基于CAS理論的蘇打鹽堿地改良機(jī)械化深松作業(yè)探究

王景立+姜立民

摘 要：蘇打鹽堿地的改良工作是困擾農(nóng)林生產(chǎn)工作的重要難題。其改良工作涉及到的各項(xiàng)因素條件比較復(fù)雜，在改良工作中流傳有“治鹽又治堿，誰(shuí)治誰(shuí)打臉”的說(shuō)法，可見(jiàn)蘇打鹽堿地改良治理工作的難度大、過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)，其改良涉及到的各項(xiàng)因素和范圍與復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（Complex Adaptive system 簡(jiǎn)稱CAS）所提到的相應(yīng)理論極為相似。本文擬利用CAS系統(tǒng)就蘇打鹽堿地改良機(jī)械化深松作業(yè)進(jìn)行分析研究，為更好的推進(jìn)和配合改良進(jìn)程，早日實(shí)現(xiàn)蘇打鹽堿地有效利用提供參考。

關(guān)鍵詞：蘇打鹽堿地改良；CAS；機(jī)械化深松；松嫩平原

中圖分類號(hào)：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170931023

松嫩平原西部鹽堿化土地面積近400萬(wàn)hm?，是世界上三大片蘇打鹽堿土集中分布區(qū)之一。近年來(lái)，對(duì)于松嫩平原的鹽堿地改良工作已經(jīng)開(kāi)始得到了各方的重視，并已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了以改良后栽植水稻、種植牧草等為主的模式，但初期的土壤改良方式是較為粗獷和單一的。其改良方法主要是通過(guò)機(jī)械化耕翻、碎土等作業(yè)，加之混拌脫硫石膏進(jìn)行耕層為15cm左右的化學(xué)改良。經(jīng)初期采樣和試驗(yàn)得到了表1，從表中可見(jiàn)，現(xiàn)今沿用的單純依靠鹽堿地耕層化學(xué)改良對(duì)土壤含鹽量、pH值的改進(jìn)并不是十分理想。

而就鹽堿地改良來(lái)看，土壤含鹽量、pH值、鹽分組成、灌溉水情況、機(jī)械化深松等作業(yè)情況都將直接影響土壤改良效果和農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)。CAS系統(tǒng)是約翰·H·霍蘭（John H. Holland）于1994年提出的，其基本理論和思想是“適應(yīng)性產(chǎn)生復(fù)雜性”，正是這種反復(fù)的適應(yīng)及相互交流作用，達(dá)到了一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了主體的優(yōu)化。在鹽堿地化學(xué)改良的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)械化深松技術(shù)，有效的將影響改良效果的“主體”相關(guān)特性，達(dá)到改良效果。

1 結(jié)合CAS系統(tǒng)進(jìn)行鹽堿地改良機(jī)械化深松作業(yè)的理論分析

CAS系統(tǒng)的相關(guān)理論及其相關(guān)內(nèi)容，為鹽堿地改良尤其是進(jìn)行機(jī)械化深松作業(yè)的相關(guān)影響因素及機(jī)具選型、研究和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上提供了有效參考。其提及的各主體與環(huán)境之間的相互“學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)、交流”關(guān)系與鹽堿地各物理、化學(xué)指標(biāo)有著一定的對(duì)應(yīng)變化關(guān)系，通過(guò)將鹽堿地的各指標(biāo)與CAS系統(tǒng)中的組成部分進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析，可以有效、快速的進(jìn)行改良方案的選取和確定，有效的推進(jìn)了鹽堿地改良的進(jìn)程，并為機(jī)械化深松機(jī)具設(shè)備研發(fā)等輔助化學(xué)改良鹽堿地特性提供了幫助，為更好的推進(jìn)鹽堿地改良和治理，以及駐地農(nóng)戶增產(chǎn)、增收提供了有力支撐。

