農業動力之發展

馮丁樹

一、人畜力的古時代

    農業動力包括人力、畜力、風力、水力、電力及熱力。風力、水力之利用屬於地域性動力﹐使用受限制﹐電力則可能由風力、水力或熱力轉換而來﹐屬固定型作業之動力。就田間移動式動力而言﹐人力、畜力及熱力是農業之主要動力源。人力是一種複雜度高的力源﹐可操作控制﹐亦可直接工作﹐但持久性及力道均有限制﹐其動力僅及0.06馬力左右。

    畜力伴隨農業耕作數千年﹐除牽引外﹐可以作負載及踏行的工作。以牛馬而言﹐其動力約為2/3馬力。其拉力約為其重量之十分之一﹐牽引速度方面﹐馬每秒約一公尺﹔牛則按步就班﹐僅0.6公尺。

    牛畜可以作為農夫的寵物﹐但作為農業動力實際上並不經濟。在台灣地區而言﹐一年中僅能耕作45-65天﹐卻需養飼365天﹐實在不划算﹐當個寵物倒是真的。但在沒有其他選擇的時候﹐牛畜對農業的永續﹐有其不可磨滅的貢獻﹐而若因其過去的貢獻而不食今日之牛肉﹐則是有點矯枉過正矣。

二、耕耘機的世界

    熱力是一個總的名稱﹐但若將太陽能也包括在內﹐那風力、水力可能又是其次級能源了。利用熱能轉換為動力之機械﹐通常稱為熱機。如內燃機、蒸汽機、渦輪機等﹐內燃機則是現代動力之來源﹐就農業而言﹐亦為動力之主軸。

    典型的農業動力為耕耘機與曳引機﹐前者為模仿耕牛拖帶犁具﹐兩輪行走﹐人步行於後的操作方式﹐動力約在6-15馬力之間﹔後者為四輪行進﹐可拖帶各種農具及作業機械﹐人坐在上面﹐操作較為舒適﹐其動力自20200馬力不等。

    耕耘機係於民國44年自美國引進「快樂農夫號」﹐但使用之初﹐農夫並不快樂﹐一則價格貴﹐二來性能與牛相若﹐雖然不吃草,但仍要吃較為昂貴的汽油,無法顯現其特點。後來國內有三家農機廠商中國農機、新台灣及大地菱從事改良與製造﹐並引進日本的技術﹐一方面加大馬力﹐一方面將迴轉式耕耘刀搭配一起﹐犁田整地一次完成﹐耕耘機因而變成一項牛與犁的綜合的代名詞﹐當時稱為鐵牛﹐即是紀念其功德。許多牛隻開始失業了﹐有些被帶到牛墟中被賤價轉賣﹐但有很大的部份最終被賣到師大路的牛肉攤上了。

    耕耘機在民國75年以後達到最高峰﹐曾達十二萬台以上。為適合本省的地質及農民使用習慣所研發的機種﹐耕耘機自日本引進後﹐在台灣有相當大的改變﹐在結構上也特別堅固﹐原先為汽油引擎﹐後改為柴油引擎﹐馬力大﹐耗油少﹐在品質及耐用程度上也超越進口機種﹐是十足代表本省的產物。但曾幾何時﹐耕耘機也沒落了。它雖取代了牛隻﹐不久它也被另一批更強而有力的曳引機所取代﹐僅差沒有被送到牛肉攤上而已﹗為此﹐當時的中國農機也倒了﹐新台灣最後淪為為日本人的農機代理商﹐大地菱則開始生產其他作業機械。在海峽的彼岸﹐耕耘機反而大行其道﹐不但在彼岸生根﹐而且銷售到海外市場。至八十四年底止﹐台灣的耕耘機約僅剩七萬二千餘台。

