堆肥撒佈搬運車之研製開發

台中區農業改良場／龍國維、田雲生

緣起

　　台灣農地由於長期及大量施用化學肥料，造成土壤漸趨酸化、硬化等 貧瘠現象，而直接影響作物的生長及產量，依據國內外專家、學者試驗研 究得知，若改採用有機質肥料，不單可使日益嚴重的禽廢棄物製成堆肥而 獲一個出路以減少環境污染，亦可藉此改善土壤地力與理化性質，同時在 施用堆肥後，對豆類、瓜果，蔬菜及牧草各項作物均可提高產量或品質。 但是要達成上述效果的堆肥推薦量卻相當可觀，估計每公頃自2至20公頓不 等。這麼高量的堆肥無論體積或重量均致使人力施用難於負荷，在運載移 動至田間或施用操作上都是大問題，因此施用堆肥的機械便極需引進或開 發研製並大力推廣，以達成廣泛使用堆肥，改善地力、減輕農畜污染，提 高農作物品質與產量等之目的。

　　根據調查統計，國內使用的撒佈機數量極少且多為曳引機拖曳式，此 種型式機體較長，轉彎較不便，並不很適合於台灣之小田區使用。另一方 面，農地動力搬運車是台灣極特殊的農業機械，在農村中使用非常普遍， 這些搬運車操作上十分靈活，機動性十足，同時具有極類似堆肥撒佈車載 肥斗的載貨車斗；故筆者等構想利用其車斗，結合撒佈堆肥的機構於其上 ，改裝為多用途兼具堆肥撒佈功能的車輛。若此不僅不失其機動靈活性， 並仍可做為搬運車使用，應該可以提高其使用率，且降低機具投資成本。 目前該車已經由行政院農委會與台灣區雜糧發展基金會之補助研製開發完 成，並交與合作廠商大地菱農機公司進行雛型商品機設計試造，以及籌劃 技術轉移商品化等準備工作，謹將其機械構造與作業功能等介紹予農友參 考。

搬運車驗改裝過程 

　　本機因係兼堆肥撒佈及搬運兩項用途功 能，筆者等特稱之「堆肥撒佈搬運車」，其 外觀如圖一所示，其自搬運車改裝及撒佈裝
置試製過程說明如下：

1. 將農地動力搬運車原裝置之車斗拆卸移開。
2. 改裝底盤中之傳動系統：將引擎動力引出經1：5減速後，以平行皮帶輪藉離合壓輪傳動至車後方，並經斜齒輪分出側動力軸及後動力軸。
3. 試造可兼用為搬運用之載肥斗，其底部具可循環之刮肥鏈條及刮肥板。邊板可放下以利載肥作業，刮肥機構動力軸設於後方。
4. 試造撒佈頭：以三角盤式為主要撒佈機構，撒佈盤上方則具迴轉切刀以利切碎成團之堆肥。另製作撒佈頭之輪式活動載台，可調節高低位置，如圖二。
5. 完成載肥斗與撒佈頭之連結機構，以活動卡扣方式做快速定位，再以左右上下共計六支插銷做定位鎖固。
6. 裝設完成載肥斗並將撒佈頭連結後，移開撒佈頭載台即完成該機，如圖三所示。

機械構造

　　完成之雛型機僅較原搬運車部長度增加了約55cm，對於全車之操作、轉彎等均不致產生影響，因此作上仍如同駕駛搬運車一般，靈活性及方便性亦同。其主要構造與性能要說明如下：

1. 底盤及動力源：採用符合「農地搬運車規格範圍」規定之搬運車車體加以改裝，動力部份則因配肥與撒肥機構等增加動力需求，故本雛型機採用16Hp/2,000rpm單缸柴油引擎驅動，同時負擔車輛行走、刮肥及撒佈等作業。
2. 傳動系統：本撒佈搬運車採四輪驅動，變速箱具前進六檔、後退二檔，作業速度為3.6～14.4km/hr，並可配合每一田區堆肥推薦量多寡而選取適當行進速度撒肥。
3. 載肥斗：承載量為800kg(1.4m 3 )以上，其底部具可循環之刮肥鏈條及刮肥板，並採間歇運動方式，可避免堆肥架橋現象。其運動方式係以偏心皮帶輪迴轉帶動推動爪以撥動棘輪來達成，其中撥肥鏈條的速度採不同位置插銷式做改變，共有四個插銷位置可選擇，以變化出肥速度。
4. 撒佈頭：包含控制堆肥出量的檔板、打碎堆肥團塊的轉軸切刀，以及撒佈堆肥之一對三角轉盤。其中調整控制擋板高度，刮肥線速快慢及轉盤轉速等變化因子，可使堆肥撒佈寬度分佈為6~8m ，使作業效率提高了許多，也更富彈性。

性能規格與作業測試結果

1.研製完成之撒佈搬運車經初步操作測試可達成所設計之目標動作等，在確定各機構功能後，量測調查機體各部尺寸規格等性能資料，彙整如下表。

2.撒佈搬運車定置於廣場上，以靜態試驗將堆肥經撒佈裝置撒出，可了解堆肥撒出後之均勻分佈與否，若以引擎轉速1,800rpm及最快出肥段速操作，承載量800kg時，撒佈時間約為1.3min ，其測試結果撒佈寬度可達8m，撒佈肥粒均勻細碎，效果甚佳。

