林地土壤肥力生態循環與服務實踐探究

牟科姿

摘 要：在生態循環經濟發展的大環境下，林地肥力要圍繞土壤環境重點做大增量，本文從廣西國有高峰林場平廠分場5林班配方施肥技術為抓手，強化科技賦能施肥，打造示范林分進而帶動毗鄰村集體林區學習推廣平衡施肥措施，用科學手段做實土壤生態服務立體化，逐步恢復森林生態系統，通過配方施肥對林地生態修復+服務開展的實踐探究。

關鍵詞：林地修復；平衡施肥；采集方法；技術服務

1引言

保持土壤肥力是林區物種生態系統多樣性和林業經營可持續發展的重要組成，國有林區土壤肥力的平衡是生態環境循環高質量發展的基石，也是森林資源科學經營的生態屏障。通過在高峰林場平廠分場5林班開展精準施肥，增加土壤保水、保肥、透氣的能力，增強土地利用率。建立國有林地生態循環體系化模式，推廣肥力平衡技術+服務模式，用科學手段促進林產品生產走代價小、效益好、可持續立體循環生產的新道路。

2緩釋肥對林地土壤環境修復作用

高峰林場平廠分場“新型袋控緩釋肥桉樹試驗項目”試驗表明：用材林通過施放緩釋肥年均生長量可提高15.79%—33.81%，肥料施用量減少20%情況下提高生長量23.78%，肥料養分流失率減少29.84%-51.48%；集成應用的力維持關鍵技術提高0-20cm，土壤有機質13.8%—22.6%。通過2018年—2020年三年來的“應用袋控緩釋肥等精準施肥技術”試驗應用表明項目技術成果與常規施肥技術相比，年均蓄積量提高20%，年均新增蓄積量0.29立方米/畝，三年新增蓄積量 5.96萬立方米，出材率80%，三年新增利潤 2996.4萬元。通過應用該項目技術成果，增產效果顯著，不僅提高了木材生長量，還縮減了人工及肥料成本，實現了企業經濟效益目標。

根據緩釋肥在平廠實驗林地投放中看到，它們能夠緩慢分解釋放養分，還能促進植物根系的生長，按需提供養分，讓樹種幼苗吃飽，還不用擔心像某些化肥一樣讓植物暴飲暴食，出現“虛胖”。實驗中發現多功能緩釋肥具有對林地土壤修復功能，可以促進土壤團粒結構間的毛細管空間，能夠提高土壤的保水保肥能力，同時還可以排出土壤中多余地滯留水，為根系提供理想的水分和空氣條件。在人工施肥干預下豐富了林地土壤的有機質，一定條件恢復土壤中自然形成的食物網，是土壤活力的來源，從養分轉化到對林業病蟲害控制，都起著極為重要的作用。

3、土壤生態循環數據采集與分析

3.1平廠林區5林班的土壤數據采集方法。

森林生態恢復需要作出清晰的生態恢復總體判斷。廣西國有高峰林場平廠分場5林班位于興寧區昆侖鎮、青秀區伶俐鎮、賓陽縣陳平鄉三界交匯處，地貌類型：丘陵；海拔為300-410之間，成土母巖為砂巖；土層厚度在55-85之間，石礫含量15，土壤種類：紅壤。在5林班與鄰近村屯集體林地結合處打點檢測，選擇土壤0-40厘米上下兩層土層，通過一年時間對土壤肥力進行觀察。平廠分場土壤肥力數據測試的內容為：土壤的pH測定、有機質測定、全氮測定、全磷測定、全鉀測定、速效氮測定、速效磷測定、速效鉀測定、速效（Ca、Mg）和機械組成測定等。土壤肥力測試的步驟為：（1）采集高峰林場平廠分場的土壤樣品；（2）檢測所采集樣品的各項肥力指標的含量；（3）對步驟（2）所測指標含量進行內梅羅單項肥力指數和綜合肥力指數的分析計算；（4）對步驟（2）所測指標含量利用SPSS數據處理軟件進行主成分分析，選擇主成分分析中高因子載荷指標，進入最小數據集；（5）對步驟（4）的數據集進行標準化計算；（6）對步驟（5）標準化后的最小數據集，計算最小數據集肥力指數。由最小數據集肥力指數與產量相關性分析結果，此肥力指數可預測土壤肥力。

