牧草收穫設備使用技術(上)

一、前言

        為使養牛的產出，能達到人們所要求的型式、產量、品質，需綜合考量整體的飼養計劃，其中影響生產力最大的因素是提供牛隻合適的飼糧，芻料是牛隻合適飼糧不可或缺的成分之一，根據牛隻每日所需適量供給，才能維持牛隻健康與最佳產出，因此芻料生產自然成為牛隻生產上重要課題之一。

        除適地適選牧草外，種植、管理、收穫、調製的機械化與自動化作業是芻料生產企業化經營中，達成省力、降低成本、提高品質的途徑。由於本省環境，春夏暖濕，牧草生產旺盛使用不完導致過剩，秋冬寒冷，牧草生長遲緩，產量不足，平衡供需有賴儲放。由於鮮草含水量高易腐敗，應以調製成乾草(Hay)、青貯料(Silage)或低水份青貯料(Haylage；另稱半乾青貯草)，方足以長期儲放保障品質。不同芻料之收穫、調製、儲放等作業，有其特異性，因此採用機械化與自動化設備及相關技術，有某些作業可相通用，某些則有其不同專屬的型式，本文限於篇幅無法全部涵蓋機械技術面的解說，然為幫助使用者選用時多一層考量，並且容易掌握正確的使用、保養、維護等基本技術，僅就目前國內現有牧草種類所使用的設備、所需設備的機械技術做說明，提供業者添購、使用時的參考。

二、牧草收穫需用設備與作業流程

        芻料生產機械化與自動化所需設備須與週邊，涵蓋牧草收穫、乾草調製、青貯草收穫與調製等方面，隨草料的屬性與收穫後產品使用方式的差異，包括青飼、調製成乾草、低水份青貯草、青貯草等產品，高莖者如狼尾著、青割玉米、或甘蔗尾，需細斷到2─4公分，以供青飼或條製成青貯草，其收穫最直接的作業方式是一人一機即可下田收割，同時裝載至餵飼槽並於行車同時下料餵飼，必要時又可直接送入TMR混合設施內或下料於青貯裝填作業機的入料口；細莖匍匐者如盤固拉草，細斷長度不一，通常是割取後置田間預乾(萎凋)以調製半乾青貯草或乾草，其所需設備有如下各種不同彈性的組合。

