播種機械之發展

馮丁樹

一粒種子

    種子是有生命體﹐播種則是一種希望的工程。人類對傳宗接代有很強的觀念﹐如此生命才能薪傳下去﹐在這個世界上各種作物的生存亦有類似的現象。一粒麥子下土死了﹐再衍生一大串麥穗來﹐而人類則協助其繁衍得更整齊、更有秩序﹐也更符合生存的法則。農業是從一粒種子開始﹐但使種子順利發芽成長﹐事先的環境準備也是農業的一環﹐這些則屬於事前整地的工作。

    種子是很貴重的東西﹐一般均需經過精挑細選﹐故不允許浪費。為使其發芽均勻﹐生長整齊﹐其所用之方法必須相當精緻細膩﹐而且有條理﹐這是播種的基本設計原則。

    由於一般之種子體積甚小﹐在分配上因此必須精確可靠﹐不許浪費。而種子在播入土中之後﹐必須立即覆土﹐所以播種完畢後無法檢驗是否播種妥當。必須等到播種完畢後幾天才能確認是否長出新芽來﹐到時補救不易﹐故精確播種機構與種子本身之發芽率均很當重要﹐種子因此必須事先作處理。種子太小時﹐有時必須應用覆衣(Coating)技術加以克服。

 

播種機具

    就農機具發展之過程而言﹐凡是人手難辦的工作﹐其所需之農機具就會優先發展。鋤頭、犁、耙等就是最好的例子。在播種過程中﹐處理種子之作業本來是最難機械化﹐反而人手之巧妙技能最容易辦到﹐故人類以人手播種有數千年之久。最初有簡單的竹筒輔助點播具﹐可直接在地上掘一小洞﹐種子沿竹筒下落﹐掉入土中﹐然後以腳覆土﹐如此可以免除彎腰之苦。後來,以畜力為主之播種器如耬車亦開始發展﹐可一面行走﹐一面進行播種作業﹐這種方式且已使用數百年。在引擎動力發明之後﹐這些器具的性能再度發揮﹐聯結整排之播種機一次可以播種十數行至數百行﹐更展現其優異的速度與性能。

    播種機之主要目的是在種植的期限內﹐以合適的速率,將種子依所需的深度及間隔,植入土壤中。一般之播種機依作物之種類以及由其栽培目的而分﹐有條播機(drill)、點播機散播機三種﹐依其動力別則可分為人力用畜力用中耕機曳引機用等四種。這些播種機之型式中﹐其範圍從附裝於爪犁後面的簡單手動進給管子,至可在地面上以高速率從皮帶送出一粒種子至土壤中的精確播種機。點播方式以人手最容易處理﹐故凡以人手者﹐多以點播為主﹐撒播次之。以機械出發者﹐則以條播為主﹐撒播次之﹐點播反而是最不容易克服的一項。    

    上述各種型式之播種機﹐其功能並非僅將種子播入土中就算數﹐因為在這過程中﹐仍有許多程序必須附帶完成。這些程序包括播種、開溝、覆土及鎮壓等工作。有時施肥、施殺草劑等工作亦必須配合進行。故播種的作業﹐實際上是一個小型的自動化作業系統。

條播機

    條播機是將種子在地上播成線條狀﹐這種方式較為簡單﹐可控制行間距離和種植深度,但是不能明確地控制行裡的種子間隔,故種子發芽之後必須再進行間拔或疏株﹐使種苗成長時過程中﹐有較寬廣的發展空間。

    條播機之重要機構為種子配出裝置﹐其目的在控制種子之播下流量。配出方式有流動配出法及機械配出法兩種。前者利用流動剌激的作用﹐使種子能自種子箱中自然連續流下。造成此種流動現象可用打擊、搖動、崩潰、攪拌等方式。其設計之機構較簡單﹐惟由於此法影響因素很難掌握﹐故不容易獲得穩定的配出流量﹐是其缺點。

    機械配出法則在種子箱下方﹐利用具有強迫性之迴轉機構進行配出作業。其配出量則以迴轉之速率或開口之大小控制﹐因此流量穩定而精確。這種配出裝置有刮出式、舀取式兩種﹐前者之強制作用更強﹐流量確實﹐配出率因而可不因機體振動所影響﹐但容易使種子受傷﹔後者則採用自然舀取式﹐溺水三千﹐只取一觚飲﹐種子配出時係自然流出﹐不受壓迫﹐但流量會因機體之振動而影響。目前有些真空式點播機構亦多採取舀取式者。

點播機

    點播機則在各行上﹐以一定之間距﹐將適當粒數的種子播在一穴﹐達到精確播種之目的。最理想之情況是一粒一穴﹐但為克服發芽率低的情況﹐可調整為一穴數粒。為控制種子落下間距﹐其機構通常採用可旋轉之種子盤或迴轉式輸送帶置於種子箱底部。種子盤緣或輸送帶面均勻分佈適當大小之孔穴﹐以容種子。當種子盤或輸送帶轉至種子箱底部時﹐種子會因重力落入孔穴中。當此機構繼續旋轉時﹐有種子之孔穴會往上移動至導管處﹐孔穴底部之遮板洞開﹐孔穴中之種子會自動落入導管﹐並降落在地面之溝槽內。