三、曳引機的來臨

    農用曳引機﹐從前稱為火犁。初期﹐台灣能夠使用大型曳引機者﹐僅台糖公司。台糖當時有廣大面積的甘蔗園,必須利用這種大型曳引機進行整地的工作。由於台糖所屬土地廣大﹐且以礫土為多﹐故其引進之曳引機均以搭配碟犁為主﹐發明碟犁的人大概是一位廚師﹐因為碟犁之外觀很像炒菜用的鍋子﹐可一面前進﹐一面翻土﹐故老百姓均以火犁稱呼之﹐主要是看到碟犁及曳引機一面作業﹐一面吐煙的樣子﹔大陸則稱為拖拉機﹐似乎更為傳神,因為它可以拖也可以拉。一般曳引機有四個輪子﹐人乘座在上面駕駛﹐會有威風的感覺﹐說不定有一天﹐有人會將它開上馬路﹐當做新娘的禮車﹐還可記上金氏紀錄。無論如何﹐當時沒人會想到有一天﹐這種俗稱火犁的曳引機會成為台灣農業的主力﹐它帶動了台灣農業的永續﹐也把原來很看好的耕耘機給逼退了﹐實在是一件不可思議的事情。

    台灣地小人稠﹐每戶農民平均約一公頃的土地。一台曳引機﹐在田間轉個彎﹐最小也要十來公尺﹐小小一公頃的方寸土地﹐僅能供其轉三、四個彎兒。再怎樣也不需要曳引機來工作。當初就有人估計﹐台灣所需的曳引機最大馬力四十匹應是綽綽有餘。但這種估計維持不了多久就被打破﹐八十馬力變成主力。目前八十馬力已不是代耕農民的寵兒﹐因為它們認為一百八十馬力才算真正夠力﹗於是大馬力的曳引機開始由歐洲引進來﹐日本也製造不了那麼大的馬力。於是乎馬力自20馬力開始﹐至200馬力為止﹐數百種廠牌的曳引機﹐彙集在這一個小小的台灣島上﹐真可謂天下奇觀﹗金氏紀錄似也可以記上一筆。

    台灣農民有很多特點﹐勤奮是其一﹐他們追求速度﹐追求門面﹐但不一定講求效率。這點可以從曳引機的發展看出來﹐也有點類似現代年青人沒事在路上飆車的心態一樣。曳引機本來是農業動力之源﹐可以提供行走、驅動、拖行等動作所需之動力﹐因此可以鏈接任何需要在田間作業之農事機械﹐諸如犁、耙、抽水機、噴藥機、播種機、施肥機、割草機、切碎機、收穫機、牧草打包機等等。但在台灣使用曳引機最主要目的在於取代耕耘機的功能。因此﹐大部份曳引機均配裝有迴轉犁﹐成為標準配件。這種迴轉犁以300rpm以上的轉速﹐將土壤細切成小塊﹐只要走過一趟﹐萬事OK﹗免除以往需先行犁翻土壤﹐再行碎土的重覆步驟﹐一貫化﹐多麼寫意。但這種迴轉刀碎土的方式﹐耗費相當大的動力﹐深度愈深﹐所需動力愈多。這也是造成台灣地區需要大馬力曳引機之主要原因。

四、代耕中心的興起

    事實上﹐以約一甲地的農戶﹐根本無能力購置價格一百多萬元的曳引機﹐即使購置了﹐也只能放在客廳裡炫耀的時間多﹐無法充分利用。這也是代耕中心興起的原因。代耕中心由農民自行設立﹐當時政府也補助了些經費。開始時本身也有些農田﹐可以自行耕種﹐有餘力才幫他人行代耕工作。後來有些農民乾脆全心全力為代人作代耕的工作﹐賺取血汗錢。

    這種代耕中心全省有八百餘處﹐每處至少購置有四十馬力以上之曳引機一台及其他作業機械。一下子代耕中心變成另一種新興的行業﹐有些手腕較為靈活的﹐則擴大其工作範圍﹐其所獲利潤不菲﹐在鄉里中儼然是新興的大戶﹐工作時雖赤足下田﹐胼手胼足﹐農閒時西裝革履﹐出入常以昂貴驕車代步。為爭取更多的顧客及工作時效﹐其所購置的曳引機馬力也愈來愈大﹐其型式也愈來愈豪華。曳引機上有隔音舒適的駕駛艙﹐艙內冷氣、音響、控制面板、電視等樣樣俱全。累了也可卡拉OK一番。

