花蓮區農業專訊116期-田間省工自動化栽培管理專輯2021.08
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| 第116期｜2021.08月出刊｜本期PDF下載 |
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有機芹菜育苗沒煩惱 本場引進省工機械並改進發芽技術
由於芹菜有機栽培需要大量人力，育苗技術亦待改善，因此本場開發芹菜栽培省工技術，不但導入省工機械，更建立種子催芽技術，大幅降低生產成本。 經盤點發現芹菜栽培主要問題包括：種子發芽不整齊、苗期長、人力需求大等困難。因此本場發展一套以溫度、光線的組合結合本場專利輔助發芽裝置的催芽技術，符合有機規範，可縮短發芽時間約4-5日，種子於播種後約2日出土。 另外本場亦導入鏈狀紙穴盤育苗，不但節省育苗空間，搭配鏈狀穴盤移植機使用，於適當的苗齡定植，可大幅縮短定植的時間。定植後配合良好的雜草管理，經由整地時至少3次打田，降低雜草種子數量，可降低後續田間除草次數。 芹菜生長慢，雜草競爭力弱，在目前農村缺工的環境下，仍然可以藉由採用輔助設備以及良好的田間操作規劃，克服人力不足的問題。本技術日前已印製為本場農技報導137期，歡迎農友掃QRcode下載閱讀。
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有機大豆生產機械化概述作者：張光華副研究員、簡宏諭約僱助理
前言 花蓮宜蘭是有機農業的重要生產基地，在農委會推動進口替代轉作雜糧的政策下，本場積極輔導及推動大豆有機栽培。在初期推動時，農友耕作面積大多是幾分地，僅靠人力完成各種農務，雖然辛苦卻也尚能應付。但隨著耕作面積擴大，各種人力的限制和不便開始出現，農友逐漸渴求機械的協助。 為了提高生產作業效率、降低生產成本、減輕農務辛勞，本場開發一系列適用有機栽培且符合生產規模的農業機械，包括附掛式旱田播種機、除草機、大豆初級選別機和選別分級設備等。透過田間試驗及輔導業務將技術導入產業，在改良機械的同時也增加農友對機械的了解和信心。最終在市場需求、政策補助以及技術支援等多重因素配合之下，種植面積從6公頃成長到目前200公頃的規模，已是花蓮穩定的產業之一。 機械設計概念及效能分析 大豆生產過程需要進行整地、播種、病蟲草害管理、採收、脫莢、除雜、選別、分級等工作。若全靠人力作業不僅效率不彰而且難以規模化，因此需要機械輔助。為節約農友設備成本並且加速開發進程，播種機和除草機皆是以附掛型式設計，以曳引機或插秧機附掛播種器或除草器，採輕鬆的乘坐式作業，一次除草多行以提高效率。模組化設計有利於規格調整，在多變的使用者需求中有更高的適用性。 附掛式旱田播種機可附掛在迴轉犁後方，行進間可一併完成整地、開溝、播種、覆土及鎮壓等一貫化作業，可以節省一次作業的時間與費用，並且讓作物有機會和雜草競爭生長勢。機械每日可播種4公頃以上，相較於人力播種提高效率至少24倍。播種行、株距及覆土深度可依需求調整。機械播種規格化有利於後續除草作業，也有助於作物生長。 雜草管理是有機栽培的關鍵技術之一，尤其台灣氣候溫暖潮濕，雜草生長勢往往來得又快又猛，以機械除草效益高且對於環境相對友善，是有機耕作的必要工具之一。本場開發附掛式旱田除草機以及畦間中耕除草機，分別針對大豆平畦或作畦栽培而設計。原理皆是以破土犁先將土壤犁鬆使雜草基部鬆動，再以除草爪耙除或以碟犁翻起，二階段處理可增加雜草根部脫離土壤的機會而加速失水凋零，達到雜草防除的目的，用於大豆生長前期雜草防除及抑制生長勢。以往農友多以中耕機除草，1日僅能處理3-5分地，新機導入後每日可除草2-3公頃，效率提升將近10倍，可快速完成雜草管理作業爭取農時，且雜草防除率高於9成。 |
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有機大豆機械除草技術作者：簡宏諭約僱助理、張光華副研究員
