探針注入式深層施肥機

台灣酸性土壤分佈很廣，在八十六萬公頃的耕地面積中有三分之一屬於強酸性(PH<5.5)。而山坡地土壤酸性更強，全省八十九萬公頃之坡地中有三分之二屬於強酸性。改良酸性土壤常以苦土石灰及氧化鎂作為改良資材，以提高土壤中鎂及鈣之含量。對於苦土石灰等之施用，在果園傳統上均採撒施或溝施。但因鎂鈣等元素在土壤中移動性不佳，採用撒施或溝施無法得到與土壤均勻混合之結果，致無法達到土壤改良之預期效果，但如果將苦土石灰等懸浮液直接注入土壤中，則有良好之效果。

施肥機結構計分為以下三部分：

1.承載行走部：

以農用搬運車為底盤，該類搬運車一般果農均有購置，本深層施肥機如達推廣階段時，果農可就現有之搬運車加以改裝，以降低購置成本。

2.深層灌水部：

採用活塞式單向流動泵，該泵一般果農均有購置，作為噴藥之用，亦可共用。另加裝容量200公升不銹鋼桶一座，並附有攪拌器一組，可將鈣鎂等與水充分混合，以利注入作業之進行。

3.油壓式探針插入裝置：

此一部份為重點所在。初步探針插入裝置具有四支直徑各15公厘、長50公分厚鋼管製探針。此種探針均個別裝有簡易機械式安全裝置一組。初期每支探針設定之最大承受壓力為75公斤,常用壓力預定為50公斤，經由探針作用表面積轉換，本機之常用作業壓力為每平方公分28.29公斤，或最大承受壓力為42.44公斤。經實地試驗，每支探針插入土層之深度僅達10公分至15公分左右，經多次試驗及改良，最後完成之探針插入裝置所能承受之最大作用力可達150公斤，或每平方公分47.75公斤之作業壓力，探針直徑則改為內徑為11公厘，及外徑為20公厘，以減少損壞。探針尖端固定有與探針直徑相同之圓錐形頭一個，圓錐形頭底部共有直徑3公厘小孔三個，每孔相距120度，使水溶液能均勻注入土中。本施肥機初期採用四支探針呈正方形排列，各探針相距50公分，可同時插入表土層下30公分處，後因探針之作用力增加，為配合整體設計而改為二支。每一探針每次注入苦土石灰及氧化鎂混合懸浮液於土層中之速率為每分鐘16公升，最大插入土層深度為40公分，因果樹種類不同而有差異，但在葡萄果園插入土層深度以30公分為宜。其中懸浮液成份為水150公升，硫酸鎂30公斤，苦土石灰 30公斤。又探針插入土層目標區注射一次共需時間15秒。經測得每支探針15秒內可注入懸浮液4公升，二支共8公升。原訂目標為每組探針共4支，每支每次可注入懸浮液一公升，四支合計4公升。而目前採用之新設計則僅探針二支，懸浮液則可達八公升，為原設計之一倍，不僅效率大幅提高，機械結構亦巳簡化。

本施肥機採土壤全層施肥，當探針接觸表土時，懸浮液即自探針前端小孔射出，至探針自目標區上昇，離開表土時方停止。故自表土至目標區各層土壤均附有懸浮液，使懸浮液能均勻分佈於各土層。

本深層施肥機因探針單位時間射出之懸浮液量大，本次試驗實際係將探針先沿某行果樹之一側進行施肥，作業時內側之探針與果樹基部相距50公分，外側另一支探針則與果樹基部相距100公分。作業時二支探針組之插入方向與果樹之行向垂直，當探針組沿果樹一側插入土壤並完成作業後，施肥機則前進或後退1.5公尺，然後進行另一次深層施肥作業，如此週而復始，至作業完成為止。本施肥機目前之肥料槽最大容量為200公升，每次實際盛入之清水量為150公升。依照試驗每完成一次插入作業共需懸浮液8公升，則150公升共可供插入18次，或直線距離27公尺。如果希望將肥料槽加大，則底盤必須更換較大之機型。本施肥機之作業走行速度為每分鐘3公尺，或每小時180公尺。

本施肥機在葡萄園深層施肥試驗非常成功，果農反應亦佳，證明該項設計巳達預期目標。但在同一地區進行梨園深層施肥試驗則不甚理想，主要原因為梨樹樹冠呈Y 型，且樹幹基部至分枝間之高度僅30公分至60公分不等，離樹幹基部50公分處之空間高度亦僅120公分左右。而施肥機目前高度為160公分，比樹高超出甚多。今後之改良工作將著重如何將施肥機之高度大幅降低，以符合不同果樹樹型之需。

本施肥機完成後，除可改良果園土壤外,因具有深層施肥之能力，且屬液態,施肥後作物根部即可吸收,短期內即可促進作物生長,減少肥料浪費.又本施肥機對於茶園及菜園等亦具同樣之效果，但茶園及菜園對於機械高度之要求則較不嚴格。