寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)作物氮磷低污染種植結構優(yōu)化研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，黃河寧夏段水質受面源污染影響嚴重，尤其是農(nóng)田退水攜帶的大量污染物導致灌區(qū)水體惡化，因此，控制農(nóng)作物氮磷污染，改善農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀是亟待解決的重要問題。本研究以寧夏靈武灌區(qū)為研究對象，通過數(shù)據(jù)收集和試驗研究，對寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)作物種植結構現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)面源污染的來源和不同種植模式下農(nóng)作物氮磷流失量三個方面進行分析研究，并以此作為理論基礎，然后應用線性規(guī)劃，以減少田氮磷流失量和提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益為目標，對現(xiàn)有農(nóng)作物種植結構方

2、案進行優(yōu)化設計，構建出寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)作物的氮磷低污染種植方案。通過研究，取得的初步結論如下：
　　 (1)在對寧夏引黃灌區(qū)進行調查及資料收集的基礎上，分析了寧夏引黃灌區(qū)的污染現(xiàn)狀，2010年寧夏引黃灌區(qū)的農(nóng)作物總播種面積為52萬hm2，占全區(qū)總播種面積的42%，主要以小麥、水稻和玉米三大作物為主，糧食作物的播種面積占全灌區(qū)總播種面積的85%，總產(chǎn)量占整個寧夏引黃灌區(qū)作物產(chǎn)量的50%以上。蔬菜的面積達7萬hm2，且人均蔬菜占有量高

3、。油料作物的播種面積不大，但成本較低且經(jīng)濟效益相對較高。
　　 (2)寧夏引黃灌區(qū)氮磷主要的污染源為化肥、畜禽養(yǎng)殖和生活污水。2010年寧夏引黃灌區(qū)氮磷總負荷分別為19374.4噸和867.1噸，其中施用化肥產(chǎn)生的氮磷負荷量最高分別為8618.2噸和322.7噸，畜禽養(yǎng)殖排放的氮磷輸出量為7699噸和320.4噸，生活污水的氮磷排放量為3057.2噸和224噸。因此，化肥和畜禽養(yǎng)殖造成的氮磷污染比重最大。
　　 (3)不

4、同種植模式可適當減少氮磷流失，由試驗數(shù)據(jù)可知，麥后復種模式對降低氮磷流失有很好的效果。根據(jù)不同種植模式下的作物氮磷流失量計算出寧夏引黃灌區(qū)的農(nóng)田污染的總氮流失量達34317噸，磷的流失量高達408噸，顯著高于由年鑒查閱并計算出的農(nóng)田氮磷流失量，可見農(nóng)田氮磷污染量在實際生產(chǎn)中更為嚴重。
　　 (4)通過應用線性規(guī)劃的方法，在保證需求和提高經(jīng)濟效益的前提下，應用試驗研究篩選出來的低污染種植模式，進行的寧夏引黃灌區(qū)低污染種植結構優(yōu)化，

5、得出三種不同的優(yōu)化方案，經(jīng)對比分析篩選出氮磷流失量分別減少15%和5%的規(guī)劃方案較為合理，在未來幾年內，寧夏引黃灌區(qū)的作物種植結構為：冬小麥-蔬菜的面積優(yōu)化為1.5萬hm2，單作蔬菜的面積為5.5萬hm2，春小麥壓米的面積為3.8萬hm2，單作玉米的面積為13.5萬hm2，冬(春)小麥.青貯的面積為1.09萬hm2，冬小麥-水稻和冬(春)小麥-油葵的面積優(yōu)化為0，單作油葵的面積優(yōu)化為4萬hm2。在此方案下，經(jīng)濟效益可提高4.3億元，增幅