林地土壤肥力生态循环与服务实践探究

牟科姿

摘 要：在生态循环经济发展的大环境下，林地肥力要围绕土壤环境重点做大增量，本文从广西国有高峰林场平厂分场5林班配方施肥技术为抓手，强化科技赋能施肥，打造示范林分进而带动毗邻村集体林区学习推广平衡施肥措施，用科学手段做实土壤生态服务立体化，逐步恢复森林生态系统，通过配方施肥对林地生态修复+服务开展的实践探究。

关键词：林地修复；平衡施肥；采集方法；技术服务

1引言

保持土壤肥力是林区物种生态系统多样性和林业经营可持续发展的重要组成，国有林区土壤肥力的平衡是生态环境循环高质量发展的基石，也是森林资源科学经营的生态屏障。通过在高峰林场平厂分场5林班开展精准施肥，增加土壤保水、保肥、透气的能力，增强土地利用率。建立国有林地生态循环体系化模式，推广肥力平衡技术+服务模式，用科学手段促进林产品生产走代价小、效益好、可持续立体循环生产的新道路。

2缓释肥对林地土壤环境修复作用

高峰林场平厂分场“新型袋控缓释肥桉树试验项目”试验表明：用材林通过施放缓释肥年均生长量可提高15.79%—33.81%，肥料施用量减少20%情况下提高生长量23.78%，肥料养分流失率减少29.84%-51.48%；集成应用的力维持关键技术提高0-20cm，土壤有机质13.8%—22.6%。通过2018年—2020年三年来的“应用袋控缓释肥等精准施肥技术”试验应用表明项目技术成果与常规施肥技术相比，年均蓄积量提高20%，年均新增蓄积量0.29立方米/亩，三年新增蓄积量 5.96万立方米，出材率80%，三年新增利润 2996.4万元。通过应用该项目技术成果，增产效果显著，不仅提高了木材生长量，还缩减了人工及肥料成本，实现了企业经济效益目标。

根据缓释肥在平厂实验林地投放中看到，它们能够缓慢分解释放养分，还能促进植物根系的生长，按需提供养分，让树种幼苗吃饱，还不用担心像某些化肥一样让植物暴饮暴食，出现“虚胖”。实验中发现多功能缓释肥具有对林地土壤修复功能，可以促进土壤团粒结构间的毛细管空间，能够提高土壤的保水保肥能力，同时还可以排出土壤中多余地滞留水，为根系提供理想的水分和空气条件。在人工施肥干预下丰富了林地土壤的有机质，一定条件恢复土壤中自然形成的食物网，是土壤活力的来源，从养分转化到对林业病虫害控制，都起着极为重要的作用。

3、土壤生态循环数据采集与分析

3.1平厂林区5林班的土壤数据采集方法。

森林生态恢复需要作出清晰的生态恢复总体判断。广西国有高峰林场平厂分场5林班位于兴宁区昆仑镇、青秀区伶俐镇、宾阳县陈平乡三界交汇处，地貌类型：丘陵；海拔为300-410之间，成土母岩为砂岩；土层厚度在55-85之间，石砾含量15，土壤种类：红壤。在5林班与邻近村屯集体林地结合处打点检测，选择土壤0-40厘米上下两层土层，通过一年时间对土壤肥力进行观察。平厂分场土壤肥力数据测试的内容为：土壤的pH测定、有机质测定、全氮测定、全磷测定、全钾测定、速效氮测定、速效磷测定、速效钾测定、速效（Ca、Mg）和机械组成测定等。土壤肥力测试的步骤为：（1）采集高峰林场平厂分场的土壤样品；（2）检测所采集样品的各项肥力指标的含量；（3）对步骤（2）所测指标含量进行内梅罗单项肥力指数和综合肥力指数的分析计算；（4）对步骤（2）所测指标含量利用SPSS数据处理软件进行主成分分析，选择主成分分析中高因子载荷指标，进入最小数据集；（5）对步骤（4）的数据集进行标准化计算；（6）对步骤（5）标准化后的最小数据集，计算最小数据集肥力指数。由最小数据集肥力指数与产量相关性分析结果，此肥力指数可预测土壤肥力。

