第五章-2种苗生产作业体系

1、种苗生产作业体系种苗生产作业体系 一、前言一、前言 国内之大规模种苗生产作业体系始自水稻水稻之育苗中心，相关之机械与技术也因此陆续被开发出来。园艺作物如蔬菜花卉之育苗机械化及自动化则直至近几年才较有发展，因此进口或国产的设备都有，规格也不统一规格也不统一 。虽然园艺作物种类繁多，其种苗生产之设备或流程也不尽相同，但大体而言，一个完整的育苗自动化操作系统应包含有播种系统、搬运系统、播种系统、搬运系统、育苗管理系统及移植系统育苗管理系统及移植系统等，每一系统又因作物对象不同、生产规模差异、市场需求、以及可资应用之技术难易而有不同水平之自动化程度。作业流程之机械化、合理化，设备资材之标准化、规格化以

2、及整个相机械化、合理化，设备资材之标准化、规格化以及整个相关措施之信息化及制度化关措施之信息化及制度化则是提升全面自动化种苗生产之不二法门。 二、播种系统二、播种系统 水稻与花卉或蔬菜之播种方式有所不同，水稻一般用撒播，而花卉蔬菜则采用精密之点播方式。点播一般都是真空播种，播种机可分为针式与鼓式两种，播种机之种子杯槽通常为振动式以提高种子单粒化程度。真空播种时以球形或近球形之种子效果最好，因此亦可以种子造粒技术将形状不规则之种子加填粉衣材料制作成球形。日本已开发出嫁接机器人，成功率为98，速度为20株秒，较人工之3株秒，效率明显提高，唯一缺点是目前尚须人工挂苗（进料）。 三、搬运系统三、搬运系

3、统 搬运系统可以采子母车之设计，以荷兰某一蔬菜育苗场所用之搬运系统为例 (陈，1992b)，子车采高架横跨地面行走方式，仅作单一方向之前后行走。母车除可载送子车进行与子车行走方向成垂直方向行走外，亦可当成出料或进料时之待料区。育苗箱以输送带送至母车，母车以自动控制方式堆积成四排并列，每排二十箱，此时输送带停止进料，而子车则进入母车抓取此八十箱育苗箱，再离开母车，行走至适当位置摆放。出料时之动作则反之。至于子车须变换工作区时，则以母车载送之。此系统之动力为引擎，并以人员驾驶。 育苗箱之搬运亦有十分自动化之搬运系统，以 AgriRobot 为例(陈，1992d)，最能说明机械化、合理化、信息化、制

4、度化的具体实现。首先育苗场之搬运动线作了合理的安排，整个系统包含有许多自动控制之单机的联机。育苗箱之设计规格化，所以能配合各相关之机器或作业，如积箱机、排箱机、填土机、打孔机、转向装置、人工扦插作业、AgriRobot、育苗管理作业等。由计算机作管理规划，何时扦插菊花苗多少箱、在温室之何处育苗、何时可以收回、环境控制如何配合、喷洒等管理作业如何进行等等都由计算机指挥。 四、育苗管理系统四、育苗管理系统 -荷兰基本上以温室做育苗之栽培，温室传统上以Venlo型式为主，其标准单位宽度为3.2m，而近来之Wide-Span温室之宽度自8m至16m，跨距大多为12.8m，比Venlo更高。由于Wide

5、-Span温室比Venlo型有更大的容积（约多33），其在外界环境变化时，有较多的空气可以缓冲，因此内部之环境稳定性较好，但造价较贵。 -由于欧美及日本年平均温度低，冬天日照短，其温室之重要环境需求在于加温、增加人工灯光与补充二气化碳。在进行环境控制作业时，利用传感器以量测温室内之温度、湿度、二氧化碳浓度、热水管温度、外界温度、风向、风速、日照量、下雨量、下雨讯号等参数因子，所有数据经接口传给计算机处理，经计算机软件分析判断之后，发出控制讯号以指挥各种环控设备。环控对策主要为不同角度天窗之开启、热水管之导通、人工灯源之开启与二氧化碳之施用等。 -不论玻璃或塑料布温室，日本都发展出相当完善之环境

