土壤作为植物生产的基地,动物生产的基础,农业的基本生产资料,人类耕作劳动的对象,与社会经济紧密联系,其本质是肥力。因此,土壤肥力质量的评价是土壤学研究中的一个重要方面。伴随着科学手段和认识水平的不断提高,对于土壤肥力质量的认识也在不断加深,对其评价所采取的标准和手段也在不断变化。
最早对于土壤肥力质量的认识可以追溯到19 世纪中叶,在德国化学家李比希矿质营养学说的影响下,形成了以欧美为代表的以养分为中心的土壤肥力观,从而导致了“土壤肥力”
可测的基本观点,土壤肥力的养分测定和研究方法得到了蓬勃发展,为“测土施肥”奠定了科学基础。60 年代初,我国土壤学家熊毅在总结50 年代土壤研究工作时对肥力的认识是:
“土壤肥力是从环境条件和营养条件两方面供应和协调作物生长的能力,是土壤理化、生物学特性的综合反映”。目前多数人认为“土壤肥力是指土壤经常适时地提供并协调植物生长所需要的扎根条件、水分、养分、空气、温度以及无毒害物质的性能”。以上观点基本一致,土壤养分测试仪测量土壤肥力质量从土壤的水分养分含量等指标中表现出来。随着研究的不断深入,现代控制论、系统论和耗散结构理论也被逐渐引入到土壤肥力质量的研究评价之中,这些理论认为土壤肥力是土壤—植物—环境系统整体功能的表现,这种观点有其一定的进步性,但是由于其本质并没有脱离现代还原性科学的研究方法,因此对于土壤肥力质量的描述仍然是不完备的。
基于对土壤肥力质量的认识,现阶段对于土壤肥力质量的评价的模型方法主要有:模糊数学法、土壤因素字母组合法、土壤酶活性分级法、评价指数和障碍因子综合评判法等等。
这些评估和分析方法都是基于可还原的物质作为实在的近现代物理学框架,并没有考虑到各个指标之间的相互作用或者只是考虑到很有限几个指标的简单相互作用,并不能反映出实际土壤中的复杂相互作用,也体现不出土壤随时间演化使得肥力质量发生的变化,因此这些评估和分析手段是不全面的、有缺陷的。
为了对土壤肥力质量进行全面深刻的评价,弥补现有研究方法的不足,本文打破传统的现代科学的研究认识方法,基于开放性的新本原,从整体上把握土壤,重新认识土壤,将土壤看作具有生成性和演化性的信息体,提出基于最大流原理的非平衡统计力学方法,从而建立起评价土壤肥力质量的新模型。最后结合具体的案例进行分析,说明新模型在实际案例应用中能够取得良好效果。
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