3.2數據采集后發現的問題

3.2.1林地綜合施肥監管不到位，雖然優質林地遭到蠶食減少，但是生長量和林產品產出質量下降。施肥過度主要來自用材林與經濟林的林地，此兩項林地占人工林面積68.0%。部分林地承包大戶缺乏長遠規劃，經營方式欠合理，存在過度施肥問題。

3.2.2影響土壤自我更新，經營管理粗放，林地生產力較低。對土壤循環利用方式、手段、技術比較落后，基層責任落實不到位等諸多問題，對多數在林地中從事種植、養殖的群眾技術服務管理不到位，都是憑經驗開展造林撫育，使得林地土壤固化、板結擴散蔓延呈加劇態勢。

3.2.3影響林地自我修復。采用無人機噴灑用肥料超量，一次性噴灑的連片面積過大，肥料直接或間接落入林地后不易吸收，很容易被雨水帶出噴灑區域，影響林地生態環境的自我修復。

4在5林班開展平衡施肥的效果與目標

4.1標準化施肥達到的作用。

首先，標準化施肥促進產業多樣化。在大面積發展林場的經濟林過程中，林地循環生態是現代林業的升級版，建立可持續的產業結構、生產方式、消費模式以及增強可持續發展能力為著眼點，是更加全面均衡協調的現代林業發展道路和模式。以土壤環境標準化施肥，促進林下產業增效、碳積匯、林地一體化綜合利用，加快推進經濟發展方式的綠色轉型。

其次，實驗數據幫助林地精準施策。土壤肥力是林業作物生長的重要載體，土壤養分供給是混交林營養元素的主要來源，通過施肥補充土壤養分，滿足大口徑木材的生長需求。目前，在國有林場林地里速生林占主要比例。檢測前，隨表土流失的有機質和氮、磷、鉀養分，相當于尿素15.5kg，過磷酸鈣29.6kg，氯化鉀10.5kg；隨徑流流失的速效養分，相當于尿素283.4kg，過磷酸鈣8.9kg，氯化鉀401.4kg所含的養分。發現這些人工林對林地養分消耗大，林下植被少易造成水土流失，而水土流失又造成養分流失、有機質缺乏，導致林地土壤肥力嚴重衰退。在第五林班中施放緩釋肥料養分為（氮、磷、鉀）含量25%-30%的肥料實驗表明：幼苗造林后連續追肥2—3年，每年1—2次。第1—2年追肥，每次每株500—700g；第三年追肥每次每株500—1000g。每棵樹標準追肥使用量下限為每株每年500g，不能超過1600g。六年后進行回測，發現實驗林地土壤有機質含量，也是林木生長所需氮、磷以及微量元素養分流失數據下降達一半，土壤肥力相對保證，不影響土壤肥力結構，土壤各種養分的有效度在原有的PH條件下，可以改善土壤理化性質，進而調控土壤水、肥、氣勢狀況，減少對土壤侵蝕，緩解土壤污染物的侵害。

4.2保持土壤肥料的穩定性，實現肥料養分的高效利用。土壤項目施肥穩定性突出兩個方面：

其一，根據土壤使用專用肥料配方，實現林產品產業化可持續生產，有效地提高了林下經濟作物的生長發育潛力、品種產量和藥用品質。隨著我區林場改革步伐的加快和經濟林、生態林種植速度的加快，利用平衡施肥技術提高林產品質量，減少林地養分損耗，建立新的高效的生態鏈，形成高效有序循環促進林地生態可持續發展。這就涉及科學施肥、合理施肥、精確施肥，確保在不影響經濟效益的同時，通過針對林地內綜合林的養分平衡、養分分布規律、營養分類缺乏指標進行平衡補充，提高林下土壤生物營養，并與林業作物高產限制因子相結合進行多功能肥料追肥。多功能緩釋肥料還屬于復混肥料，它具有營養元素較多，配比嚴謹，針對性強的特點，具有節能高效的特性。

