基于CAS理论的苏打盐碱地改良机械化深松作业探究

王景立+姜立民

摘 要：苏打盐碱地的改良工作是困扰农林生产工作的重要难题。其改良工作涉及到的各项因素条件比较复杂，在改良工作中流传有“治盐又治碱，谁治谁打脸”的说法，可见苏打盐碱地改良治理工作的难度大、过程复杂等特点，其改良涉及到的各项因素和范围与复杂适应系统（Complex Adaptive system 简称CAS）所提到的相应理论极为相似。本文拟利用CAS系统就苏打盐碱地改良机械化深松作业进行分析研究，为更好的推进和配合改良进程，早日实现苏打盐碱地有效利用提供参考。

关键词：苏打盐碱地改良；CAS；机械化深松；松嫩平原

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170931023

松嫩平原西部盐碱化土地面积近400万hm?，是世界上三大片苏打盐碱土集中分布区之一。近年来，对于松嫩平原的盐碱地改良工作已经开始得到了各方的重视，并已经初步实现了以改良后栽植水稻、种植牧草等为主的模式，但初期的土壤改良方式是较为粗犷和单一的。其改良方法主要是通过机械化耕翻、碎土等作业，加之混拌脱硫石膏进行耕层为15cm左右的化學改良。经初期采样和试验得到了表1，从表中可见，现今沿用的单纯依靠盐碱地耕层化学改良对土壤含盐量、pH值的改进并不是十分理想。

而就盐碱地改良来看，土壤含盐量、pH值、盐分组成、灌溉水情况、机械化深松等作业情况都将直接影响土壤改良效果和农作物的生长状态。CAS系统是约翰·H·霍兰（John H. Holland）于1994年提出的，其基本理论和思想是“适应性产生复杂性”，正是这种反复的适应及相互交流作用，达到了一种相对平衡的状态，从而实现了主体的优化。在盐碱地化学改良的基础上，结合机械化深松技术，有效的将影响改良效果的“主体”相关特性，达到改良效果。

1 结合CAS系统进行盐碱地改良机械化深松作业的理论分析

CAS系统的相关理论及其相关内容，为盐碱地改良尤其是进行机械化深松作业的相关影响因素及机具选型、研究和作业标准上提供了有效参考。其提及的各主体与环境之间的相互“学习、成长、交流”关系与盐碱地各物理、化学指标有着一定的对应变化关系，通过将盐碱地的各指标与CAS系统中的组成部分进行对应分析，可以有效、快速的进行改良方案的选取和确定，有效的推进了盐碱地改良的进程，并为机械化深松机具设备研发等辅助化学改良盐碱地特性提供了帮助，为更好的推进盐碱地改良和治理，以及驻地农户增产、增收提供了有力支撑。

2 具体方法及应用分析

2.1 CAS原理与盐碱地改良的相关性

CAS中包含：聚集、标识、非线性、流、多样性、内部机制、积木7个概念，其中，聚集、非线性、流和多样性是主体的特性，在适应和进化中发挥作用，而标识、内部模型和积木则是主体与环境或其他主体之间进行交流时的机制。在盐碱地治理过程中，各因素条件的相关性和关联性与CAS中提到的相关特性极为类似。盐碱随土壤中水分蒸发而上移，随水流动而运动，且其变化情况是非线性的、多样性的，经过初步化学改良的土壤，其酸碱性、含盐量、容重等指标呈现出一定的“内部控制”，达到了降盐、压碱的效果，土壤重新生成不同形态的特征和主体。面对盐碱地改良的复杂适应系统，通过机械化深松作业辅助进行苏打盐碱地改良、优化就显得尤为重要了。

2.2 盐碱地机械化深松作用

盐碱地机械化深松作业的作用主要是改善其物理特性，改善土壤团粒结构、水、肥、气、热等条件，调节植物根系发育，减少体表径流，提高蓄水保墒性能，切断土壤毛细管，增强水流对盐碱地的淋洗作用。通过机械化深松作业，有效改善各主体与环境间的充分交流和演变，呈现出逐渐优化和适应的状态，从而为改善耕种环境和盐碱地改良提供有效补充。

2.3 机械化深松作业机具选配及作业方式初探

在机械化深松过程中可配套有机肥、腐殖质、液（粉）状等改良辅助药剂，继续进行有效的、持续性盐碱地改良。在深松机具的选配上，考虑到盐碱地土壤黏重、结构坚实、容重高、渗透性不佳等特性，根据实地考察、测试得知，松嫩平原地区盐碱地属于“半改良状态”或“部分改良状态”，其耕层部分（15～25cm）pH值及盐分含量尚可适合多数作物，但耕层下部分则基本未被改良，因此在选择深松机关键工作部件时，不应采用翻土型深松铲进行作业，以免造成土壤恢复期过长，影响耕种。

根据相关研究和探讨，可按实际耕作要求选配和研发“直柱型或弧形深松铲”作为主要工作部件配合“液（粉）喷洒式震动式深松机”进行作业，将改良剂、有机肥等通过喷施的形式入土，并提供部分震动动力，达到震动深松作用，工作时不翻动土壤、不破坏地表作物，深松深度应在40cm左右，充分进行盐、碱与耕层的隔离，并形成处于耕层底部的“鼠洞”结构，通过自然降雨或机械化灌溉作用将盐、碱带离作物生长营养供给层，使得和土壤各个体能够得到充分有效的进行特性转变，做到与环境的充分交流和相互作用，主动推进各主体向最优状态转变。

3 结论

通过结合CAS相关理论进行盐碱地机械化深松作业改良的分析，经过调研、取样和国内外文献查阅等工作，初步确定了研发、设计适合盐碱地改良的相关机具，并考虑配合化学改良剂、有机肥料等的施撒与深松设备的配套使用，增大土壤孔隙度，阻止土壤返盐，是一种生态、环保、高效的盐碱地改良方案，为盐碱地改良工作提供了切实可用的辅助作用，加快和延续了盐碱地改良的可持续性等情况，填补了国内专用于盐碱地改良深松机研制的空白，为农户增产、增收和地方经济发展建设提供了有效保障。

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