3.2数据采集后发现的问题

3.2.1林地综合施肥监管不到位，虽然优质林地遭到蚕食减少，但是生长量和林产品产出质量下降。施肥过度主要来自用材林与经济林的林地，此两项林地占人工林面积68.0%。部分林地承包大户缺乏长远规划，经营方式欠合理，存在过度施肥问题。

3.2.2影响土壤自我更新，经营管理粗放，林地生产力较低。对土壤循环利用方式、手段、技术比较落后，基层责任落实不到位等诸多问题，对多数在林地中从事种植、养殖的群众技术服务管理不到位，都是凭经验开展造林抚育，使得林地土壤固化、板结扩散蔓延呈加剧态势。

3.2.3影响林地自我修复。采用无人机喷洒用肥料超量，一次性喷洒的连片面积过大，肥料直接或间接落入林地后不易吸收，很容易被雨水带出喷洒区域，影响林地生态环境的自我修复。

4在5林班开展平衡施肥的效果与目标

4.1标准化施肥达到的作用。

首先，标准化施肥促进产业多样化。在大面积发展林场的经济林过程中，林地循环生态是现代林业的升级版，建立可持续的产业结构、生产方式、消费模式以及增强可持续发展能力为着眼点，是更加全面均衡协调的现代林业发展道路和模式。以土壤环境标准化施肥，促进林下产业增效、碳积汇、林地一体化综合利用，加快推进经济发展方式的绿色转型。

其次，实验数据帮助林地精准施策。土壤肥力是林业作物生长的重要载体，土壤养分供给是混交林营养元素的主要来源，通过施肥补充土壤养分，满足大口径木材的生长需求。目前，在国有林场林地里速生林占主要比例。检测前，随表土流失的有机质和氮、磷、钾养分，相当于尿素15.5kg，过磷酸钙29.6kg，氯化钾10.5kg；随径流流失的速效养分，相当于尿素283.4kg，过磷酸钙8.9kg，氯化钾401.4kg所含的养分。发现这些人工林对林地养分消耗大，林下植被少易造成水土流失，而水土流失又造成养分流失、有机质缺乏，导致林地土壤肥力严重衰退。在第五林班中施放缓释肥料养分为（氮、磷、钾）含量25%-30%的肥料实验表明：幼苗造林后连续追肥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。每棵树标准追肥使用量下限为每株每年500g，不能超过1600g。六年后进行回测，发现实验林地土壤有机质含量，也是林木生长所需氮、磷以及微量元素养分流失数据下降达一半，土壤肥力相对保证，不影响土壤肥力结构，土壤各种养分的有效度在原有的PH条件下，可以改善土壤理化性质，进而调控土壤水、肥、气势状况，减少对土壤侵蚀，缓解土壤污染物的侵害。

4.2保持土壤肥料的稳定性，实现肥料养分的高效利用。土壤项目施肥稳定性突出两个方面：

其一，根据土壤使用专用肥料配方，实现林产品产业化可持续生产，有效地提高了林下经济作物的生长发育潜力、品种产量和药用品质。随着我区林场改革步伐的加快和经济林、生态林种植速度的加快，利用平衡施肥技术提高林产品质量，减少林地养分损耗，建立新的高效的生态链，形成高效有序循环促进林地生态可持续发展。这就涉及科学施肥、合理施肥、精确施肥，确保在不影响经济效益的同时，通过针对林地内综合林的养分平衡、养分分布规律、营养分类缺乏指标进行平衡补充，提高林下土壤生物营养，并与林业作物高产限制因子相结合进行多功能肥料追肥。多功能缓释肥料还属于复混肥料，它具有营养元素较多，配比严谨，针对性强的特点，具有节能高效的特性。