(一)需用設備組合

        •狼尾草收穫

        曳引機→狼尾草收穫機／連枷型收穫機→鏟裝機／檢拾細斷裝載機→青草給飼／青貯草調製／TMR調製

        •青割玉米收穫

        曳引機→青割玉米收穫機／狼尾草收穫兼用機／連枷型收穫機→鏟裝機／檢拾細斷裝載機→青草給飼／青貯草調製／TMR調製

        •盤固拉草收穫

        曳引機→剪草機→連枷型收穫機→檢拾細斷裝載機／鏟裝機→青草給飼／青貯草調製／TMR調製

        乾草調製方面，國內主要是處理盤固拉草為大宗，且調製成方形與圓型牧草包為主，且調製成方形與圓形牧草包為主，其作業過程所用的機械與設備有如下之組合：

        •方形牧草包收穫調製

        曳引機→剪草機→翻草機→集草機→方型打包機→牧草自動檢拾機→牧草包檢拾輸送機→搬運車或卡車

        •圓形牧草包收穫調製

        曳引機→剪草機→翻草機→集草機→圓型打包機→牧草包夾運機或裝卸機→搬運車或卡車。

        青貯草調製所需之必要設備與週邊，作業模式不同，機械組合亦異，較適宜國內推廣之模式如表1及以下組合：

       (1)圓行膠膜包青貯草收穫調製

        匐匍莖牧草(盤固草)→割草→萎凋(65％含水率)→集草→圓形捆包→檢拾搬運→膠膜包裹→堆積貯存。

        (2)香腸式青貯草收穫調製

        1. 匐匍莖牧草→割草→集草→檢拾切細裝運→裝填擠壓(青貯裝填機及袋)→貯存。

        2. 高莖牧草或青割玉米→割取切細裝運→裝填擠壓(青貯裝填機及袋)→貯存。

        (3)青貯槽(壕)式青貯草收穫調製

        1. 匐匍莖牧草→割草→集草→檢拾切細裝運→裝填擠壓(青貯槽／壕)→貯存。

        2. 高莖牧草或青割玉米→割取切細裝運→裝填擠壓(青貯槽／壕)→貯存。

表1. 青貯草收穫與調製所需之設備

(二)作業流程

1. 牧草收穫

(1)直立高莖牧草收穫

(2)匍匐細莖牧草收穫

2. 乾草調製

3. 青貯草調製

(1)圓形膠膜包青貯

(2)匐匍細莖牧草青貯

(3)直立高莖牧草青貯

三、技術說明

(一)直立高莖牧草收穫

        所謂直立高莖牧草是指植株直立、莖高且粗的單枝型青割玉米、叢生型狼尾草、蘇丹草及可當芻草使用的甘蔗尾。本省位處熱帶及亞熱帶氣候環境，牧草栽培上有作畦以利排水的需求，畦高條件決定機械的割高及對割後根部切口是否整齊影響到具有再生能力之牧草，如狼尾草復生後產量，行距也需配合曳引機與拖曳的裝載車的輪距，此等考量除基於安全理由外，也可減少田間殘留與提高作業效率。因此選用或引進收穫頭時，應先考慮是否適合作畦栽值的牧草，引進的機型有無本土化的改良空間。

        高莖牧草的青割收穫頭，是單程且一貫作業組合的型式，自分草、挾持、割取、進料、細斷到投擲或吹送到儲料箱或裝載車，皆需要曳引機或自備附有儲料箱的動力機承載及PTO(54Orpm或1000rpm)傳導，此型式雖有許多不同的廠牌，製造上也都有各自強調的機構組合特質以表現作業功能的優越性，但其真正的差異僅在細斷、投擲部機構。設計組合上可分飛輪式、圓筒式與運枷式三型，飛輪式的斧刀在飛輪上呈徑向排列，圓筒式細切刀在圓筒上呈軸向排列，此二類在收穫的作業流程上沒有差異，所不同的為進料滾子所形成之喉口開度及其本身對草桿的挾持性，因而成為機械可收穫青割玉米或狼尾草，或可兼用的關鍵因素。

        另外一種外觀類似迴轉犁的運枷式切割機(fail cutter)，利用迴轉砍刀自由迴轉切割草莖，砍刀呈板狀片，刀口處形成小彎弧狀，以連枷方式用二、三或四排刀片自由的裝配在寬1.1─1.5公尺的迴轉軸上，於迴轉軸以每秒高於1000轉，刀片以30─50公尺的線速度迴轉切斷牧草基部同時將撕裂的牧草向後向上吹擲到其後拖曳的裝載車儲料箱上。

        此型設備所耗用的動力甚大，牧草經切割後留枯基部撕裂，容易引起枯頭腐敗，影響牧草的再生，尤其是當收割高度控制不良，或地面不平坦時，造成連枷砍刀撥擲土壤或存於基部處的有機肥料滲入草料中，嚴動影響牧草的嗜口性及動物健康。

1. 收穫頭承載組合式樣

(1)曳引機旁載後承載之收穫機組合

        泰勒普牌(Taarup)或後承載反向曳引機(reverse tractor)操作收穫頭如法拉伯利牌(Feraboli)以PTO驅動，其後再拖曳裝載車，於前進作業時，將收割細斷的牧草吹擲到裝載車儲料箱上，其組合的式樣無論是飛輪型或圓筒型，大致是相同的，組合配置樣式如下。

2. 曳引機前承載之收穫機

        曳引機前承載收穫頭方式係國內業者利用舊曳引機，把儲料箱位置於改裝的曳引機機體上方、駕駛控制位置移到右前方形成自走式之收穫機組合，所用收穫頭有國產狼尾草收穫頭或以進口之泰勒(Taarup)或凱木皮爾(Kemper)青割玉米收穫頭為主：此外也有業者利用拼裝車加裝前載，此型由於所用引擎為一班車輛之柴油引擎，牽涉到高轉速非高扭力的適用問題，且有作業安全的顧慮。

3. 多行式高莖牧草收穫機

        為代耕中心配合青割玉米推廣，提供青貯料製作以為配製完全混合日糧(TMR)餵飼準備而引進的青割玉米收穫機，收穫量高，也很適合用於狼尾草，是代耕、代營業者可考慮之機型。其構造由進料喉口處不同可分圓筒式如Kemper 3000型；另外一種為飛輪式如Kemper 2200型，寬2.2公尺，作業能量以零散地採收，每小時可達1.125公頃。

4. 狼尾草青割收穫機

        目前國內有自製二類機型分述如下：

        (1)一種以飛輪型收穫頭為基本模式而加以改良開發成功，其作業一組合模式與前所述(上圖)基本式樣大致相同，差異在割取機構與進料喉口，可旁承載於曳引機後方或前方，適用於同時高莖但刈後上可再生且叢生等完全不同屬性的狼尾草及青割玉米與蘇丹草等青割收穫。

        (2)第二種國產狼草收穫機其作業方式與一般飛輪型斧刀細切投擲及反向直立雙滾子進料機構的收穫頭收割流程相同，且以拼裝車前載，儲料箱裝置在拼裝車機架上，所不同的是採用不鏽鋼投擲管與外殼，適用於高畦栽培且畦面平整的狼尾草。

