基于CAS理論的蘇打鹽堿地改良機械化深松作業探究

王景立+姜立民

摘 要：蘇打鹽堿地的改良工作是困擾農林生產工作的重要難題。其改良工作涉及到的各項因素條件比較復雜，在改良工作中流傳有“治鹽又治堿，誰治誰打臉”的說法，可見蘇打鹽堿地改良治理工作的難度大、過程復雜等特點，其改良涉及到的各項因素和范圍與復雜適應系統（Complex Adaptive system 簡稱CAS）所提到的相應理論極為相似。本文擬利用CAS系統就蘇打鹽堿地改良機械化深松作業進行分析研究，為更好的推進和配合改良進程，早日實現蘇打鹽堿地有效利用提供參考。

關鍵詞：蘇打鹽堿地改良；CAS；機械化深松；松嫩平原

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170931023

松嫩平原西部鹽堿化土地面積近400萬hm?，是世界上三大片蘇打鹽堿土集中分布區之一。近年來，對于松嫩平原的鹽堿地改良工作已經開始得到了各方的重視，并已經初步實現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機械化耕翻、碎土等作業，加之混拌脫硫石膏進行耕層為15cm左右的化學改良。經初期采樣和試驗得到了表1，從表中可見，現今沿用的單純依靠鹽堿地耕層化學改良對土壤含鹽量、pH值的改進并不是十分理想。

而就鹽堿地改良來看，土壤含鹽量、pH值、鹽分組成、灌溉水情況、機械化深松等作業情況都將直接影響土壤改良效果和農作物的生長狀態。CAS系統是約翰·H·霍蘭（John H. Holland）于1994年提出的，其基本理論和思想是“適應性產生復雜性”，正是這種反復的適應及相互交流作用，達到了一種相對平衡的狀態，從而實現了主體的優化。在鹽堿地化學改良的基礎上，結合機械化深松技術，有效的將影響改良效果的“主體”相關特性，達到改良效果。

1 結合CAS系統進行鹽堿地改良機械化深松作業的理論分析

CAS系統的相關理論及其相關內容，為鹽堿地改良尤其是進行機械化深松作業的相關影響因素及機具選型、研究和作業標準上提供了有效參考。其提及的各主體與環境之間的相互“學習、成長、交流”關系與鹽堿地各物理、化學指標有著一定的對應變化關系，通過將鹽堿地的各指標與CAS系統中的組成部分進行對應分析，可以有效、快速的進行改良方案的選取和確定，有效的推進了鹽堿地改良的進程，并為機械化深松機具設備研發等輔助化學改良鹽堿地特性提供了幫助，為更好的推進鹽堿地改良和治理，以及駐地農戶增產、增收提供了有力支撐。

2 具體方法及應用分析

2.1 CAS原理與鹽堿地改良的相關性

CAS中包含：聚集、標識、非線性、流、多樣性、內部機制、積木7個概念，其中，聚集、非線性、流和多樣性是主體的特性，在適應和進化中發揮作用，而標識、內部模型和積木則是主體與環境或其他主體之間進行交流時的機制。在鹽堿地治理過程中，各因素條件的相關性和關聯性與CAS中提到的相關特性極為類似。鹽堿隨土壤中水分蒸發而上移，隨水流動而運動，且其變化情況是非線性的、多樣性的，經過初步化學改良的土壤，其酸堿性、含鹽量、容重等指標呈現出一定的“內部控制”，達到了降鹽、壓堿的效果，土壤重新生成不同形態的特征和主體。面對鹽堿地改良的復雜適應系統，通過機械化深松作業輔助進行蘇打鹽堿地改良、優化就顯得尤為重要了。

2.2 鹽堿地機械化深松作用

鹽堿地機械化深松作業的作用主要是改善其物理特性，改善土壤團粒結構、水、肥、氣、熱等條件，調節植物根系發育，減少體表徑流，提高蓄水保墑性能，切斷土壤毛細管，增強水流對鹽堿地的淋洗作用。通過機械化深松作業，有效改善各主體與環境間的充分交流和演變，呈現出逐漸優化和適應的狀態，從而為改善耕種環境和鹽堿地改良提供有效補充。

2.3 機械化深松作業機具選配及作業方式初探

在機械化深松過程中可配套有機肥、腐殖質、液（粉）狀等改良輔助藥劑，繼續進行有效的、持續性鹽堿地改良。在深松機具的選配上，考慮到鹽堿地土壤黏重、結構堅實、容重高、滲透性不佳等特性，根據實地考察、測試得知，松嫩平原地區鹽堿地屬于“半改良狀態”或“部分改良狀態”，其耕層部分（15～25cm）pH值及鹽分含量尚可適合多數作物，但耕層下部分則基本未被改良，因此在選擇深松機關鍵工作部件時，不應采用翻土型深松鏟進行作業，以免造成土壤恢復期過長，影響耕種。

根據相關研究和探討，可按實際耕作要求選配和研發“直柱型或弧形深松鏟”作為主要工作部件配合“液（粉）噴灑式震動式深松機”進行作業，將改良劑、有機肥等通過噴施的形式入土，并提供部分震動動力，達到震動深松作用，工作時不翻動土壤、不破壞地表作物，深松深度應在40cm左右，充分進行鹽、堿與耕層的隔離，并形成處于耕層底部的“鼠洞”結構，通過自然降雨或機械化灌溉作用將鹽、堿帶離作物生長營養供給層，使得和土壤各個體能夠得到充分有效的進行特性轉變，做到與環境的充分交流和相互作用，主動推進各主體向最優狀態轉變。

3 結論

通過結合CAS相關理論進行鹽堿地機械化深松作業改良的分析，經過調研、取樣和國內外文獻查閱等工作，初步確定了研發、設計適合鹽堿地改良的相關機具，并考慮配合化學改良劑、有機肥料等的施撒與深松設備的配套使用，增大土壤孔隙度，阻止土壤返鹽，是一種生態、環保、高效的鹽堿地改良方案，為鹽堿地改良工作提供了切實可用的輔助作用，加快和延續了鹽堿地改良的可持續性等情況，填補了國內專用于鹽堿地改良深松機研制的空白，為農戶增產、增收和地方經濟發展建設提供了有效保障。

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