其二，实现不同区域林地土壤养分数据特征有效采集，并绘制出土壤养分空间分布图，针对性制定不同林种的营养投放指标，实现定量施肥。在选择分场与邻近村集体的一片国有林地实验中看到，相关种植速生林地的土壤普遍呈酸性，pH酸碱度多为4.29—5.06，土地有机含量中等。土壤全氮和碱解氮含量中等，全磷和有效磷含量低，全钾含量中等，速效钾含量低；土壤中有效中微量元素中，钙、锌、铁含量高，镁、铜、硼、锰含量低；综合分析土壤供肥能力和土地的需肥规律特性，使用具有改善水分利用、高效吸收率的肥料，对土壤的施肥要注重氮、磷、钾、钙、镁及微量元素肥料的平衡使用，并兼顾林地有机质的补充具有一定改善土壤效用。实验中还根据土壤养分特征并绘制出空间分布图，以肥料功能物质多重加载工艺的先进技术，根据树叶叶片营养诊断指标，实现定量施肥，实现了肥料养分的缓释和高效利用，达到土壤增肥效果。

5林区土壤循环施肥与服务的具体思路

5林班区域与周边村屯的集体山林相连，作为示范林分具有推广平衡施肥的示范作用，促进水源林、经济林与林下套种和谐共生、推动林地可持续发展。

5.1、完善国有林地土地保护和精准施肥机制，及时引导广大林下产业大户开展立体林业生产。

首先，发挥人才优势。在现有技术人才基础上建立基层分场的配方技术小组是避免养分浪费、降低施肥成本的重要手段，是促进林下经济产业健康生长的有利技术条件。大多数植物是生长在中性土壤或微酸性土壤，以及影响土壤中的有益微生物、如根瘤菌等数据采集，在现有的人才储备中就可以完成。

其次，构建测土配方施肥实时指导管理机制是解决土壤营养元素平衡推广的有效办法。当前新兴绿色产业、立体林业、循环林业、集约林业的发展，鼓励使用对土壤生态有修复作用的新型多功能肥，从缓释肥对林地的质量有明显保护效果来看，构建采集影响植物直接制造养肥与吸收养分的能力基本数据构图，构建pH值下降过程中影响到一些植物存活的数据库，对土壤生态平衡技术收集起到规范作用。加大检测加剧土壤中磷、钾的损耗过程进行检测。针对性地指导个体林业种植户过量施氮、磷肥，抑制铜、钾、硼元素的吸收，及时引导土壤营养均衡施肥。

5.2加强区域林区土壤环境数据一体化采集。

数字化是绿色生态发展的基本特征，构建土壤环境的数字服务一体化，是林业树立差异化的竞争优势，实现林产品龙头企业长青的必然要求。

第一，大平台与多元自主相结合。以数据为驱动，推出的“小块土地环境平台”，以生态数据模型切入，可以实时、预测等维度上对土壤环境进行联网查询、评估、施策。让林地使用者能够及时参与林下产业细分、种植。国有林场作为土壤环境动态发布平台在线上指导，注重数据流程优化、技术场景创新，做到赋能业务，林下种植业者、集体土地承包者通过微信扫码就能及时了解施肥流程、技术场景。运用数字化手段来优化流程，减少林地调查周期，减少施肥的差错率。细化土壤平台建设、完善林下技术和土壤信息数据库，及时上传关键数据传输，针对不同需求搭建数据服务个性化，通过肥料、林下产品与种植技术的深度结合，实现林下产业经营服务的多样化。

第二，集中资源与横向协同相结合。

利用林业集团区域合作机制集中打造国有林场的资源、技术和平台。建立林业资源土壤检测数字化，并与国土资源部门建立合作关系，实现对施肥与土壤检测联网化，让林业技术人员和群众利用移动客户终端APP随时随地掌握肥料对经济林作物生长情况，实现精准、敏捷、高效、系统的全新管理流程模式，整体提升林区环境管护管理水平。

