一、試驗期程規劃：本計畫今年度以執行 2 次蔬菜省水試驗為主，農工中 心針對試驗所需設備裝置、系統安裝測試、田區整備、試驗區移苗、
試驗觀測及作物收成等不同階段工作進行期程安排，如表5-1 所示。；
省水試驗執行前之歷程包含感測元件及控制系統之設備安裝(圖 5-3)、
田區整田、移苗及灌溉試驗觀測等流程。
表5-1 智慧節水灌溉試驗期程規劃一覽
月份 日期
序號 事件項目
起 訖
一、試驗場地整備
7 月
7 月 5 日 7 月 5 日 1. 設備控制機房安裝 7 月 8 日 7 月 9 日 2. 試驗田水稻收割及整地 7 月 10 日 7 月 12 日 3. 試驗田區畦溝製作
7 月 15 日 7 月 19 日 4. 設備安裝-滴灌系統、給排水系統 7 月 18 日 7 月 18 日 5. 設備安裝-氣象設備、土壤水分計 7 月 18 日 7 月 19 日 6. 無線傳輸設備及測試(申請電信號碼) 7 月 18 日 7 月 19 日 7. 系統試運轉
二、第1 次短期旱作物節水試驗(小白菜)
7 月 12 日 7 月 18 日 1. 小白菜育苗(7/12 育苗) 7 月 18 日 7 月 19 日 2. 小白菜植苗(7/18 送苗至田區) 7 月 19 日 7 月 19 日 3. 試驗田區灌水浸潤土壤
8 月
7 月 20 日 8 月 11 日 4. 節水試驗進行(生長情形觀測) 8 月 12 日 8 月 13 日 5. 產量、品質檢測作業
8 月 14 日 8 月 15 日 6. 田區整理 三、第2 次短期旱作物節水試驗(萵苣) 8 月 10 日 8 月 15 日 1. 萵苣育苗 8 月 16 日 8 月 17 日 2. 萵苣植苗
8 月 16 日 8 月 17 日 3. 試驗田區灌水浸潤土壤 9 月 8 月 16 日 9 月 17 日 4. 節水試驗進行(生長情形觀測)
9 月 16 日 9 月 17 日 5. 產量、品質檢測作業
氣象站各項感測元件安裝完成 雨量計
灌溉系統之流量計 控制系統安裝於機房
圖5-3 智慧節水灌溉系統之感測元件及控制系統整合安裝一覽
二、試驗田區布置：為進行不同灌溉方法之用水量比較，本計畫於示範場 域(田區)規劃設置智慧節水之滴水灌溉(試驗組)及實施傳統慣行農法採 用溝灌之對照組；每一田區規模為L×W=25 m×15 m；每一田區布置坵 塊(畦)10 塊，每 1 塊畦寬度為 1m、每 1 塊畦之兩側均為寬 50 cm 之灌 溉土溝，如圖 5-4 所示。作物栽培行距參考曾盟群(2015)之建議指出，
作物行距主要提供作物合適生長空間，若行株距拉大可提高通氣性行 株距建議短期葉菜類一般株距15~25 cm、番茄或包葉菜類 40~60 cm、
小胡瓜40~60 cm、南瓜或絲瓜為 1~2 m。由於栽培作物種類及習慣差 異，設計可調整單畦、雙畦或半畦作業，畦面寬度與畦溝深度可任意 調整；例如迴轉犁寬度2.4 m，一次作單畦畦面寬 200 cm，畦溝寬 30 cm，
畦溝深28 cm。基於上述原則，本計畫採用蔬菜作物行距(株距) 25 cm，
如圖 5-5 所示，滴水灌溉試驗組編號，每一畦分別為 D-1、D-2...，實
施傳統慣型農法對照組編號，每一畦分別為T-1、T-2...(如圖 5-6 所示)；
後續田間紀錄依各小坵塊分別記錄統計及分析。本計畫之示範場域整 體田間佈置圖如圖5-7 所示。
圖5-4 示範場域(試驗田區)之畦塊及土溝佈置
圖5-5 每一畦塊之作物栽培行距示意圖
試驗組(滴灌區)-編號 對照組(溝灌區)-編號
圖5-6 試驗組及對照組編號實景
溝 畦 1 m 0.5 m
12.5 cm 25 cm 25 cm 25 cm 12.5 cm
三、水源設施觀測及計算：本試驗水源乃自桃園大圳4-5 號埤塘放水至第 4 支線小給水路後，由該水路取水引入蓄水池後，再分別由滴灌系統抽 水管路灌溉及使用管路閥門控制對照組所需灌溉量流入田區，若試驗 過程遭遇降雨產生之逕流或溝灌區引灌過量之迴歸水則可由下游 PCV 排水管及自記水位計量測得，並經由曼寧公式輔助推估排水量。