其二，實現不同區域林地土壤養分數據特征有效采集，并繪制出土壤養分空間分布圖，針對性制定不同林種的營養投放指標，實現定量施肥。在選擇分場與鄰近村集體的一片國有林地實驗中看到，相關種植速生林地的土壤普遍呈酸性，pH酸堿度多為4.29—5.06，土地有機含量中等。土壤全氮和堿解氮含量中等，全磷和有效磷含量低，全鉀含量中等，速效鉀含量低；土壤中有效中微量元素中，鈣、鋅、鐵含量高，鎂、銅、硼、錳含量低；綜合分析土壤供肥能力和土地的需肥規律特性，使用具有改善水分利用、高效吸收率的肥料，對土壤的施肥要注重氮、磷、鉀、鈣、鎂及微量元素肥料的平衡使用，并兼顧林地有機質的補充具有一定改善土壤效用。實驗中還根據土壤養分特征并繪制出空間分布圖，以肥料功能物質多重加載工藝的先進技術，根據樹葉葉片營養診斷指標，實現定量施肥，實現了肥料養分的緩釋和高效利用，達到土壤增肥效果。

5林區土壤循環施肥與服務的具體思路

5林班區域與周邊村屯的集體山林相連，作為示范林分具有推廣平衡施肥的示范作用，促進水源林、經濟林與林下套種和諧共生、推動林地可持續發展。

5.1、完善國有林地土地保護和精準施肥機制，及時引導廣大林下產業大戶開展立體林業生產。

首先，發揮人才優勢。在現有技術人才基礎上建立基層分場的配方技術小組是避免養分浪費、降低施肥成本的重要手段，是促進林下經濟產業健康生長的有利技術條件。大多數植物是生長在中性土壤或微酸性土壤，以及影響土壤中的有益微生物、如根瘤菌等數據采集，在現有的人才儲備中就可以完成。

其次，構建測土配方施肥實時指導管理機制是解決土壤營養元素平衡推廣的有效辦法。當前新興綠色產業、立體林業、循環林業、集約林業的發展，鼓勵使用對土壤生態有修復作用的新型多功能肥，從緩釋肥對林地的質量有明顯保護效果來看，構建采集影響植物直接制造養肥與吸收養分的能力基本數據構圖，構建pH值下降過程中影響到一些植物存活的數據庫，對土壤生態平衡技術收集起到規范作用。加大檢測加劇土壤中磷、鉀的損耗過程進行檢測。針對性地指導個體林業種植戶過量施氮、磷肥，抑制銅、鉀、硼元素的吸收，及時引導土壤營養均衡施肥。

5.2加強區域林區土壤環境數據一體化采集。

數字化是綠色生態發展的基本特征，構建土壤環境的數字服務一體化，是林業樹立差異化的競爭優勢，實現林產品龍頭企業長青的必然要求。

第一，大平臺與多元自主相結合。以數據為驅動，推出的“小塊土地環境平臺”，以生態數據模型切入，可以實時、預測等維度上對土壤環境進行聯網查詢、評估、施策。讓林地使用者能夠及時參與林下產業細分、種植。國有林場作為土壤環境動態發布平臺在線上指導，注重數據流程優化、技術場景創新，做到賦能業務，林下種植業者、集體土地承包者通過微信掃碼就能及時了解施肥流程、技術場景。運用數字化手段來優化流程，減少林地調查周期，減少施肥的差錯率。細化土壤平臺建設、完善林下技術和土壤信息數據庫，及時上傳關鍵數據傳輸，針對不同需求搭建數據服務個性化，通過肥料、林下產品與種植技術的深度結合，實現林下產業經營服務的多樣化。

第二，集中資源與橫向協同相結合。

利用林業集團區域合作機制集中打造國有林場的資源、技術和平臺。建立林業資源土壤檢測數字化，并與國土資源部門建立合作關系，實現對施肥與土壤檢測聯網化，讓林業技術人員和群眾利用移動客戶終端APP隨時隨地掌握肥料對經濟林作物生長情況，實現精準、敏捷、高效、系統的全新管理流程模式，整體提升林區環境管護管理水平。

