挖穴施肥一體機(jī)在桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營中的應(yīng)用

付驍，蒙亮，吳書景，曹橋德，鐘茂武，許宇星，杜阿朋*

挖穴施肥一體機(jī)在桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營中的應(yīng)用

付驍，蒙亮，吳書景，曹橋德，鐘茂武，許宇星，杜阿朋

(1.廣西斯道拉恩索林業(yè)有限公司，廣西 合浦 536100；2. 國家林業(yè)和草原局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

林業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程離不開林業(yè)機(jī)械化。本研究對(duì)比分析了挖穴施肥一體機(jī)與傳統(tǒng)種植方式在成本、工作效率和林分生長3個(gè)方面的差異。結(jié)果表明：挖穴施肥一體機(jī)在成本上要較傳統(tǒng)方式節(jié)約3.4%，作業(yè)效率雖略低于傳統(tǒng)方式但極大程度減少了對(duì)人工的依賴；使用挖穴施肥一體機(jī)6個(gè)月后的樹高生長、苗木保存率和樹高一致性指數(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)方式，該機(jī)械具有廣闊的推廣前景。

挖穴施肥一體機(jī)，桉樹人工林，可持續(xù)經(jīng)營

《全國林地面積保護(hù)利用綱要(2010—2020年)》中明確提出2020年我國林地面積保有量為3.12億hm，占國土面積的32.5%，大都是以山地為主，加之我國人口眾多，這導(dǎo)致了傳統(tǒng)林業(yè)多是勞動(dòng)力密集型的運(yùn)行方式，機(jī)械化程度不高。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長和人口結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，人口紅利逐漸消失，傳統(tǒng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)人工模式中雇工難、成本高、效率低等問題加劇，林業(yè)機(jī)械化作業(yè)的高效性和經(jīng)濟(jì)性越來越受到業(yè)內(nèi)人員的重視。要實(shí)現(xiàn)林產(chǎn)品高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效，就必須進(jìn)行集約化科學(xué)經(jīng)營，而這離不開機(jī)械化作業(yè)。

桉樹()是我國華南地區(qū)重要的用材樹種，目前的總種植面積已達(dá)到546.74萬hm，每年產(chǎn)出木材超過3 000萬m，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和木材安全貢獻(xiàn)突出。桉樹人工林經(jīng)營輪伐期短、集約化經(jīng)營程度高，但傳統(tǒng)純?nèi)斯せ虬肴斯さ慕?jīng)營作業(yè)方式因其工作強(qiáng)度大、安全性差、生產(chǎn)效率低等問題而逐漸落后于當(dāng)前的桉樹人工林生產(chǎn)需求。造林和施肥是在當(dāng)前桉樹人工林經(jīng)營中比較重要的經(jīng)營環(huán)節(jié)，因要考慮土壤水分對(duì)成活率的影響，多在春夏之交的雨季造林，因此對(duì)工期和效率要求比較高，當(dāng)下的半機(jī)械化或純?nèi)斯ち址绞揭呀?jīng)成為“短板”制約著桉樹人工林集約化經(jīng)營水平的提高。因此，本研究對(duì)比分析挖穴施肥一體機(jī)與普通鉤機(jī)挖穴+人工施肥方式在造林成活率、林分生長特征、工作效率、成本核算等各方面的差異，以期為桉樹人工林經(jīng)營過程中機(jī)械化作業(yè)方式的推廣提供依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地隸屬廣西斯道拉恩索林業(yè)有限公司，位于廣西欽州市那麗鎮(zhèn)五指峰，地處南亞熱帶季風(fēng)氣候，具有亞熱帶向熱帶過渡性質(zhì)的海洋季風(fēng)特點(diǎn)，年日照時(shí)數(shù)為1 800 h左右，年平均氣溫21 ～ 23℃，年平均降雨量在1 600 mm左右，平均相對(duì)濕度為81%。地形為沿海低丘陵地帶。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)林地造林作業(yè)坡度為20°～ 25°，桉樹試驗(yàn)林種植品系為Lei-11，試驗(yàn)施工時(shí)間為2018年3月。2種作業(yè)方式為：挖穴施肥一體機(jī)作業(yè)、普通鉤機(jī)挖穴+人工施基肥作業(yè)(圖1)。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)林總調(diào)查面積：約2 hm(兩種不同施肥方式各約1 hm)；試驗(yàn)調(diào)查內(nèi)容：除記錄作業(yè)時(shí)間、效率和成本外，在5 ～ 6個(gè)月時(shí)調(diào)查林分保存率、幼林苗高和一致性指數(shù)等指標(biāo)。