2 具體方法及應(yīng)用分析

2.1 CAS原理與鹽堿地改良的相關(guān)性

CAS中包含：聚集、標(biāo)識(shí)、非線性、流、多樣性、內(nèi)部機(jī)制、積木7個(gè)概念，其中，聚集、非線性、流和多樣性是主體的特性，在適應(yīng)和進(jìn)化中發(fā)揮作用，而標(biāo)識(shí)、內(nèi)部模型和積木則是主體與環(huán)境或其他主體之間進(jìn)行交流時(shí)的機(jī)制。在鹽堿地治理過(guò)程中，各因素條件的相關(guān)性和關(guān)聯(lián)性與CAS中提到的相關(guān)特性極為類似。鹽堿隨土壤中水分蒸發(fā)而上移，隨水流動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，且其變化情況是非線性的、多樣性的，經(jīng)過(guò)初步化學(xué)改良的土壤，其酸堿性、含鹽量、容重等指標(biāo)呈現(xiàn)出一定的“內(nèi)部控制”，達(dá)到了降鹽、壓堿的效果，土壤重新生成不同形態(tài)的特征和主體。面對(duì)鹽堿地改良的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)械化深松作業(yè)輔助進(jìn)行蘇打鹽堿地改良、優(yōu)化就顯得尤為重要了。

2.2 鹽堿地機(jī)械化深松作用

鹽堿地機(jī)械化深松作業(yè)的作用主要是改善其物理特性，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、水、肥、氣、熱等條件，調(diào)節(jié)植物根系發(fā)育，減少體表徑流，提高蓄水保墑性能，切斷土壤毛細(xì)管，增強(qiáng)水流對(duì)鹽堿地的淋洗作用。通過(guò)機(jī)械化深松作業(yè)，有效改善各主體與環(huán)境間的充分交流和演變，呈現(xiàn)出逐漸優(yōu)化和適應(yīng)的狀態(tài)，從而為改善耕種環(huán)境和鹽堿地改良提供有效補(bǔ)充。

2.3 機(jī)械化深松作業(yè)機(jī)具選配及作業(yè)方式初探

在機(jī)械化深松過(guò)程中可配套有機(jī)肥、腐殖質(zhì)、液（粉）狀等改良輔助藥劑，繼續(xù)進(jìn)行有效的、持續(xù)性鹽堿地改良。在深松機(jī)具的選配上，考慮到鹽堿地土壤黏重、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、容重高、滲透性不佳等特性，根據(jù)實(shí)地考察、測(cè)試得知，松嫩平原地區(qū)鹽堿地屬于“半改良狀態(tài)”或“部分改良狀態(tài)”，其耕層部分（15～25cm）pH值及鹽分含量尚可適合多數(shù)作物，但耕層下部分則基本未被改良，因此在選擇深松機(jī)關(guān)鍵工作部件時(shí)，不應(yīng)采用翻土型深松鏟進(jìn)行作業(yè)，以免造成土壤恢復(fù)期過(guò)長(zhǎng)，影響耕種。

根據(jù)相關(guān)研究和探討，可按實(shí)際耕作要求選配和研發(fā)“直柱型或弧形深松鏟”作為主要工作部件配合“液（粉）噴灑式震動(dòng)式深松機(jī)”進(jìn)行作業(yè)，將改良劑、有機(jī)肥等通過(guò)噴施的形式入土，并提供部分震動(dòng)動(dòng)力，達(dá)到震動(dòng)深松作用，工作時(shí)不翻動(dòng)土壤、不破壞地表作物，深松深度應(yīng)在40cm左右，充分進(jìn)行鹽、堿與耕層的隔離，并形成處于耕層底部的“鼠洞”結(jié)構(gòu)，通過(guò)自然降雨或機(jī)械化灌溉作用將鹽、堿帶離作物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)供給層，使得和土壤各個(gè)體能夠得到充分有效的進(jìn)行特性轉(zhuǎn)變，做到與環(huán)境的充分交流和相互作用，主動(dòng)推進(jìn)各主體向最優(yōu)狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

3 結(jié)論

通過(guò)結(jié)合CAS相關(guān)理論進(jìn)行鹽堿地機(jī)械化深松作業(yè)改良的分析，經(jīng)過(guò)調(diào)研、取樣和國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)查閱等工作，初步確定了研發(fā)、設(shè)計(jì)適合鹽堿地改良的相關(guān)機(jī)具，并考慮配合化學(xué)改良劑、有機(jī)肥料等的施撒與深松設(shè)備的配套使用，增大土壤孔隙度，阻止土壤返鹽，是一種生態(tài)、環(huán)保、高效的鹽堿地改良方案，為鹽堿地改良工作提供了切實(shí)可用的輔助作用，加快和延續(xù)了鹽堿地改良的可持續(xù)性等情況，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)專用于鹽堿地改良深松機(jī)研制的空白，為農(nóng)戶增產(chǎn)、增收和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)提供了有效保障。

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