前言 近年花蓮區農業改良場積極推動及輔導大豆有機栽培，在市場需求、政策補助以及技術支援等多重因素配合之下，種植面積穩定成長。然而隨著耕作面積的擴大同時，也面臨農事負擔增加的挑戰，其中最為頭痛的是雜草管理問題。因雜草生長快速且生命力強，若是管理不當或錯失除草時機，很容易導致大豆減產甚至歉收。為此本場同仁積極投入研發有機大豆適用的除草機械。分別於107年及109年分別開發完成「附掛式旱田除草機」及「附掛式畦間中耕除草機」，改善有機大豆除草困境。
現行的困境 目前農友大多採平畦栽培，主要是可以使用中耕管理機進行除草，以中耕機的耕刀耕除行間雜草。雖然中耕機每日作業能力僅0.5公頃，相較人力除草輕鬆許多，惟作業效率仍慢。由於花蓮地區時常下雨，下田除草時間相當有限，常錯過除草時間點，需花費更多的時間及人力進行移除。相較於平畦栽培，作畦栽培是較佳的選擇，作畦栽培的好處是遇強降雨時有利排水，缺水時可以溝灌，可以給作物較佳的生長環境。但作畦栽培是立體化的空間，雜草管理更為困難。目前中耕機雖能防除畦溝的雜草，畦面與畦側的雜草仍無合宜的機械可用，人力除草成了唯一的選項，因此急需除草效率更高的農事機械。 有機農業新利器 為此本場積極投入除草機械的研發，於107年完成「附掛式旱田除草機」，適用平畦栽培。以插秧機為田間動力來源，後方附掛3組除草組進行大面積快速除草，不僅作業效率高，更將除草模式由行走操作改為乘坐式操作，提高舒適性及作業效率。行間雜草防治以除草犁破土、鬆土、碎土，將土壤破碎為小塊，再由後方彈性除草爪進行拖帶土塊及雜草，使其滾動讓雜草根部與土壤分離，使雜草經曝曬後枯萎，達到行間雜草防除的效果。株間則是利用彈性除草爪拖帶土塊時所形成的土團，將其撥至株間覆蓋雜草，達到株間雜草抑制。經附掛式旱田除草機除草2次後，行間雜草防治率可達95.4%；株間雜草防治率達71.4%，可有效抑制雜草生長勢，減少雜草對作物的影響，且每日作業能力達2.5公頃，可在短時間快速完成大面積雜草管理。本機採模組化設計，除草組可依照栽培規格自行調整行距(55-80公分)，適用於玉米、硬質玉米、大豆、紅豆等作物使用。 109年則完成「附掛式畦間中耕除草機」，適用於作畦栽培，以破土犁、圓碟犁和彈性除草爪的組合，克服立體空間的雜草管理，可同時完成畦面、畦側、畦溝的雜草防治，並避開植株，達到細緻的除草效果。同樣是以插秧機附掛的模式運行，一次除草多畦。經機械除草2次後，行間雜草防除率達90%以上，作業能力每日達2.5公頃。本機設計除草行距、寬度、深度、碟犁開度、傾角等均可調整，操作者可依種植規格及土壤特性進行調整。本機適用於花生、大豆、紅豆等作物使用。 |
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雷射驅鳥裝置開發與鳥害綜合防治作者：郭東禎研究助理
前言 鳥害防治一直以來都是農民在種植作物上一個無法避免的課題，由於氣候變遷，鳥類習性的改變導致作物遭受鳥害的情況越發常見，例如番茄、生菜、綠花椰菜以及南瓜等，在幼苗時期嫩葉遭烏頭翁啄食而造成生長勢受阻；大豆、花生被斑鳩、鴿子啄去子葉，導致缺株嚴重；某些區域剛插秧完的有機稻田，則常有雁鴨於夜晚飛入挖取秧苗基部的穀粒為食，導致秧苗浮起嚴重缺秧，更不用說收穫期的稻穗常成為麻雀飽餐一頓的對象。從剛播種的種籽、嫩苗到屆收成的作物種子、果實，鳥類造成的作物損失率有些甚至能高達50%，嚴重影響農民收益。
農民驅鳥常見方法 目前農民大多還是以聲音、圖像、光影或人工威嚇來達到驅鳥的目的。常見的有，在田區範圍纏繞防鳥彩帶，隨風晃動時反射陽光而閃爍，造成鳥類視覺不適而離開，但鋪設及回收皆耗時費力，其效果又隨陽光起伏，且彩帶無法回收利用。也有利用沖天炮(或鞭炮)發出巨響來驚嚇鳥類，並搭配線香定時點燃，而節省施放人力，但當鳥類一旦熟習其非具威脅之聲響後，會立即失去驅趕效果，能常常看見鳥群因炮聲而飛起，但又馬上降落原處，且聲響造成的噪音也是一大問題。固定的方法或者設備，皆使驅鳥效果不彰，架設捕鳥網以及放置毒餌更是有觸犯野生動物保育法的疑慮。 |
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樹豆栽培管理作者：蔡秉芸助理研究員 種苗場繁殖技術課、呂柏寬助理研究員、詹凱竣助理研究員