5.3建立土壤肥力动态监测点和土壤施肥互联互通数据库。

首先，基于“大数据”构建林下种植大户、村集体家庭农场和农民专业合作社等林业资源数据双向互联互通，用高效土壤肥力数据检测数据，满足种植差异化的市场需求。具体以采样地块、各种林下施肥情况调查及土样化验数据为基础，采用网格布点方式，在国有林地与集体林地间采用16km*16km网格编制，按国家规定的0-30cm分层作为林地土壤的取样标准，实际情况中根据土壤类型的差异适当调整布点的疏密，取对角线、棋盘式、蛇形等方法取样点收集数量，通过无缝对接，建立健全了国有林场辖区内测土配方施肥基础数据库和施肥指标体系。

其次，化验数据精准化是支撑能力提升的重要环节。建立森林土壤不同监测点位生长需要的养分数据，通过实时采集，长期林下监测试验林下产品生长发育所需肥力营养含量，实现林木产品产前、产中、产后的土壤中磷钾和微量元素检测全程数字化，像人脸识别一样，林下产品产地基于土壤肥力数字化的端前到端尾的溯源体系顺利实现，为林业生态管理和林下套种、中低林改造等项目提供精准互联互通数据作为依据。

5.4创新林区环境管理，加大测土“配方施肥+服务”力度。

首先，加强土壤质量保护与科学利用，打造“数字土壤+服务”应用场景，从而实现产品种植的标准化、数据化、可视化、品牌化，同时满足消费者的定制化、规模化和安全化，让土壤大数据服务生态林业高质量发展。

其次，构建土壤配方施肥大数据信息“获取—分析—决策—反馈”的完整智能化链条。对超过区域肥力环境承载力进行实时预警，增强国有林场在林地土壤管理感知力、洞察力，提升经营工作效力，对林下产业经营户开放数据服务，利用手机APP信息平台及时公开土壤中肥料对种植物大、中量元素的吸收过程，肥料全效发挥的利用率，补充和改良土壤中的有机质与微量元素成分对比，植物实际生长需求的可视化结果，满足林业经营户迫切需求。

第三，扩大林下个性化作物施肥服务指导面。通过“减量－改善－优化－提升”精准推动氮、磷、钾、硫、钙、镁和微量元素等多种养分数据向信息互通转化，提高肥料利用率和肥料投入产出比，实现生产作物专用配方肥和区域配方肥料。

6结束语

林地肥力就是资源、服务就是生产力，测土+平衡施肥是根据土壤的养分供给能力以及经济林对养分的需求水平，来确定合理的肥料种类和施肥量，包括微量元素的加入量。保持和提高林地循环地力，通过营养作物、培肥土壤、提高抗性、逆境生长、除草抗病为目的服务实现林业可持续发展。生态保护+服务来构建新的生产方式和技术模式，在保护环境和发展经济上取得平衡点，增强林业配方施肥示范引领，实现林地生态永续利用与绿色、低碳发展理念的统一。

参考文献：

[1]陈天恩，董静，陈立平等.县域农田土壤采样布局多目标优化分析模型，农业工程学报，2012，23.

[2]马姜明﹐梁士楚﹐杨栋林﹐等.桂北地区桉树林及其他三种森林类型土壤有机碳含量及密度特征[J].生态环境学报﹐2013，22（8）：1282～1287.

[3]谭玉金.高峰林场不同树龄马占相思木材纤维的变异性研究[D].南宁：广西大学，2007.

[4]唐天，黄群珍，莫冰萍 高峰林场三种国家储备林经营模式研究及效果评价势[J].绿色科技 2022.3 第24卷.（5）

[5]高峰林场营造林技术规程（2022年修订）

[6]郭东升.相思人工林树皮解剖构造、化学特性与开发利用[D].南宁：广西大学，2006.

[7]邓荫伟﹐李凤﹐韦杰，等.桂林巿桉树、马尾松、杉木林下植被与土壤因子调查[J].广西林业科学，2010，39（3）：140～143.