王國慶

（甘肅省白龍江林業(yè)管理局南華生態(tài)建設(shè)局，甘肅 張掖 734304）

裸根苗造林季節(jié)性強，可用時間短促，像農(nóng)業(yè)的忙種一樣，施工必須在半月左右的時間內(nèi)完成，否則嚴(yán)重降低造林成活率。人工挖穴植苗造林，勞動強度大，工序繁雜，工效低下，即使小規(guī)格苗木，每人每天也只能植苗100～150穴，導(dǎo)致造林季節(jié)用工集中，用工量大。造林施工一般在造林地附近臨時招募農(nóng)民工進(jìn)行。目前，農(nóng)村青壯年大量外出打工造成村鎮(zhèn)空心化，加之人口老齡化，招募民工越來越困難，成為造林施工的難點問題。

甘肅省白龍江林業(yè)管理局南華生態(tài)建設(shè)局山丹經(jīng)營區(qū)大部分位于祁連山北坡淺山區(qū)，2012～2015年采取農(nóng)用拖拉機開溝再人工挖穴植苗的方式，主栽沙棘Hippophae rhamnoides、檸條Caragana intermedia（中間錦雞兒的俗稱）、山杏Armeniaca sibirica等旱生樹種。這種半機械化造林法能夠節(jié)省部分用工量，但仍然面臨難以就近招募民工的巨大壓力。為此，我們充分利用勞動人民的智慧，在拖拉機開溝的基礎(chǔ)上，利用播種耬和縫植法造林技術(shù)原理，參照風(fēng)沙區(qū)造林常見的植苗機、水稻插秧機苗筐等機械結(jié)構(gòu)，集思廣益，逐步設(shè)計，反復(fù)改進(jìn)，制造成功特用植苗機。該機開溝植苗一體化完成，大幅度提高了植苗工效。在沙荒地、半固定沙丘、二陰區(qū)平緩山地，以梭梭Holoxylon ammodendron為主栽樹種，與檸條混交造林，獲得成功?，F(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 造林地概況

造林地位于山丹縣霍城鎮(zhèn)東關(guān)村，地理坐標(biāo)101°07′21″～101°09′15″E、38°40′30″～38°41′18″N，海拔2 430 m。山丹縣地勢南高北低，中部平坦，東西為丘陵地，地處高原高寒地帶，屬大陸性高原高寒干旱氣候，具有寒冷、四季不分明、雨量集中、植被帶有明顯的垂直分帶性的特點。氣候陰涼，無霜期152 d。造林地所在的祁連山二陰區(qū)位于南部沿山區(qū)，年平均氣溫-3～1 ℃，隨海拔變化而變化；1月份平均氣溫-16 ℃。全年太陽輻射總量568.86 kJ/cm2，年均日照時數(shù)2 885 h。年均降水量230～320 mm，隨海拔增高。最大凍土深度204 cm。

2 造林方法和材料

以半機械法造林為對照，植苗機法造林為目標(biāo)，通過民工用量、成活率和費用情況判斷目標(biāo)方法是否成功。兩種方法所用苗木均嚴(yán)格執(zhí)行《主要造林樹種苗木質(zhì)量分級（GB/T 6000—1999）》及甘肅省地方標(biāo)準(zhǔn)《主要造林樹種苗木（DB62/T 548—1998）》；選用健壯Ⅰ、Ⅱ級苗木，無病蟲害、機械損傷、多頭、枯梢等現(xiàn)象。造林密度參照《造林技術(shù)規(guī)程（GB/T 15776—2016）》最低初植密度標(biāo)準(zhǔn)；造林后均采用常規(guī)管理。造林地選擇地勢比較平緩，坡度≤25°，地表植物稀少低矮的林班。當(dāng)?shù)仃幤潞瘫究齐s草茂密，不適宜機械化作業(yè)和幼苗生長。造林時間選擇在春季4月底5月中上旬；植苗后，小型拖拉機裝載水箱人工澆透定根水。造林后1個月調(diào)查成活率。

2.1 半機械法

2012～2015年采用半機械法造林，農(nóng)用拖拉機開溝，人工在溝內(nèi)挖穴植苗，主栽樹種為沙棘、檸條、山杏等旱生樹種。農(nóng)用拖拉機牽拉犁鏵開溝，溝寬30～40 cm，深25 cm。氣象預(yù)報秋、冬季降水量大時，提前于上一年秋季整地開溝，否則在造林當(dāng)年春季開溝挖穴同時實施。造林時溝內(nèi)人工挖穴，寬與溝相當(dāng)，溝底繼續(xù)挖深40 cm，常規(guī)植苗。

2.2 植苗機法

2.2.1 植苗機結(jié)構(gòu)與工作原理

植苗機結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。植苗機由開溝犁鏵、刮土板、升降絞盤、儲苗箱、車輪、牽引頭、座位等部件組成，使用大馬力拖拉機作為動力拖掛施工。升降絞盤用于提放犁鏵。儲苗筐容積1.5 m3，可存儲梭梭、檸條苗木4 000株。犁鏵由高強度錳鋼加工制成，后部距鏵尖20 cm處兩側(cè)對稱焊接鐵板為刮土板，板長20 cm，寬12 cm，類似機翼。隨著拖拉機拖掛行進(jìn)，犁鏵向兩側(cè)翻撬土壤開溝成縫穴，穴寬15～20 cm，深40 cm；苗木50°角傾斜放入縫穴內(nèi)，隨之刮土板聚攏土壤回填縫穴掩埋苗根。