前言 樹豆耐旱又耐貧瘠，同時富含蛋白質及礦物質，具有在極端氣候下持續穩定提供糧食的潛力，有鑑於此，位於印度的國際半乾旱作物研究中心將樹豆列為6大重要目標研究作物之一，強化育種及相關研究工作，樹豆的發展潛力可見一斑。目前樹豆主要產地為台東及花蓮地區，栽培面積分別約為65及25公頃。樹豆根系具優良的固氮作用使土壤更加肥沃，除了採收成熟種子，國外也會採收葉片作為青刈飼料，枝條則當作燃料，是能全方位利用的作物，也因為富含蛋白質，提供原鄉部落勇士們充足的體力，因此又有「勇士豆」的美稱。樹豆在原住民傳統的文化及生活有著密不可分的關係，早期原住民遷徙時，便帶著豆類的種子移動，不僅可以做為糧食，同時也在生活的新土地上，種下一棵家鄉的味道，花蓮縣光復鄉的馬太鞍(Fata'an)部落在阿美族族語中即為樹豆的意思，顯示樹豆曾經在部落中生生不息。近年樹豆產業於原鄉地區逐漸復甦，為了進一步提升樹豆品質，花蓮區農業改良場也積極輔導農友提升樹豆栽培技術，期望未來提供更優質的樹豆供消費者嘗鮮。 植株特性 樹豆起源於印度，為熱帶作物，植株忌冷怕濕。15℃以下種子發芽困難且植株生長遲緩，最適生長溫度介於18-30℃，不過在35℃以下仍可正常發育。 |
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宜蘭地區蓮霧作者：徐子芳助理研究員
前言 蓮霧（Syzygium samarangense Merr.Et Perry）為桃金孃科赤楠屬之熱帶常綠果樹，宜蘭地區栽培面積約152公頃，約佔全國栽培面積4.8%，僅次於屏東、高雄、嘉義，栽培品種以粉紅種（俗稱南洋種）為主。自然開花期之蓮霧產期集中在6-7月，而宜蘭地區多於10-12月提早催花，將產期調節至翌年4-6月間，可避開梅雨季節及其他產區盛產期壓力，提升果實品質及售價。利用提早催花將產期調節至4-6月者，1-2月為花芽萌發至開花期間，遇冬季低溫易發生寒害，造成花芽組織壞死、枯萎、花苞組織受損，導致開花數減少、萌發不齊及落花，或使花萼有開裂情形而影響果形，嚴重時危害率達30-60%，大幅減少農民收益。利用簡易防寒措施，提供物理性之寒害防護，可減少蓮霧花果受低溫之損害。 蓮霧寒害徵狀及氣象因子 蓮霧於花芽萌出期及分粒期遇低溫，花芽及小花蕾會出現紅褐色的斑塊，嚴重時有枯萎及掉落的現象；花蕾體積增大期間（豆粒期）遇低溫，可能出現紅斑，對後續生育影響較小；即將開花及盛花期間的花蕾，或剛過盛花期的幼果（胚仔期），可能發生花萼開裂及落花落果情形，如果實沒有掉落，日後果肉增長時會造成畸形果。葉片遭遇低溫會有水浸狀、黃化、紅色寒斑或落葉等徵狀，老葉較易遭受寒害，落葉嚴重者會影響產量及果實品質。 蓮霧寒害發生的氣象條件有日夜溫差、低溫程度、低溫持續時間、空氣相對濕度、低溫期間空氣對流及低溫前後氣溫變化等。氣溫低於15℃時，將促使植株生育緩慢，短時間內大部分蓮霧樹體仍能忍受；低於13℃即可能發生寒害現象；當低於10℃且低溫時間延長，將造成寒害。低溫持續時間越久、氣溫驟降或低溫後氣溫驟升，尤其低溫後高溫強日照環境，常造成寒害情形更嚴重。 較常見的寒害預防措施有物理性防護，如低溫期引灌溫度較高之地下水保持根溫，抽地下水進行噴霧、於果園迎風面架設防風網等；或化學性防護如幼果期噴施植物生長調節劑、低溫前噴施防寒藥劑及補充鉀、鈣液肥等。 |
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以氮肥管理保護生態環境的澳洲經驗作者：邱淑媛副研究員兼課長、徐仲禹花蓮林區管理處技士
