挖穴施肥一体机在桉树人工林可持续经营中的应用

付骁，蒙亮，吴书景，曹桥德，钟茂武，许宇星，杜阿朋*

挖穴施肥一体机在桉树人工林可持续经营中的应用

付骁，蒙亮，吴书景，曹桥德，钟茂武，许宇星，杜阿朋

(1.广西斯道拉恩索林业有限公司，广西 合浦 536100；2. 国家林业和草原局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

林业现代化进程离不开林业机械化。本研究对比分析了挖穴施肥一体机与传统种植方式在成本、工作效率和林分生长3个方面的差异。结果表明：挖穴施肥一体机在成本上要较传统方式节约3.4%，作业效率虽略低于传统方式但极大程度减少了对人工的依赖；使用挖穴施肥一体机6个月后的树高生长、苗木保存率和树高一致性指数均优于传统方式，该机械具有广阔的推广前景。

挖穴施肥一体机，桉树人工林，可持续经营

《全国林地面积保护利用纲要(2010—2020年)》中明确提出2020年我国林地面积保有量为3.12亿hm，占国土面积的32.5%，大都是以山地为主，加之我国人口众多，这导致了传统林业多是劳动力密集型的运行方式，机械化程度不高。近年来，随着我国经济快速增长和人口结构的转变，人口红利逐渐消失，传统林业产业人工模式中雇工难、成本高、效率低等问题加剧，林业机械化作业的高效性和经济性越来越受到业内人员的重视。要实现林产品高产、优质和高效，就必须进行集约化科学经营，而这离不开机械化作业。

桉树()是我国华南地区重要的用材树种，目前的总种植面积已达到546.74万hm，每年产出木材超过3 000万m，对国民经济发展和木材安全贡献突出。桉树人工林经营轮伐期短、集约化经营程度高，但传统纯人工或半人工的经营作业方式因其工作强度大、安全性差、生产效率低等问题而逐渐落后于当前的桉树人工林生产需求。造林和施肥是在当前桉树人工林经营中比较重要的经营环节，因要考虑土壤水分对成活率的影响，多在春夏之交的雨季造林，因此对工期和效率要求比较高，当下的半机械化或纯人工林方式已经成为“短板”制约着桉树人工林集约化经营水平的提高。因此，本研究对比分析挖穴施肥一体机与普通钩机挖穴+人工施肥方式在造林成活率、林分生长特征、工作效率、成本核算等各方面的差异，以期为桉树人工林经营过程中机械化作业方式的推广提供依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地隶属广西斯道拉恩索林业有限公司，位于广西钦州市那丽镇五指峰，地处南亚热带季风气候，具有亚热带向热带过渡性质的海洋季风特点，年日照时数为1 800 h左右，年平均气温21 ～ 23℃，年平均降雨量在1 600 mm左右，平均相对湿度为81%。地形为沿海低丘陵地带。

1.2 试验设计

试验林地造林作业坡度为20°～ 25°，桉树试验林种植品系为Lei-11，试验施工时间为2018年3月。2种作业方式为：挖穴施肥一体机作业、普通钩机挖穴+人工施基肥作业(图1)。

1.3 试验方法

试验林总调查面积：约2 hm(两种不同施肥方式各约1 hm)；试验调查内容：除记录作业时间、效率和成本外，在5 ～ 6个月时调查林分保存率、幼林苗高和一致性指数等指标。

林分树高生长一致性指数=(调查排序前50株树高总和)/(调查排序前100株树高总和)。

图1 造林挖穴作业方式

2 结果与分析

2.1 两种作业方式成本和工作效率对比

为对比两种作业方式在桉树造林时挖穴与施用基肥这一环节的作业成本和作业效率，特比较在同为26.35 hm的林地面积作业时产生的相关成本和工作效率(表1)。由于挖穴施肥一体机操作时的技术含量要较普通钩机要求较高，故机手的雇佣价格也要相对较高，为完成26.35 hm林地挖穴施肥，一体机操作机手的雇佣费用共59 287.5元，而普通钩机操作机手的雇佣费用为51 382.5元。虽然挖穴施肥一体机在机手雇佣时较普通钩机成本要高13.33%，但在其作业完成后不需要再花费人工施肥的雇工成本(10 498.8元)。最后算上肥料的运输成本后挖穴施肥一体机的作业总成本为64 087.5元，普通钩机挖穴+人工施肥作业总成本为66 345.3元，挖穴施肥一体机在成本上要较普通钩机挖穴+人工施肥节约3.4%。随着人工成本的不断上升，挖穴施肥一体机运作的成本会有明显的优势。