林分樹高生長一致性指數(shù)=(調(diào)查排序前50株樹高總和)/(調(diào)查排序前100株樹高總和)。

圖1 造林挖穴作業(yè)方式

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種作業(yè)方式成本和工作效率對(duì)比

為對(duì)比兩種作業(yè)方式在桉樹造林時(shí)挖穴與施用基肥這一環(huán)節(jié)的作業(yè)成本和作業(yè)效率，特比較在同為26.35 hm的林地面積作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的相關(guān)成本和工作效率(表1)。由于挖穴施肥一體機(jī)操作時(shí)的技術(shù)含量要較普通鉤機(jī)要求較高，故機(jī)手的雇傭價(jià)格也要相對(duì)較高，為完成26.35 hm林地挖穴施肥，一體機(jī)操作機(jī)手的雇傭費(fèi)用共59 287.5元，而普通鉤機(jī)操作機(jī)手的雇傭費(fèi)用為51 382.5元。雖然挖穴施肥一體機(jī)在機(jī)手雇傭時(shí)較普通鉤機(jī)成本要高13.33%，但在其作業(yè)完成后不需要再花費(fèi)人工施肥的雇工成本(10 498.8元)。最后算上肥料的運(yùn)輸成本后挖穴施肥一體機(jī)的作業(yè)總成本為64 087.5元，普通鉤機(jī)挖穴+人工施肥作業(yè)總成本為66 345.3元，挖穴施肥一體機(jī)在成本上要較普通鉤機(jī)挖穴+人工施肥節(jié)約3.4%。隨著人工成本的不斷上升，挖穴施肥一體機(jī)運(yùn)作的成本會(huì)有明顯的優(yōu)勢。

表1 挖穴施肥一體機(jī)與機(jī)械挖坑人工施肥成本對(duì)比

本研究的挖掘施肥一體機(jī)是在國內(nèi)中小型鉤機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)加強(qiáng)履帶+防側(cè)翻架+控制施肥器研制而來，目前技術(shù)培訓(xùn)的水平和范圍仍較小，加上作業(yè)時(shí)較普通鉤機(jī)挖穴多一道施肥工序，其作業(yè)平均效率為0.72 hm·d，較普通鉤機(jī)挖穴的平均效率(0.77 hm·d)低7.41%，但挖穴施肥一體機(jī)在作業(yè)時(shí)僅需配合1名工人給施肥器加肥，而普通鉤機(jī)需要平均配合3 ～ 4人完成后續(xù)的施用基肥工作。隨著挖掘施肥一體機(jī)作業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的開展和推廣范圍的擴(kuò)大，作業(yè)的平均效率也會(huì)逐漸提高。

表2 挖穴施肥一體機(jī)與機(jī)械挖坑人工施肥效率對(duì)比

2.2 兩種作業(yè)方式林分生長特征對(duì)比

施工作業(yè)6個(gè)月后分別對(duì)兩種作業(yè)方式下桉樹林分的樹高生長、保存率和一致性指數(shù)進(jìn)行調(diào)查(圖2)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，6個(gè)月后挖穴施肥一體機(jī)條件下桉樹苗木比普通鉤機(jī)挖穴+人工施肥條件下的苗高高出1.05 m，但兩種作業(yè)方式的苗高方差分析表明彼此差異不顯著；對(duì)于6個(gè)月后的試驗(yàn)林分保存率而言，挖穴施肥一體機(jī)條件下桉樹苗保存率為98.26%，顯著大于普通鉤機(jī)挖穴+人工施肥條件下的苗木保存率(89.26%)。另外，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)：2種施肥方式樹高一致性指數(shù)，機(jī)械施肥的一致性指數(shù)(0.45)高于人工施肥(0.42)。