前言 昆士蘭是位於澳大利亞東北方的州，在海岸外二、三十公里遠有舉世聞名的大堡礁。澳洲政府及民眾珍惜維護大堡礁的行為，反映於農業上的行為之一是對農田逕流的重視。當地學者認為由土壤中釋出的肥料會隨著地表逕流排入大海，進而破壞海岸外的珊瑚礁生長，因此合理的施肥及作物肥培管理，對珊瑚礁的保育非常重要。台灣的花蓮縣豐濱鄉新社村是高位珊瑚礁地形，有著與海相臨的稻田，海面下離岸不遠處有珊瑚礁生長，農田的肥料/農藥逕流是否可能會影響海中的珊瑚，是多年來公私部門都關注的議題。 有鑑於此，本場於108年間派員走訪澳洲向James Cook大學的Dr.Paul Nelson學習農田肥料管理的經驗。Dr.Paul Nelson是James Cook大學凱恩斯校區的農業環境專家，也是土壤科學家，主要研究自然過程和管理如何影響農業系統的可持續性，包括生產力，土壤狀況，水質，養分循環和溫室氣體排放，特別是在熱帶作物系統中。凱恩斯校區位於昆士蘭東北部，附近主要的農作物為甘蔗與香蕉。 甘蔗田的肥料施用對大堡礁珊瑚的影響 全澳洲有38萬公頃甘蔗田，其中95%位於昆士蘭州的熱帶雨林地區。甘蔗大部分用於製糖，少數用於製作酒精。昆士蘭的甘蔗的種植多為慣行栽培但少用農藥，因此主要的環境問題來自肥料。甘蔗為宿根栽培，生育期約為1年（另加採收期2-3個月），每4-5年大約栽培3-4個期作會更新一次種苗，採收期為每年6-11月，採收後4週會施用肥料（基肥，主要為氮素130至290kg-N/ha，也會 施用鉀肥60kg-K/ha），因為粗放管理，故全生育期僅施用一次肥料。Dr.Paul Nelso與CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)的Dr.Tony Webster合作，比較施用尿素(urea)與緩釋型尿素(slow-released urea)對水中氮含量的影響。施肥的方法是在株間挖15公分深的洞，並利用收割後的枝條打碎作為地表覆蓋保持土壤濕度。水樣是自動化取樣，取樣後暫存於田間的拖車內，甘蔗生長的情形則是比對甘蔗高度對應於田間測量標竿的位置並以攝影機連網傳輸影像。 農田中也可以裝設即時硝酸鹽感測器(real-time nitrate sensor)測量進到水體中的硝酸鹽，但此儀器昂貴（單價約新台幣23萬元），因此無法廣為設置。即時監測的優點是數據會上傳到特定的應用程式可與其他單位共享，同時該儀器亦可同時測量溪流水位高度(stream level,m)及雨量(rainfall,mm)，可據以計算出氮承載量(N load,tonnes/day)。 |
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省工機械配合智農技術輔導農友 全方位智慧管理
為滿足有機大豆擴大生產需求，本場投入有機大豆專用農業農業機械研發，讓小農能以低成本購入農機設備滿足生產需求。除此之外，本場亦規劃智慧化栽培，從收集田區氣象及土壤監測數據開始，進行分析演算，建置適合轄區生育的大豆生長模型，提出有利於農友進行農企業管理之智慧化系統，進一步將機械化及智慧化系統整合為智慧省工生產技術平台。 目前有機大豆機械研發可減少傳統人力栽培成本90%，創造每年3,500萬之市場效益。智農研究方面，本場蒐集微氣候資訊，著手研發智慧生長模型，並透過大數據累積的演算分析，搭配場內農業專家的專業知識，提供農友包括播種期、病蟲害管理、天然災害預警戒、田間操作建議等各種資訊。 經農友實例證實，此套有機大豆智慧平台可避免因天災導致減產超過30%。此外，本平台亦將物聯網(IOT)和區塊鏈進行水平整合應用，再以區塊鏈的角度協助農友建立自有品牌，及展示透明化生產過程，以全面提升商品價值，共創農友與消費者雙贏局面。 |
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政令及其他宣導廣告
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行政院農業委員會花蓮區農業改良場
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電話：+886-3-852-1108～10 | 傳真：+886-3-853-5902
土壤及作物營養：+886-3-853-4914
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