    為防止種子掉落時產生跳動﹐在導管末端常裝有阻止閥﹐使種子正確落入土穴中。為更求精確播種﹐近年來亦有採用真空吸附式﹐主要利用通有輕負壓之針孔在種子箱中吸附種子﹐然後在旋轉到適當時機與導管位置時﹐再利用正壓將種子吹出。現行許多蔬菜播種機即採用此種方式﹐並配合在穴盤育苗之機構上﹐以行一貫化之播種工作。

    為節省種子之使用量﹐點播的方式是播種作業最後的理想狀態﹐故新近對播種機之研究常針對點播機的性能進行改善﹐這些包括每穴粒數設定及調整之可行性探討、缺粒偵側及警示功能之加強等。

撒播機

    撒播機是無定向地將種子撒向田間﹐有如天女散花一般﹐但必須力求均勻。其覆土則另採用耙或鍊式中耕器作簡易式蓋覆。人手撒播亦是常用的方法﹐但有些細小的種子則必須先混合細砂或同大小之材料﹐以改善其均勻度。此種撒播方式多用於牧草、綠肥或大量生產的蔬菜園。利用機械進行撒播通常有離心式與重力式。前者用於小粒種子如苜蓿、紫雲英或亞麻子等﹐以迴轉盤在高速旋轉的狀態下﹐向四方散播﹔後者則以自由落體的方式﹐種子通過許多排成一線的小孔﹐自然落下﹐為使其撒佈均勻有時加上混配裝置。在廣大面積之播種亦有採用飛機空中撒播的方式﹐其均勻度較差﹐但頗適用於粗放方式或林地之更新作業。

    離心式撒播之設計簡單﹐且可高速進行﹐作業能量大﹐但由於作業寬度不容易界定﹐必須注意其重疊的部份。重力式則有固定的作業寬度﹐操作上較為方便。這兩種方式所需之動力可為人力、畜力或機械動力﹐但離力式者仍以機械動力為多,且其所需之動力亦較大。

    撒播適用於粗放地區﹐尤其地面不平或砂礫多之土壤﹐有些設計還可以兼作施肥之用。

附屬機具

    上述播種裝置僅針對其種子配出方式加以說明﹐事實上種子入土之前與後﹐土壤之處理也相當重要。這些項目包括開溝器、覆土器、施肥器等。由於大部份之土壤表面容易乾燥﹐種子需播在土中適當深度﹐以保持水分及活力﹐故需要開溝器先行開溝,使種子掉入溝內。有時因為作物或土壤種類不同﹐開溝作業可以省略或以其他方式取代﹐但其基本之功能仍需俱備。

    開溝器通常安裝於播種導管之前方﹐使種子入土之前﹐土溝已預為準備。開溝器有鋤型、鞋型、單碟及雙碟等﹐並能調節深度。鋤型具三角刃﹐堅固耐磨﹐為常用之型式﹔鞋型具壓削功能﹐用於夾雜物多之地面﹐阻力較小。碟盤則如飛盤﹐但盤緣銳利﹐可在前進時旋轉﹐並切斷殘枝﹐故切土及碎土功能甚佳﹐但不利於開製深溝。雙碟則在開溝後﹐成一整齊的V字型溝﹐是最為理想的方式。在黏土上作業時﹐碟型開溝器需附一刮土片﹐以刮落附著於碟盤面上之泥土。

    覆土器位於導管之正後方﹐在種子進入溝中後即將兩側之土壤回填,或稱覆土。覆土器有鍊型及輪型兩種。鍊型是一條鐵鍊﹐可將旁邊的土撥回溝中填平,是一種簡單的型式。輪型覆土則除將兩側土推向深溝外﹐尚具壓實作用。此在乾燥季節裡,必須保持種子層之土壤水分時﹐最常使用。

    施肥器則屬另一目的﹐通常有另一套施肥裝置﹐置於播種器之後方﹐在種子覆土時,順便進行施肥。施肥器所經之路徑常與播種路徑略異﹐以免影響種子之發育。

播種機之應用

    播種機之應用有兩種,一為不整地播種﹐即直接在未整理過的土壤表面上進行播種作業﹐此時地表仍留存許多殘枝敗葉﹐土壤且處於壓實狀態﹔另一方式則是整地播種﹐將種子種在經過精心整理、碎土﹐土壤膨鬆、平整而無雜物的土壤中。從節省能源或降低生產成本之觀點而言﹐第一種方式較為經濟。不整地的方式﹐其產量會隨耕作之次數而逐年降低﹐故數年之後仍需進行整地播種。

 

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