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百香果種苗自動嫁接機簡介

台中區農業改良場 田雲生˙龍國維

前言

  百香果為西番蓮科多年生作物,原產於南美洲巴西,最早由日本人引進臺灣種植,因其花朵盛開時像時鐘表面的刻劃,日本人稱之為「時計草」;本省則叫它「時計果」或「時鐘果」,而後有食品公司將果實製成果汁罐頭,取名百香果汁,並廣受國內消費者所喜愛,至今遂變成通俗化的名字。

  本省目前栽培面積約有400公頃,主要產地在台東、南投、花蓮一帶,其他縣市亦有零星栽培;6~12月份為採收期,夏季尤其盛產。近年來百香果遭受毒素病、頸腐病、疫病(水傷)及褐斑病等為害嚴重,因而其種苗生產已全部由實生苗改為無毒之嫁接苗,方式為上半部接穗採用台農1號(紫色種與黃色種雜交而成);下半部砧木則為黃色種實生苗,並用頂劈法接合,目的為保持植株優良特性,並增加對土壤、氣候之適應性,以及延長其生長壽命而增加收穫量等。這些百香果嫁接苗98%以上在台中區內生產,而現階段的嫁接工作完全依賴人工,整體作業流程約5~7人同時進行,並最少需要2名技巧熟練、專門負責接穗切削與砧木苗劈開之技術人員。由於農村勞動力老化,技術工聘僱不易,亟需發展嫁接機械化、自動化作業,以提高效率、降低成本。因此,台中區農業改良場與中興大學農業機械工程學系、嘉義大學生物機電工程學系等單位共同合作,新開發完成了百香果種苗自動嫁接機與接穗苗半自動切削機各1台,供農友參考應用。

種苗嫁接機之組成架構與性能

  百香果種苗嫁接機係參考人工作業方式而開發,採用氣壓缸、氣壓夾與可程式控制器(PLC)等電控元件來達成一貫化之順序動作。其設計輕巧簡潔,單人即可操作,主要組成架構除機體與空氣壓縮機外,作業部包括接穗處理、砧木處理、砧木劈開、嫁接夾供給、嫁接苗導正定位及電氣控制系統等六部份,其中接穗處理部涵蓋接穗苗夾持、切削、傳送與插接等動作;砧木處理部則為砧木剪切、傳送機構;而嫁接夾供給部則包含單一化振動排列、篩選與直線輸送等功能。除了由操作人員分別供給接穗與砧木苗外,其餘動作均可由本機械自動完成,包括切削接穗插接口、切斷砧木苗、劈開砧木,以及將接穗插接入砧木之後,送出嫁接夾使之夾持固定等一連串工作,即做成一株完整的嫁接苗,其整體作業流程、外觀及操作情形如圖pdf所示。

  該機性能經測試結果顯示,每株嫁接苗平均作業時間約為17.3秒,即每小時可嫁接208株,較人工快2.4倍;同時因為單人單機作業,效益上至少可取代並節省3個人工;而其嫁接成功率約為91%,成活率則是96%。若於育苗管理時,能配合使砧木之嫁接節間伸長且挺直,則將可再提高嫁接的成功比率。

接穗苗切削機之組成架構與性能

  另依據百香果嫁接試驗與農友經驗得知,接穗苗切削優劣對於嫁接成活率影響不大,但對後續癒合時間之長短與種苗品質卻有極大的差異,所以人工切削須具熟練技巧者方能勝任,而機械作業則無操作人員之選擇限制。鑑於不同農友有不同機械化之需求,遂又另行研製一台接穗苗半自動切削機,其設計與種苗嫁接機之接穗處理部相仿,但價格較為低廉,可供規模較小之育苗場作業應用。

  該機操作方式是先將接穗植株裁剪至約10公分長度,再放入接穗固定夾適當位置後,踩下腳踏開關,便可依序完成夾持、導入、切削、復歸等動作,平均每株耗時2.6秒,效率約為技術工之1.4倍。該切削機作業效率雖然並非很高,但卻可由一般非專業性女工操作,節省工資成本達2/3,對於降低生產成本確有助益。而切削成功率為100%,惟接穗植株本身有老嫩之差別,造成楔形切削結果不盡相同;後續擬再予改良其切削刀組之進刀機構,以期獲得一致性較高的接穗苗。

結 語

  目前所研發成功之百香果種苗嫁接機與接穗苗切削機已獲致初步成果,作業性能亦符合農友需求,除可推廣予專業百香果育苗場使用,甚至再搭配其既有作業動線進行自動化生產外,亦可應用於同為頂劈接法的木瓜、茶樹等作物之嫁接工作,以幫助農民降低種苗成本,提高產能與效率,進而提升高品質蔬果產業之競爭力。

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