率之移植機，不過此機無辨識系統(tǒng)，亦即不論所頂舉上來之苗的質量好壞或缺株，一律都移植。-另外所欲移植之盆器種類及排列，可于機器出廠前預先告知廠方加以內部設定數(shù)種，操作時僅須按鈕即可。-配合推桿式移植機的育苗穴盤為可拆裝之條型穴盤（StripTray），種子在此穴盤內長成苗后，以人工拆成一條一條，再置入移植機械。移植機上裝有光學檢測器以判斷是否缺苗，移植時則跳過缺苗處，而將苗推植至新的穴盤或盆內。-另外荷蘭已在發(fā)展補植機，先以光學掃瞄何處缺苗，以機構頂出或取出缺苗處穴格之介質（土塊），再以機器手臂拿備份穴盤之苗補植之，此補植機可在不久之將來商品化上市。美國和日本亦正在發(fā)展多型移植用機器人。-上盆機械可以自行排置盆器，填土與打洞，而苗株之移植至盆器之洞內一般仍以人工為之。移植后之盆器在大規(guī)模之育苗場則有后續(xù)之積集系統(tǒng)配合，例如以輸送帶送至指定待料區(qū)，等積集到一定數(shù)量（如20盆）后，再以機器手臂將此20盆抓取置于植床內，而植床有動力可向前移動，其移動乃配合機器手臂抓取之周期時間，待裝滿整個植床后則以搬運系統(tǒng)送至溫室區(qū)，而重新另一植床之填裝。-至于田間移植，一般是以曳引機附掛移植機構，而由工作人員坐在移植機構之座位上，以人工取出苗株置于排苗器內，曳引機本身可以進行田區(qū)之開溝或挖洞之工作以利苗株之移植。一部曳引機除駕駛員外，可以載乘一至多名工作人員進行移植工作。-蔬菜移植機（除駕駛員外，不用人工）七、園藝作物之育苗蔬菜育苗作業(yè)自動化

-一個完整的育苗自動化操作系統(tǒng)應包含有播種系統(tǒng)、育苗介質供應系統(tǒng)、排箱（供箱）積箱系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)、育苗管理系統(tǒng)等，而所生產(chǎn)之菜苗則必須能配合田間之機械移植。-播種系統(tǒng)由真空播種機、介質供應設備、自動排箱機及自動積箱機所組成，以穴盤點播為目的。-搬運系統(tǒng)則包括子母車、電軌、套籃、供籃及積籃等設備，用以提高育苗場之工作效率。-育苗管理系統(tǒng)是整合各領域之知識及經(jīng)驗的一個操作系統(tǒng)，包含環(huán)控、管理、生長模式、決策規(guī)劃及專家系統(tǒng)等。1.振蕩式穴盤自動播種系統(tǒng)

主要功能為利用真空吸附原理將種子點播在穴盤（即育苗箱）之穴格內，是非常精密之播種方式，其播種流程為排箱、裝填介質、整平、壓實打孔、播種、灑水（藥、肥）、覆蓋介質、整平、積箱。振蕩式穴盤自動播種系統(tǒng)主要之組成構件包括：介質盛斗、介質回收機、輸送機、介質整平機構、打孔壓實機構（有回轉式及批式垂直下壓式兩種型）、振蕩式真空