五、曳引機之發展史

    早年的曳引機係以蒸汽機為動力﹐當時還必須用牛馬拖帶至田間﹐旁邊尚須十幾個人力來發動﹐一旦發動後﹐又必須繼續作業﹐因為停下來的程序也相當複雜。1900年美國加州使用的一台這種蒸汽曳引機重達41噸﹐木製車輪直徑9英尺﹐寬度15英尺﹐相當笨重。內燃機問世後﹐亦開始試圖將之配置於曳引機上作為動力。1908-1912年間﹐在加拿大溫尼柏地方每年還舉辦蒸汽曳引機與內燃機曳引機的作業比賽﹐看那一型耕作得輕愉快。結果兩者雖不是很滿意﹐但還是後者逐漸佔優勢。蒸汽車頭僅能在鐵軌上作為火車頭﹐吹吹口哨拉著車箱。

    1919年美國內州通過曳引機試驗法﹐其中規定所有在該州販售的曳引機必先通過測定檢驗﹐形成一個性能測試的準則。這種測試過程後來變成一個公認的性能測試報告。由於報告公正客觀,後來之購買者均要求廠商提供這類報告書﹐故全世界的曳引機製造商依慣例均會先將產品送到內州進行檢驗﹐然後再上市銷售。1925年動力分導裝置(PTO)開始廣泛使用﹐數年後ASAE並以540rpm設定為標準轉速﹐所有迴轉的作業機具必須依此轉速設計其規格與作業性能。近年來﹐由於高速作業機具之需求日殷﹐又另訂一個以1000rpm為標準之PTO軸﹐或為動力第二軸,以傳遞高速之迴轉動力。

    由於曳引機拖拉農具時需要甚大的牽引力﹐故其機體要重﹐才能安步當車﹐否則空有一身武功﹐也使不出勁兒來﹐僅會在地上打滑。因此製造時﹐其車輪必須大而寬﹐才能在地面上產生抓地力。在蒸汽機時代﹐車輪均以鐵輪為主﹐為增加抓地力﹐鐵輪面上裝設有凸緣或刺釘﹐就像賽跑時穿釘鞋一樣﹐才能跑得快﹔我們在雪地行車時﹐在車輪外面加上鐵鍊﹐也有相同的道理。但行走用鐵輪﹐實在太苯重﹐走在馬路上﹐好像在現代的壓路機在創造新馬路一樣。1930年代﹐橡膠輪胎問世﹐曳引機開始採用橡膠輪胎﹐體質因此大為減輕﹐行動亦較為便捷﹐然而為使輪胎有鞋釘的效果﹐輪胎外圍製有凸出的花紋﹐俗稱為輪耳。

    利用履帶﹐實際上也是增加抓地力的方法﹐它的原理是在地面上先行鋪一條堅固的履帶軌道﹐給輪子走﹐輪子走過後﹐履帶又收回來重復使用。故即使極不好的路面﹐輪子也能履險如夷。履帶式曳引機的問世﹐實際與軍事有關聯﹐均是用來在不特定地面行走的機械﹐而上面裝上大砲﹐即為戰車﹔上面裝上收穫裝置﹐即為收穫機。歐洲很多製造農業機械的公司﹐都與製造軍火有關﹐其原因也在此。因為重型農機與大砲﹐結構上都要很堅固﹐所用的原理幾乎一樣﹐差只在於一個目的在殺人,一個目的在處理農作物而已。

六、未來的曳引機

    未來的曳引機當然不能冀望它變成像跑車那麼快﹐但是它的穩重、舒適、操作方便﹐則是可以預期的。未來的曳引機將著重在控制與作業信息的傳遞﹐一般耗油量、打滑率、行進速度的信息已廣泛應用在較現行化的曳引機上了﹐而播種效率、收穫狀況監視、噴藥量控制等等之應用亦是近幾年來的研究開發的目標。

    無段變速的功能亦開始被採用﹐如此可以節省操作者不少不必要的動作 (除非有些操作者仍然著迷於從前的方式)。未來通訊的發展亦將會很快應用到曳引機上﹐當然這裡所講的並不是收聽廣播等一類的東西。利用衛星定位(GPS)的方式﹐不久將曳引機上實現﹐只要將田區情況預先作安排﹐曳引機必可自動地沿設定的路徑前進﹐並可以決定到何時停止。到時﹐哼哼﹐操作者不爽的話﹐走下曳引機來﹐抽根煙也無所謂。因為機器還是會照原訂計畫做完 (那樣的話﹐花錢請操作員做什麼呢﹖)

 

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