5. 甘蔗尾青割收穫機

        本機為台糖公司賴健二先生所改良開發研製，用於甘蔗採收機收穫前，將蔗尾先行採收，提供牛隻餵飼。該機係利用兩座狼尾草收穫頭加以改良，分別安裝於曳引機後輪兩側上方，兩座收穫頭分別由油壓缸動作，向外伸縮，對準直行作業，其動作包括集尾、切尾、細切與吹送投擲於裝載車上且一次完成，每小時收量可達1.4噸。

6. 作業別適性

        設計青割牧草收穫機時，必須考慮到牧草種類與操作環境等條件，以使能適宜作業，然若考量機械之有限性、經濟性、維護與保養問題，若能配合育種改良提高作物產量及外觀屬性以配合機械栽培及收穫，其經濟效益比開發新型機械更節省成本時，是必須考慮的。

        對於一般高莖牧草收穫頭，國內已有許多相當實用的機型可用於單支單行無法再生之青割玉米，雖然國內栽植青割玉米有別於國外無畦情形，但引進的設備，經農友加以改裝，使用上已完全沒有問題。可是對直立叢生又需再生的狼尾草，雖勉強可用，故障率與機械耗損卻相當嚴重。表2為國內外各型青割收穫頭的適性，可為選購上參考。

表2. 高莖牧草青割收穫頭各機型適用概況

(二)匍匐細莖牧草收穫

        所謂匍匐細莖牧草，國內是以盤固拉草為主。它原產南非，屬禾本科、匍匐偃土至直立多年生，高可達一公尺，莖節可向四方延伸生長、莖細、葉細，發根力強，插後60天可覆蓋全面適割期的平均高度為60─80公分，合宜的割高為距地面5公分，視莖節長短與地面平坦而定，以免影響再生。有關其割取收穫作業所用之機械設備型式與使用技術簡述如下：

1. 剪草機式樣與作用

        剪草機的種類繁多，小自背負式剪草機，大至採用曳引機拖曳式每行割寬達2.4公尺之機種。目前國內使用的剪草機大都由曳引機承載，依其作用原理主要可分為三大類型：

(1)水平旋轉式剪草機(Rotary moner、Rotary cutter)

        此類割草機可分為兩種型式，即圓盤式及圓筒式。雖然各型剪草機均具有其優缺點，目前國內市場普遍採用以曳引機承載圓盤式剪草機最多，其每行作業寬度1.6─2.4公尺間，寬1.6公尺者其剪草作業約為2.85±0.5小時／公頃，所附刀盤有正圓型、橢圓型、三角盤型等三類，且可能有4─6盤，由於各型設備之作用原理相似，在此僅以圓盤式剪草機為例加以說明如下：

        動力自曳引機PTO經傳動軸→大皮帶軸→皮帶→小皮帶輪→變速齒輪箱→齒輪組(或傳動軸)→裝有切片之圓盤。動力是經由皮帶輪及齒輪的增速，由PTO的54 Orpm到切刀圓盤時達3000rpm，再利用切刀之銳利性及高速旋轉的打擊力將牧草割斷。

(2)刀桿往復切式割草機(Shear-bar-type chopper)

        此為典型的剪草機，類似理剪的巴里堪機構(Barikan mechanism)，與水稻綜合收穫機的割刀原理是一樣的，其外側有分草桿、滑撬總成及分草器，裝在分草器後方的分草板的作用是清除與分開次一列草料，以便回程剪草時提供滑撬的滑行位置。剪刀上下刀間的間隙一般為0.3公釐，如果間隙增加到達草料厚度或粗度，不但會堵塞甚而無法切割。其作用如下：

        以曳引機或引擎動力經傳動組件將迴轉運動的動力轉變到裝有三角型刀片之刀桿上，在上下刀座空間進行間諧性的往復運動以切斷草莖，因往復運動的慣性大，所以一般在切割桿上裝有安全脫離裝置，當撞擊障礙物時得以擺向後方。

(3)垂直旋轉打擊式剪草機(Rotary cutter of Flail shredder；通稱連枷式切割機)

        此類牧草收穫機，動力由曳引機PTO帶動裝有連枷刀的轉軸轉動與地面平行，而連枷刀可直接或經過裝置於轉軸的介質橡膠片與地面垂直(有如迴轉犁式)，在轉軸高速迴轉下，連枷刀直接打碎牧草同時將之拋擲到後面拖車，如此收集車可直接運回青飼。切出後牧草的長度，可經由控制轉軸的迴轉數、刀片的排數及每排之刀數予以調整。

2. 作業適性

        此處僅比較各型機械之優劣，以做為業者選擇型作業的參考(表3)。

表3. 各種盤固草割草機機型優缺點

        (待續)

飼料營養雜誌(p.72∼89)─黃清旺、九八年十一期