循环式瓜类种苗嫁接机之设计与试验 - 宜兰大学.PDF

循環式瓜類種苗嫁接機之設計與試驗 國立宜蘭大學生物機電學系 邱奕志 國立台灣大學生物產業機電工程學系 陳世銘 國立宜蘭大學園藝系 張允瓊 【關鍵詞】西瓜、嫁接、種苗。 一、前言 嫁接是將欲生長栽培之作物；稱為接穗，嫁接於生長勢較強的根砧上，利用根砧吸收土壤的 養份，使接穗順利成長、開花、結果。過去已發展成功之各種嫁接機，雖適用於蔬果嫁接，但使 用之接穗與根砧苗齡接近。而台灣西瓜苗接穗在子葉尚未展開時，即進行嫁接，根砧與接穗之苗 齡有相當大的差異。本研究目的旨在開發適用台灣西瓜種苗之自動嫁接機，採用頂插接，免用嫁 接夾固定為其特點。適用於接穗在子葉尚未展開時，即行嫁接於成苗之根砧上，因此所用之接穗 相當幼嫩，與根砧苗齡差異大。 二、材料與方法 1. 瓜類嫁接機之設計 設計之循環式瓜類種苗嫁接機分為根砧處理和接穗處理等兩部份。根砧處理機負責將根砧心葉 摘除，並在根砧莖部中心鑽一小孔，便利接穗插入。接穗處理機則將接穗下部削除，產生一斜切面， 並將斜削之胚軸直立插入根砧孔內，完成嫁接程序。本研究所設計之嫁接機利用人工分別將根砧及 接穗置入定位夾中，機器自動嫁接後，再由人工取出嫁接苗。根砧和接穗處理機各有一旋轉圓盤， 接穗圓盤較根砧圖盤高，兩個圓盤呈對向轉動，中心距為420mm ，動力源為單相220V ； 60w馬 達。採用日內瓦輪間歇運動機構使根砧和接穗處理機產生間歇運動，便利摘心、鑽孔、切削和接穗 插入等各項作業之進行。使用之日內瓦輪間歇運動機構為 12 分割，亦即驅動軸旋轉1圈時，從動 軸只旋轉 30度。當圓盤轉動 1圈時，可完成 4 株苗的嫁接作業。而根砧和接穗處理機兩者間必需 定位相當準確，且正時是相當重要，否則接穗無法插入根砧，故採用時規皮帶進行傳動和正時。圖 1為設計之嫁接機。 摘心部摘心部 鑽孔部鑽孔部 夾送部夾送部 切削部切削部 根砧處理機根砧處理機 接穗處理機接穗處理機 控制面版控制面版 出料輸送帶出料輸送帶 機架機架 圖 1 、設計之瓜類種苗嫁接機 2. 接穗強度與直立度之改良試驗 台灣農民培植西瓜苗接穗之方法係將種子播種於河砂土壤中，上方被覆黑色遮蔭網。播種後 4~7 天，將接穗拔起收集，以水洗後進行嫁接。此時接穗苗猶如豆芽菜般之細長幼嫩圖( 2) ，在機 械切削接穗作業時，常導致擺動彎曲，難以插入根砧之孔洞內。因此為克服此問題，本研究以給光 法進行接穗強度與直立度之改良試驗。觀察接穗種子在萌芽時期，不同給光時間接穗強度與直立度 之改善情形，藉以獲得下胚軸短壯，且直立度佳之接穗，以提供機械嫁接使用。 三、結果與討論 1. 接穗強度與直立度之改良結果 試驗結果顯示：當種子萌芽給光時間大於 3 天時，種子的發芽率可達90 %以上，且給光時間 愈長，種子的發芽率愈高。反之，若給光時間小於 3 天，則發芽率有下降之趨勢。在下胚軸長度方 面，給光時間愈短，下胚軸長度愈長，代表接穗苗的徒長情形愈嚴重。在莖粗方面，給光處理差異 不明顯，但以給光時間3 天和4 天可獲得較大之莖粗。圖3 為給光處理之接穗苗。與圖2 比對，以 給光法確實可獲得較短，且直立度較佳之接穗，供機械嫁接用。 圖 2 、傳統培育之接穗 圖 3 、給光法改良之接穗 2. 嫁接試驗結果 圖 4 為研製之循環式瓜類種苗嫁接機，需 2個工人操作，分別負責根砧（扁蒲）與接穗（西 瓜）之供苗及嫁接完成後，將嫁接苗置回穴盤中，圖 3 為機械嫁接作業情形。經由初期功能試驗顯 示，嫁接機可精準地完成嫁接各項步驟及動作。惟試驗過程中發現，根砧品質影響嫁接成功率及後 續嫁接苗存