四、水質條件檢測：為確認本試驗使用之水體品質安全無虞，農工中心於 2019 年 3 月 8 日進行水體採樣，由環境試驗室檢驗均符合灌溉用水水 質標準；其中水體呈現微黃濁，pH 為 7.64、DO 為 8.20 mg/L、水溫為 17.9℃、EC 為 171 (µs/cm，25℃)，氨氮為 0.16 mg/L、硝酸鹽氮為 0.16 mg/L、亞硝酸鹽氮未檢出、磷酸鹽為 0.32 mg/L；重金屬項部份則檢出 但未超標，銅(Cu)為 0.0037mg/L、鋅(Zn)為 0.0232mg/L、鉛(Pb)為 0.0021mg/L、鎘(Cd)為 0.0033mg/L、鉻(Cr)為 0.0037mg/L、鎳(Ni)為 0.0025mg/L。
五、試驗田區土壤物理參數：由於土壤物理參數影響灌溉水量之計算及栽 培期間之施肥作業，試驗田區土壤物理參數包含土壤類別及土壤肥力；
本團隊以試驗田區土壤為樣本進行土壤分類試驗(篩分析、比重計分析、
比重分析)等，其中砂粒含量 8%、坋粒 24%、黏粒 68%，利用統一土 壤分類名稱為低塑性黏土(Lean Clay)，USDA 土壤質地三角圖進行土壤 類別分類後顯示本試驗田區屬於坋質壤土(Silt Loam)；土壤質地之入滲 能力經農工中心採用單筒入滲筒於現場田區測試 3 日(72 小時)後，獲 得田區之平衡入滲率為 4.32 mm/day。土壤肥力由土壤 pH、電導度、
有機質、磷酐、氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂等項組成，經農委會桃園區 農業改良場協助檢測顯示土壤pH 為 4.6、電導度為 0.22(mS/cm)、有機 質為4.1、磷酐為 164 (Kg/ha)、氧化鉀為 307 (Kg/ha)、氧化鈣為 2,685 (Kg/ha)、氧化鎂為 620 (Kg/ha)；試驗田區之土壤肥力為酸性，合理化 施肥建議每分地施石灰 120~200 公斤；鉀含量偏高，酌量減少；鎂含 量偏高，減少投入。
六、灌溉需水量推估：試驗田區所需灌溉水量之計算，依臺灣省農田水利 會聯合會(2007)之計算方法，計算總速效性有效水分 TRAM 為本試驗 區之灌溉需水量，計算公式如(5-1)~(5-4)式，其中(5-1)、(5-2)式為由土 壤黏粒百分比直接推求田間容水量及永久凋萎點，上述公式為徐玉標 教授試驗所得之方程式(臺灣省農田水利會聯合會，2007)；後續將以田 區土壤黏粒百分比代入(5-3)、(5-4)式，另土壤假比重 As 為 1.56 及作 物根系深度採30 cm，作物根系區分為 4 層之前提下，進一步以(5-3)、
(5-4)式計算 TRAM。
FC=0.544×C+11.33 ... (5-1) WP=0.29×C－0.7 ... (5-2) AM=FC
－
WP (%表示) ... (5-3)TRAM= α
d AM
... (5-4) 式中：FC 為田間容水量(%)、WP 為永久凋萎點(%)、C 為土壤黏粒百
分比(%)、AM 為有效水分(mm)、d 為作物根系 4 層之各層有效根 層深度(mm)、α 為吸水百分率(%)、TRAM 為總速效性有效水分。
七、灌溉頻率之決定：TRAM 計算之意義在於土壤水分由田間容水量降至 永久凋萎點時水量，多久需灌溉一次?則需配合田區每日消耗性水量推 估，若不考量降雨，平時田區之消耗水量為蒸發散量及土壤層之入滲 量，由(5-5)式可推估適當之灌溉期距，或推算一日之灌溉頻率；向為 民等(2005)指出利用高頻度灌溉(一日一次或數日一次者)或稱少量頻繁 灌溉法，可以精準控制維持土壤水分張力在適當範圍內，以保持良好 通氣、水分及疏鬆的土壤物理狀；由於作物生長適當溫度為15~25 ℃，
作物於土溫超過30 ℃時可能受抑制。本計畫配合智慧節水灌溉系統之 操作，將灌溉頻率定為每日 1 次，依據田區時序需求水量給水；初始 設定為溝灌供水1 小時(定額 17 噸水量)、省水滴灌系統設定為 1 小時 (4 噸)，供水頻率視氣候及田區土壤水分臨前條件予以調整。
Id =TRAM/Cd ... (5-5) 式中：Id為入滲量(mm/day)，Cd為灌溉期距(day)。
25 m
40 m
桃園大圳第4支線小給
房舍 房舍
排水路
蓄水池 滴水灌溉系統
灌溉控制中心
15 m 3 m
省水灌溉 (試驗區-滴灌)
慣行農法 (對照組-溝灌)
土壤水分計
畦
排 水 路 4-7號池
中正東路三段61巷
P
1 m 0.5 m
待利用農地 抽水馬達 4-5號池
排 水 路
氣象站
流量計（給水）
溝
25 m
田區排水管
田區排水管 工作區
圖5-7 示範場域(試驗田區)之感測元件及灌溉設備布置示意圖