收穫機械之發展

馮丁樹

收穫是農民一年內最歡樂的時光﹐那些曾經含淚播種的人們﹐正式歡呼收割。收穫也是一種盼望與汗水交織串連而成的結算點﹐從前種種是一種無盡無息的投入﹐收穫時則是一筆完整的所得。所以收穫的季節﹐對他們而言﹐是上天給他們的回報﹐也是重要的一項大事。

但收穫總是有時限性﹐稻熟於田間不能等待﹐必須在一定的期限內完成。而收割的工作﹐也有它的技術性的困難﹐為維持作物收成後的品質﹐收割的精度愈為重要。為此農民總是千方百計地呵護著他們的收成。為趕上時限﹐農民必須集合龐大的人力﹐且用盡不同的工具﹐使穀物豐收﹐使穀物價好。收穫是作物與地面或果實與樹體吻別的時刻﹐人們必須用盡力量或善用其剛柔並濟的力量將其分開﹐這必須依賴人類的智慧。而大地與作物都是兩個不可忽視的主角。這也是為什麼在收割的季節裡﹐總是縕藏著許許多多可歌可泣的故事﹐讓童年存在著不少不可磨滅的記憶與痕跡。

雖然收穫可以帶來許多歡樂﹐但收穫的確是一件辛苦的工作。從前人的力量有限﹐最多僅能利用畜力協助工作﹐故每戶的耕地面積也受限制。但藉著引擎動力之發展﹐這種小面積栽培的情況乃逐漸改變﹐動力之增加使收穫機具之尺寸也大型化﹐農家的規模亦大為增加。目前國內仍受限於人口面積分配的限制﹐間接使農機具之發展亦受限制﹐這是另一種狀況。

穀物之收穫作業通常包括刈取､集束､脫粒､選別與裝袋等動作﹐後者有部份留到晒場處理﹐但一貫化作業則包括上項之連繫作業。刈取則依動作之需要分割､切､鋸､摘､擰､拉等方式﹐其所需之工具亦不相同。茲就作物種類所需之機具型式及原理加以說明﹕

一､牧草收割

剪草機應具備之條件如下﹕

1. 不論牧草之性狀軟硬粗細或其株叢之厚薄﹐均需能割取。
2. 必須能調節收割之高度﹐並能避免觸及地面之石礫或殘株等物。
3. 所收割之草料必須在事後容易整理﹐或整齊留置於地面上。

簡單的牧草收割機為垂軸迴轉型﹐可旋轉裝有刀片或鋸齒之圓盤﹐切斷牧草。此類型機械有各種尺寸，其尖端速率每秒約為 80 公尺﹐亦可以多組圓盤裝載於曳引機後，以每小時l0-16公里的速率前進操作。但為操作安全計﹐這些圓盤四週必須加裝堅固護片﹐以免操作者受刀片或飛石傷害。

典型的牧草收穫機則為長型往復剪刀式﹐可直接貼近地面進行割草。其主要構造分車輪､傳動機構､剪草刃桿及分草器等部份﹐另有調節桿可調節高低及規避障礙物。有些機具可加裝集草耙﹐將草料收集成行。

若需以牧草作成青貯，則可使用牧草細斷機作業。此機型常於其後加掛拖車﹐直接收集細碎之牧草﹐本省使用於狼尾草收穫居多。這種收穫機之細斷方式多屬打擊式﹐分連枷型和雙切及單切型等﹐由於所需動力較大﹐故屬大馬力機械使用。國內使用者最小亦需40馬力以上。

二､根莖類作物收割

根莖類作物通常生長在地下或地面上﹐故收穫時常必須先行犁土或鬆土﹐然後將作物的根莖部份拾起並收集﹐或稱為掘收機﹐如收穫甘藷､馬鈴薯､胡蘿蔔､甜菜及落花生等是。有些裝置則採用拔取式﹐可整株拔取﹐以輸送帶送到整理部進行切頭､取莢等工作。