6、控制技术。最明显的例子为普遍地应用计算机，除了将传统之环控因子，诸如温度、湿度、二氧化碳之浓度、日照量、风向、风速、雨量等纳入控制逻辑外，更将养液栽培之养液浓度、液温、液量等之控制结合成一体，而发展出复合环境之控制技术（植物生长支持系统）。 -环境控制还有一个很重要的关键因素即为传感器，日本工业技术发达，此类传感器，如温度传感器（热偶线、热敏电阻、等）、湿度传感器、日照计、二氧化碳传感器、风速计、雨量计、土壤水份计、土壤酸度计、土壤电导计等都相当完备，结合自动控制组件及计算机可执行多种层次之环境控制。 -至于温室内之灌溉设备则有悬挂杆自走式、固定喷头式、机动式水管设备（可遥控、自动卷收）、淹灌

7、系统（Ebb and Flood)、滴灌系统等多种，都可由计算机主控机组依所设定之方式或作物生长之特性需要而喷灌。-养液之供应及调配则以可程序逻辑控制器或计算机进行控制。喷药有携带式，移动式或无人喷药车。 五、移植系统五、移植系统 -移植设备有数种型或，如抓取式，推杆式等，以抓取式抓取式而言，其设计乃以四爪之机械臂十支（可依需要订制其支数）由穴盘一次抓取十株幼苗至新的（大的）盆器内。其特点为其特点为：须以特制之星形穴格保丽龙穴盘（Star Tray） 相配合，以利顶出装置之举苗与爪具之夹苗，为甚有效率之移植机，不过此机无辨识系统，亦即不论所顶举上来之苗的质量好坏或缺株，一律都移植。-另外所欲移

8、植之盆器种类及排列，可于机器出厂前预先告知厂方加以内部设定数种，操作时仅须按钮即可。 -配合推杆式移植机推杆式移植机的育苗穴盘为可拆装之条型穴盘（Strip Tray），种子在此穴盘内长成苗后，以人工拆成一条一条，再置入移植机械。移植机上装有光学检测器以判断是否缺苗，移植时则跳过缺苗处，而将苗推植至新的穴盘或盆内。 -另外荷兰已在发展补植机，先以光学扫瞄何处缺苗，以机构顶出或取出缺苗处穴格之介质（土块），再以机器手臂拿备份穴盘之苗补植之，此补植机可在不久之将来商品化上市。美国和日本亦正在发展多型移植用机器人。 -上盆机械上盆机械可以自行排置盆器，填土与打洞，而苗株之移植至盆器之洞内一般仍以人工

9、为之。移植后之盆器在大规模之育苗场则有后续之积集系统配合，例如以输送带送至指定待料区，等积集到一定数量（如20盆）后，再以机器手臂将此20盆抓取置于植床内，而植床有动力可向前移动，其移动乃配合机器手臂抓取之周期时间，待装满整个植床后则以搬运系统送至温室区，而重新另一植床之填装。-至于田间移植田间移植，一般是以曳引机附挂移植机构，而由工作人员坐在移植机构之座位上，以人工取出苗株置于排苗器内，曳引机本身可以进行田区之开沟或挖洞之工作以利苗株之移植。一部曳引机除驾驶员外，可以载乘一至多名工作人员进行移植工作。-蔬菜移植机（除驾驶员外，不用人工） 七、园艺作物之育苗七、园艺作物之育苗 蔬菜育苗作业自动

10、化蔬菜育苗作业自动化 -一个完整的育苗自动化操作系统应包含有播种系统、育苗介质供应系统、排箱（供箱）积箱系统、搬运系统、育苗管理系统等，而所生产之菜苗则必须能配合田间之机械移植。-播种系统由真空播种机、介质供应设备、自动排箱机及自动积箱机所组成，以穴盘点播为目的。-搬运系统则包括子母车、电轨、套篮、供篮及积篮等设备，用以提高育苗场之工作效率。-育苗管理系统是整合各领域之知识及经验的一个操作系统，包含环控、管理、生长模式、决策规划及专家系统等。1. 振荡式穴盘自动播种系统振荡式穴盘自动播种系统 主要功能为利用真空吸附原理将种子点播在穴盘（即育苗箱）之穴格内，是非常精密之播种方式，其播种流程为排箱、装填介质、整平、压实打孔、播种、洒水（药、肥）、覆盖介质、整平、积箱。振荡式穴盘自动播种系统 主要之组成构件包括：介质盛斗、介质回收机、输送机、介质整平机构、打孔压实机构（有回转式及批式垂直下压式两种型）、振荡式真空播种机、洒水