5.3建立土壤肥力動態監測點和土壤施肥互聯互通數據庫。

首先，基于“大數據”構建林下種植大戶、村集體家庭農場和農民專業合作社等林業資源數據雙向互聯互通，用高效土壤肥力數據檢測數據，滿足種植差異化的市場需求。具體以采樣地塊、各種林下施肥情況調查及土樣化驗數據為基礎，采用網格布點方式，在國有林地與集體林地間采用16km*16km網格編制，按國家規定的0-30cm分層作為林地土壤的取樣標準，實際情況中根據土壤類型的差異適當調整布點的疏密，取對角線、棋盤式、蛇形等方法取樣點收集數量，通過無縫對接，建立健全了國有林場轄區內測土配方施肥基礎數據庫和施肥指標體系。

其次，化驗數據精準化是支撐能力提升的重要環節。建立森林土壤不同監測點位生長需要的養分數據，通過實時采集，長期林下監測試驗林下產品生長發育所需肥力營養含量，實現林木產品產前、產中、產后的土壤中磷鉀和微量元素檢測全程數字化，像人臉識別一樣，林下產品產地基于土壤肥力數字化的端前到端尾的溯源體系順利實現，為林業生態管理和林下套種、中低林改造等項目提供精準互聯互通數據作為依據。

5.4創新林區環境管理，加大測土“配方施肥+服務”力度。

首先，加強土壤質量保護與科學利用，打造“數字土壤+服務”應用場景，從而實現產品種植的標準化、數據化、可視化、品牌化，同時滿足消費者的定制化、規模化和安全化，讓土壤大數據服務生態林業高質量發展。

其次，構建土壤配方施肥大數據信息“獲取—分析—決策—反饋”的完整智能化鏈條。對超過區域肥力環境承載力進行實時預警，增強國有林場在林地土壤管理感知力、洞察力，提升經營工作效力，對林下產業經營戶開放數據服務，利用手機APP信息平臺及時公開土壤中肥料對種植物大、中量元素的吸收過程，肥料全效發揮的利用率，補充和改良土壤中的有機質與微量元素成分對比，植物實際生長需求的可視化結果，滿足林業經營戶迫切需求。

第三，擴大林下個性化作物施肥服務指導面。通過“減量－改善－優化－提升”精準推動氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂和微量元素等多種養分數據向信息互通轉化，提高肥料利用率和肥料投入產出比，實現生產作物專用配方肥和區域配方肥料。

6結束語

林地肥力就是資源、服務就是生產力，測土+平衡施肥是根據土壤的養分供給能力以及經濟林對養分的需求水平，來確定合理的肥料種類和施肥量，包括微量元素的加入量。保持和提高林地循環地力，通過營養作物、培肥土壤、提高抗性、逆境生長、除草抗病為目的服務實現林業可持續發展。生態保護+服務來構建新的生產方式和技術模式，在保護環境和發展經濟上取得平衡點，增強林業配方施肥示范引領，實現林地生態永續利用與綠色、低碳發展理念的統一。

參考文獻：

[1]陳天恩，董靜，陳立平等.縣域農田土壤采樣布局多目標優化分析模型，農業工程學報，2012，23.

[2]馬姜明﹐梁士楚﹐楊棟林﹐等.桂北地區桉樹林及其他三種森林類型土壤有機碳含量及密度特征[J].生態環境學報﹐2013，22（8）：1282～1287.

[3]譚玉金.高峰林場不同樹齡馬占相思木材纖維的變異性研究[D].南寧：廣西大學，2007.

[4]唐天，黃群珍，莫冰萍 高峰林場三種國家儲備林經營模式研究及效果評價勢[J].綠色科技 2022.3 第24卷.（5）

[5]高峰林場營造林技術規程（2022年修訂）

[6]郭東升.相思人工林樹皮解剖構造、化學特性與開發利用[D].南寧：廣西大學，2006.

[7]鄧蔭偉﹐李鳳﹐韋杰，等.桂林巿桉樹、馬尾松、杉木林下植被與土壤因子調查[J].廣西林業科學，2010，39（3）：140～143.