3.撒佈搬運車田間作業測試時，如圖四，引 擎轉速設定為慣用之1,800rpm ，負載堆肥量800kg ，則各檔位間行進速度最高及最低分別為3.6、14.4km/hr ，且撒施堆肥均能達成預期效果，惟最高檔即高速第三檔操作時，切入撒施機構離合器時會熄火，此表示動力不足以負載最高速行進並同時施肥，因此這一檔速不列 入推薦。另以乾豬糞、石灰豬糞、牛糞加稻草、發酵雞糞四種不同性質堆肥為撒施材料，測試發現四者間之撒佈速率及寬度並無明顯差異，但切碎性以略呈小塊狀的 牛糞稻草堆肥略差，蓋因其腐熟、發酵程度不甚完全及粗纖維質較多之故。就本機械而言，建議儘量使用腐熟完全的堆肥，畢竟施用處理愈完全的堆肥，機械作業愈 能發揮較大效能，且可避免作物受到堆肥繼續發酵的危害。

4.機械撒佈與人工撒施作業效率之比較：試驗田長寬約50 × 20cm， 以不同段數進行施撒，分別計量主要之三項作業所耗時間，分別為第一項於田間實際施撒作業之時間(包括田頭轉彎)，及第二項裝肥作業時間與第三項載肥運輸並 包括上下田等其他作業時間，最後再三項總合為全部作業之時間以計算作業效率。裝肥作業以小型鏟斗機裝載至撒佈機滿斗並刮平之時間，共約鏟裝三次。載肥及其 他作業時間則自堆肥舍至試驗田間約為500m，以約8～10km/hr之一般搬運車行駛速度來回並包含上下田之時間，堆肥撒施量均以20ton/ha為準 來施撒，共施撒該試驗田三車次。人工作業以全人力操作將堆肥裝袋人以手推車來回於500m距離內，並將堆肥送至田間均勻撒施於田間。總計其結果，本撒佈車 作業速度約為人工的8～10倍，可說效率十分高，同時僅需一人操作即可，可節省極多的人力以及免除施堆肥的辛勞。

本機之優點

1. 撒佈幅度大，作業效率高：本車堆肥撒佈寬度範圍分佈為6～8m，遠較一撒佈機與與車同寬之撒肥作業方式，效率提高甚多，也更富彈性。而其作業速率比人工撒施要快達8～10倍，為一台效率甚高之機械。
2. 撒佈堆肥均勻細碎：本車經轉軸切刀切碎堆肥團塊，再掉落至轉盤上，並藉由三角轉盤離心作用來達到撒佈的目的，具有多段打碎功能，由撒佈後堆肥之堆積剖面看來，其撒佈肥粒相當均勻、細碎。
3. 車身短，易於駕駛：本車車身總長僅約4m，與傳統式曳引機拖曳撒佈機作比較，其車身總長幾為傳統式之一半，如圖五，故易於操作駕駛，且田頭轉彎更為省時、安全與便捷。
4. 轉彎半徑小，操作靈活：本車之轉彎半徑約2.7m左右，遠低於傳統單拖曳桿式之6m與雙折A型架式拖桿之4m，如圖六，因此操作上與一般搬運車相同，十分靈活方便，同時其機動性也提高很多。
5. 單位面積施肥量彈性大：強制配肥機構具有四段速度可供選擇，配合自3.6km/hr 至14.4km/hr之五個不同前進車速，可達成極大彈性施肥量的選擇，單位面積施肥量可大約自最低1.6tons/ha 至最高17tons/ha 的20種以上選擇。
6. 多用途設計，提高機械使用率：因考量施堆肥作業並非每天都在進行，因此採用分離式設計，於非施肥時期，可拆卸撒佈頭後成為撒運車，達到多功能用途，如圖七，因此可提高本機械之使用率。

結語

1. 雛型機經測試之結果，於不同性質堆肥撒佈上均可達到將堆肥細碎撒出並均勻分佈之效果。撒佈寬度可達6~8m，因此可減少換行次數，有效提高效率。其行進速 度選擇範圍甚廣，最低為3.6km/hr，最高可達14.4km/hr，故對操作時不同要求之單位撒施量(tons/ha)可以很容易以不同車速及出肥量 調整組合來控制。綜合性之測試上顯示，其作業效率比人工撒施要快達8～10倍，可稱是一台效率甚高之機械。
2. 台灣農村人力因不足及老化，許多農業作業均逐漸走上代耕制度，對於堆肥施撒情況亦然。雖然機械化撒佈會提高效率，但畢竟機械投資成本有回收之問題，若年使 用率偏低必會形成投資浪費。因此若採用代撒堆肥的方式與制度，則機械成本易回收且較易推廣大堆肥之施用。同時政策上若加以鼓勵與補助代撒施方式等，並大力 宣導推廣，相信會很快將大量施用堆肥觀念及堆肥施用機械之應用等推廣導入農業生產體系中。
3. 搬運車兼用撒佈機研製測試過程當中，筆者等深切體會堆肥施用機械的作業效率並不完全取決於機械本身的效能，而有相當大的部份取決於重覆載送堆肥時間以及載 堆肥地點至施用田區間的距離遠近，如果距離較遠時，要花很多時間做運輸，尤其道路狀況不佳時更會導致泰半時間花在往返田區至載肥點之間，因此施用堆肥的模 式應再予詳加探討，如果要提高施肥機整體效率，則相關之搬運與裝載機械或設備亦必須配合，此部份之週邊設備與高效率施肥模式已由本場研究人員進一步規劃試 驗中。