圖1 植苗機結(jié)構(gòu)示意

2.2.2 造林方法

2017～2019年采用植苗機造林法。造林用苗梭梭、檸條均為1年生實生苗，來自甘肅省古浪縣；梭梭苗高≥40 cm，檸條苗高≥60 cm。考慮到干旱區(qū)降雨少，機械植苗損耗量大（實際損耗率最高達(dá)40%），確定株行距為1.5 m×5.0 m，1 333穴/hm2，每穴1株。梭梭、檸條7∶3株間混交，修剪去掉過長苗根，以適應(yīng)植苗機施工。

施工時采用南北方向開溝（當(dāng)?shù)刂骱︼L(fēng)向為西北風(fēng)）植苗。植苗機座位上安排2人根據(jù)設(shè)計株距交替下苗；1人在儲苗筐內(nèi)供苗，并負(fù)責(zé)絞盤升降犁鏵；1人跟隨植苗機之后，使用鐵鍬拍碎苗木周圍土塊，確保苗木根系與土壤緊密接觸，或每穴覆蓋風(fēng)沙土0.5 kg保墑。

3 結(jié)果分析

從表1可以看出，兩種造林方法平均成活率均達(dá)到干旱造林標(biāo)準(zhǔn)，植苗機法略高于半機械法，證明植苗機造林是可行的。

植苗機法單位面積民工用量明顯少于半機械法（表 1）。2012～2015年半機械法造林 765.3 hm2，總計民工用量6 350工日，單位面積民工用 量 7.9～9.0 工 日 /hm2，平 均 8.3 工 日 /hm2。2017～2019年，植苗機法造林399 hm2，總計民工用量186工日，平均0.5工日/hm2，比半機械法減少7.8工日/hm2。2012～2015年半機械法造林共用時44 d；2017～2019年植苗機法造林共用時21 d，說明植苗機法能夠縮短施工工期，有利于搶抓造林有利時機。總之，植苗機法造林大幅度減少了民工用量，能夠縮短施工工期，有效緩解了造林期間招募民工的壓力，解決了現(xiàn)實困難。

數(shù)據(jù)表明，植苗機法造林還能大幅度減少機械臺班用量，降低造林施工成本。2012～2015年半機械法造林造林765.3 hm2，平均單位面積使用機械臺班0.4個/hm2。2017～2019年植苗機造林399 hm2，平均使用機械臺班0.2個/hm2，僅是半機械法的1/2。

梭梭作為植苗機法混交造林的主栽樹種，澆透定根水后再沒有人工灌溉，完全依靠自然降水。經(jīng)調(diào)查，造林后3年梭梭平均株高0.73 m，最高達(dá)到1.1 m。

上述數(shù)據(jù)充分說明植苗機造林是成功的。

圖2 開溝結(jié)構(gòu)示意

表1 半機械造林法和植苗機造林法對比

4 結(jié)論與討論

祁連山北坡二陰區(qū)平緩山地可以推廣使用植苗機營造梭梭、檸條混交林。植苗機造林能夠大幅度減少民工用量和造林成本，縮短施工工期，有效緩解用工困難，平均單位面積用工0.5 hm2，機械臺班0.2個/hm2。

植苗機儲苗箱1次可儲存苗木4 000株，足夠1 d施工用苗，可以減少苗木起苗、假植、運輸、中轉(zhuǎn)、進(jìn)地等中間環(huán)節(jié)，極大地提高造林效率，縮短造林時間，有效減輕了起苗頻繁、苗木假植時間長、苗木失水等弊端，也降低了中間費用。

植苗機有效降低了勞動強度。以前需要青壯勞力完成的工作，現(xiàn)在婦女、中老年男性就可以輕松完成。因此，造林季節(jié)更容易在附近農(nóng)村組織到合適的勞動力，也為當(dāng)?shù)厝罕妱?chuàng)造了就業(yè)崗位，增加群眾收入，并提高了群眾對于造林綠化、生態(tài)建設(shè)的積極性。

植苗機在山丹二陰山區(qū)的應(yīng)用成功不是偶然的。一是植苗機在沙荒地、沙漠區(qū)已經(jīng)施工數(shù)年，技術(shù)成熟，我們只是針對山丹二陰區(qū)土壤力學(xué)特征對機械相關(guān)部位做了加強強化。最為主要的是，山丹二陰山區(qū)一般冬季有積雪，開春時積雪融化，土壤墑情好、比較松軟，結(jié)合定根水，造林后不用灌溉也能保證梭梭、檸條苗木的成活。前期造林主栽樹種沙棘、檸條、山杏生長較差，為此我們選擇梭梭，主要是利用它優(yōu)良的抗旱性能，長遠(yuǎn)考慮嫁接肉蓯蓉Cistanche deserticola，間作沙打旺Astragalus adsurgens牧草以實現(xiàn)林地綜合利用。

植苗機適用于坡度≤25°緩坡造林地，還可以根據(jù)具體的立地環(huán)境和施工條件適當(dāng)改進(jìn)部件，以適應(yīng)復(fù)雜地形施工。目前，植苗機存在苗木損耗較大、苗高≥80 cm時操作不便等缺點，而且機器整體比較簡陋，需要進(jìn)一步改進(jìn)。