一般的結構包括切葉刀､破土犁､掘土犁､土薯分離器及收集裝置等。就甘藷及馬鈴薯而言﹐切葉刃主要先切除上部份之枝葉﹐可搭配旋轉刮刀。破土犁除先將土面弄鬆外﹐並能推擠作物使之顯露到土壤表面，以利人手或收集器拾取。較精緻的機具則在犁頭後面裝有一昇高鏈條或旋轉轉子，可把作物遺留在土壤表面上﹐進行土薯分離的工作。昇高式挖掘機，可在鏈條上另外加裝震動器或攪拌器，使土壤分離的效果更好。大型的機具則利用輸送機將這些收集之土薯混合物提昇到特定的分類器，經過適當處理後再送進拖車。

三､穀類作物收穫

穀類包括稻､麥､玉米､高梁及其他高莖之雜縠類屬之。其主要收穫特徵是必須先行切斷﹐再行脫粒。有時則兩者同時進行。切的方式以鎌刀為典型的代表﹐並已使用數千年之久。美國有使用大鐮刀配上輔助裝置﹐使其更容易切割作物成束狀，以利人手捆綁。搭配往復式割刀，亦可改良成簡單的收割機﹐或加裝捆束機構行自動捆包。這些捆包經乾燥或亮乾後，可儲存起來或用搬運車運至打穀機處。

打穀機係利用水平軸向之脫穀筒，邊緣鑲有鋼絲圈，其外緣線速率每秒在l0至30公尺之範圍，視作物種類而定。脫穀筒外另安裝一凹面承網，其上亦鑲有對應之鋼絲，間隙為12-50毫米。脫穀筒寬度約0.3-1.5公尺，由一馬力左右之引擎帶動﹐這類的機械在田間中可由二至四人來搬移。

打穀時﹐有些僅將穀穗部分餵進迴轉子中，所耗之能量較小﹐為東方所採用之型式﹔若以全株餵入﹐設計上較為簡易﹐但所需動力較大﹐選別的負荷亦較重﹐是西方所採用之型式。脫穀筒轉速及承網間隙須作適當高調整﹐以適應不同作物之脫粒作業﹐而且可使其穀粒之損傷減低。其他作物如碗豆､菜豆､扁豆等之脫莢均能利用同樣的機構達到目的。

四､本省之水稻收穫

二十年以前，台灣區收穫水稻完全以鐮刀收割，再以摔桶或腳踏式脫穀機脫穀。五十年代後期， 3 至 5馬力汽油引擎逐漸被農民引進農場，裝配在腳踏式脫穀機上，使之動力化。六十年代此種簡易型動力脫穀機約有 5 萬台，但其後數量不再增加，反而略減，繼之而起的為選別式動力脫穀機。此種脫穀機具有振動篩選網，可在田間去除雜物，以初選穀粒。至 66 年已推廣達 1 萬台。但 68年以後，由於聯合收穫機的快速增加，選別式動力脫穀機不再有工廠生產，目前使用數量已甚少。

民國 60 年開始自日本引進聯合收穫機試用推廣，曾在 62年至 64年三年間辦理『水稻聯合收穫機調配代收穫計畫』，由南部至北部集中調配聯合收穫機辦理代收穫工作，藉以加速水稻收穫機械化，但由於推廣之機型適應性較差，不適於秈稻、倒伏稻以及雨後或朝露水稻等之收穫，因此，推廣初期其數量只不過每年數百台而已。直至 66年以後是項農機性能改進不少，且國產聯合收穫機也開始大量推廣，其台數方見快速增加。 70 年以前為國產聯合收穫機之全盛時期。 70 年以後，開始遭到進口大型機之競爭。由於進口之大型機作業效率快，操作趨向自動化及油壓控制，深受專業性代收穫農民之喜愛，數量增加甚為快速，致使國產聯合收穫機之產銷每況愈下 。目前水稻收穫機械化程度已達 97 ％。