3 結(jié)論與討論

本研究中挖穴施肥一體機(jī)在成本上要較普通鉤機(jī)挖穴+人工施肥節(jié)約3.4%，且隨著該機(jī)械的推廣和勞動(dòng)力價(jià)格的進(jìn)一步提高，其優(yōu)勢會(huì)越來越明顯。目前挖穴施肥一體機(jī)的工作效率略低于普通鉤機(jī)+人工施肥，但與傳統(tǒng)的挖掘機(jī)挖坑后進(jìn)行人工施肥的作業(yè)模式相比，挖掘機(jī)式挖穴施肥一體機(jī)實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)挖坑與施肥的一體化結(jié)合，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化挖坑和施基肥作業(yè)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可顯著提高施肥的精準(zhǔn)度、及時(shí)性以及減少營林運(yùn)作對(duì)人工的依賴。

6個(gè)月后桉樹試驗(yàn)幼林的平均苗高、保存率和樹高一致性指數(shù)等數(shù)據(jù)表明，挖穴施肥一體機(jī)均優(yōu)于普通鉤機(jī)+人工施肥，而且使用該機(jī)械所需人員較少，不屬于重體力勞動(dòng)，不存在雇工難的問題，人員管理成本低，且較少直接參與采伐勞動(dòng)，安全性高。大型林業(yè)機(jī)械成本很高，且技術(shù)操作要求也較高，眾多體量較小的桉樹經(jīng)營體無法承受。另外，我國林地多為山地，國外先進(jìn)的大型林業(yè)機(jī)械較難在國內(nèi)的桉樹人工林經(jīng)營中大范圍推廣根據(jù)我國桉樹經(jīng)營現(xiàn)狀，指導(dǎo)相關(guān)的林業(yè)經(jīng)營承包商在現(xiàn)有中小型林業(yè)機(jī)械的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，研發(fā)試制成適合我國桉樹林業(yè)種植環(huán)境(社會(huì)環(huán)境和立地條件)的桉樹林挖掘機(jī)式挖穴施肥一體機(jī)，其推廣前景廣闊。

[1] 張偉.國有林地流轉(zhuǎn)制度研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[2] 蔡昉.人口轉(zhuǎn)變,人口紅利與經(jīng)濟(jì)增長可持續(xù)性—兼論充分就業(yè)如何促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長[J].人口研究,2004,28(2):2-9.

[3] 楊燕南.談林業(yè)機(jī)械化與林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)系[J].中國林業(yè)產(chǎn)業(yè),2005(8):24-25.

[4] 國家林業(yè)和草原局.中國森林資源報(bào)告(2014—2018)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2019.

[5] 高元翌.對(duì)聯(lián)合采伐機(jī)械在短周期桉樹人工林中的應(yīng)用及效率探討[J].花卉,2018,323(8):169-170.

[6] 裴文軍,馮瑀,王楚彪.聯(lián)合采伐機(jī)械在短周期桉樹人工林中的應(yīng)用及效率分析[J].桉樹科技,2014,31(1):23-26.

[7] 馮立新,韋虹先,曾游貴.聯(lián)合采伐機(jī)在桉樹采伐上的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(10):4643-4644.

Applications of Mechanised Digging and Fertilization in Sustainable Management ofPlantation

FU Xiao, MENG Liang, WU Shujing, CAO Qiaode, ZHONG Maowu, XU Yuxing, DU Apeng

(1.)

The process of forestry modernization is inseparable from forestry mechanization. This study compared and analyzed the cost, work efficiency and stand growth differences between mechanized hole digging and fertilization and traditional (manual) planting methods. The results showed that: compared with the traditional way, the cost of mechanized hole digging and fertilization was reduced by 3.4%; the operation efficiency was slightly lower than the traditional way; but the dependence on manual work was greatly reduced. At age 6 months after planting, tree height growth, seedling preservation rate and tree height uniformity index were better with mechanised digging and fertilization than with manual methods, and indicate that mechanized techniques have prospects for wider application.

digging and fertilization machine;plantation; sustainable management

10.13987/j.cnki.askj.2021.02.008

S776.26+9

A

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“桉樹高效可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)”(2016YFD0600505)；廣東湛江桉樹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站運(yùn)行項(xiàng)目(2020132008)

付驍(1983— )，男，工程師，主要從事桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營，E-mail: xiao.fu@storaenso.com

杜阿朋(1979— )，男，博士，副研究員，主要從事森林生態(tài)學(xué)研究，E-mail:dapzj@163.com