表1 挖穴施肥一体机与机械挖坑人工施肥成本对比

本研究的挖掘施肥一体机是在国内中小型钩机的基础上改进加强履带+防侧翻架+控制施肥器研制而来，目前技术培训的水平和范围仍较小，加上作业时较普通钩机挖穴多一道施肥工序，其作业平均效率为0.72 hm·d，较普通钩机挖穴的平均效率(0.77 hm·d)低7.41%，但挖穴施肥一体机在作业时仅需配合1名工人给施肥器加肥，而普通钩机需要平均配合3 ～ 4人完成后续的施用基肥工作。随着挖掘施肥一体机作业技术培训的开展和推广范围的扩大，作业的平均效率也会逐渐提高。

表2 挖穴施肥一体机与机械挖坑人工施肥效率对比

2.2 两种作业方式林分生长特征对比

施工作业6个月后分别对两种作业方式下桉树林分的树高生长、保存率和一致性指数进行调查(图2)。调查发现，6个月后挖穴施肥一体机条件下桉树苗木比普通钩机挖穴+人工施肥条件下的苗高高出1.05 m，但两种作业方式的苗高方差分析表明彼此差异不显著；对于6个月后的试验林分保存率而言，挖穴施肥一体机条件下桉树苗保存率为98.26%，显著大于普通钩机挖穴+人工施肥条件下的苗木保存率(89.26%)。另外，通过对比发现：2种施肥方式树高一致性指数，机械施肥的一致性指数(0.45)高于人工施肥(0.42)。

3 结论与讨论

本研究中挖穴施肥一体机在成本上要较普通钩机挖穴+人工施肥节约3.4%，且随着该机械的推广和劳动力价格的进一步提高，其优势会越来越明显。目前挖穴施肥一体机的工作效率略低于普通钩机+人工施肥，但与传统的挖掘机挖坑后进行人工施肥的作业模式相比，挖掘机式挖穴施肥一体机实现了挖掘机挖坑与施肥的一体化结合，从而真正意义上实现了机械化挖坑和施基肥作业，这项技术的应用可显著提高施肥的精准度、及时性以及减少营林运作对人工的依赖。

6个月后桉树试验幼林的平均苗高、保存率和树高一致性指数等数据表明，挖穴施肥一体机均优于普通钩机+人工施肥，而且使用该机械所需人员较少，不属于重体力劳动，不存在雇工难的问题，人员管理成本低，且较少直接参与采伐劳动，安全性高。大型林业机械成本很高，且技术操作要求也较高，众多体量较小的桉树经营体无法承受。另外，我国林地多为山地，国外先进的大型林业机械较难在国内的桉树人工林经营中大范围推广根据我国桉树经营现状，指导相关的林业经营承包商在现有中小型林业机械的基础上进行改进，研发试制成适合我国桉树林业种植环境(社会环境和立地条件)的桉树林挖掘机式挖穴施肥一体机，其推广前景广阔。

[1] 张伟.国有林地流转制度研究[D].哈尔滨:东北农业大学,2012.

[2] 蔡昉.人口转变,人口红利与经济增长可持续性—兼论充分就业如何促进经济增长[J].人口研究,2004,28(2):2-9.

[3] 杨燕南.谈林业机械化与林业产业化的关系[J].中国林业产业,2005(8):24-25.

[4] 国家林业和草原局.中国森林资源报告(2014—2018)[M].北京:中国林业出版社,2019.

[5] 高元翌.对联合采伐机械在短周期桉树人工林中的应用及效率探讨[J].花卉,2018,323(8):169-170.

[6] 裴文军,冯瑀,王楚彪.联合采伐机械在短周期桉树人工林中的应用及效率分析[J].桉树科技,2014,31(1):23-26.

[7] 冯立新,韦虹先,曾游贵.联合采伐机在桉树采伐上的应用[J].安徽农业科学,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

国家重点研发计划课题“桉树高效可持续经营技术”(2016YFD0600505)；广东湛江桉树林生态系统国家定位观测研究站运行项目(2020132008)

付骁(1983— )，男，工程师，主要从事桉树人工林可持续经营，E-mail: xiao.fu@storaenso.com

杜阿朋(1979— )，男，博士，副研究员，主要从事森林生态学研究，E-mail:dapzj@163.com