水稻聯合收穫機係由日本引進﹐有別於歐美之大型聯合收穫機﹐其重量在三噸左右﹐為克服泥地行走的問題﹐故採用履帶式。其機構上可分為全部投入式､穗部投入式與割穗投入式三種。全部投入式係連穗帶桿送入脫穀部﹐然後再將桿粒進行分離﹐其負荷較重﹐歐美機種屬之。穗部投入型則在稻株基部以往復刃刈取後﹐利用鍊條握緊機構﹐讓整株經過脫粒流程﹐但僅將稻穗部份送入脫粒部進行脫粒﹐稻桿部份則維持原狀﹐這是東方特有之脫粒方式﹐脫粒完後﹐稻桿仍然維持整齊的樣子掉落地面。割穗投入式則僅將穗部割取﹐然後整穗送入脫粒筒中﹐這是最省動力之脫粒之方式。經過脫粒機構後﹐稻粒先經風選﹐並由螺運機送至穀箱﹐再由穀箱分配至裝袋機上。近年來提倡使用散裝﹐以節省裝袋及搬運成本﹐故在穀箱裝滿後﹐直接以螺運機將濕穀送至停靠在路旁之散裝車上。

五、玉米採收機

玉米成熟時﹐仍有廿餘片之包葉﹐必先去除方能脫粒﹐故在採收後必須先行以去苞葉機去苞。這種機型曾分別由種苗繁殖場及台南改良場研究開發﹐利用迴轉之橡膠指桿將苞葉剝去，這種機型後來雖有廠商製造﹐但因國外聯合收穫機之引進﹐仍無疾而終。雖然如此﹐在74年間仍然推廣樣品機38台。

鑑於國產玉米收穫時﹐水分含量甚高﹐故必須先採穗後曬乾再行脫粒。民國73年種苗場完成三輪式玉米採穗雛型機，其工作能量每日2.5公頃。經工技院機械工業研究所予以商品化後，技術移轉給國內兩家農機工廠，74年間並由政府出資生產三八台樣品機，交給玉米主要產區的雜糧代耕中心，辦理機械採收示範推廣。這些國產玉米採穗機最後仍因數量少､性能低､機器耐久性差等因素而遭到淘汰的命運。

由國外引進的大型玉米聯合收穫機最後取代國內之市場。這些機種大部份由歐洲引進﹐因方式是直接自田間拔穗﹐立即送入脫粒部脫粒﹐最後經由選別部加以選別。乾淨的玉米粒則以螺運機送入穀箱﹐再以散裝方式送入搬運車。其情況與現行之水稻聯合收穫機功能相類似。這種大型之玉米聯合收穫機更換收穫頭後﹐亦可採收高梁﹐其為方便。但機體龐大﹐所需馬力常達一百匹以上﹐小型田地常無法進入作業。由於價格高﹐故均由代耕中心自行購置使用。

由於稻田轉作政策停止﹐這些引進之機型終將歸於無形﹐過一兩年﹐亦將無用武之地。

六、高粱聯合收穫機

民國73年農業試所利用水稻聯合收穫機加以改良，使之能兼用於高粱收穫﹐成功地將高梁合併於聯合收穫機採收之行列。此項技術經移轉給農機工廠生產推廣，至75年底已達118台。但進口之水稻聯合收穫機亦參照國產機型修改為水稻高粱兼用型，目前此種機型農民使用最多，為高粱收穫之主要機型。民國75年間又有歐洲進口之大型聯合收穫機開始推廣，此種機型在台灣主要用於收穫高粱，現已推廣１００餘台。國外引進的機種由於作業量大﹐使原來以水稻聯合收穫機兼收高梁的機型亦歸於無用﹐這是國內研發﹐但遭受國外機種競爭而失敗的例子。

七、大豆､花生聯合收穫機

落花生收穫機一向被認為國內較有開發潛力的機種﹐因為國外機種之型式不適合於台灣的作業方式。但國內曾經有多家廠商配合改良場進行研發﹐均無法獲得成功。最後成功的機種則屬雲林一位農民以水稻聯合收穫機之機型改造而成﹐並由大地菱公司製造。所以落花生收穫機可以說目前唯一未遭受國外機種競爭的機種。大豆聯合收穫機亦是由高雄改良場研發﹐利用水稻聯合收穫機之底盤改良成功。這機種適用於高屏地區之小田區使用﹐目前推廣二百餘台。