宁夏引黄灌区农作物氮磷低污染种植结构优化研究

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1、摘要随着社会经济的快速发展，黄河宁夏段水质受面源污染影响严重，尤其是农田退水携带的大量污染物导致灌区水体恶化，因此，控制农作物氮磷污染，改善农业面源污染现状是亟待解决的重要问题。本研究以宁夏灵武灌区为研究对象，通过数据收集和试验研究，对宁夏引黄灌区农作物种植结构现状、农业面源污染的来源和不同种植模式下农作物氮磷流失量三个方面进行分析研究，并以此作为理论基础，然后应用线性规划，以减少田氮磷流失量和提高农业经济效益为目标，对现有农作物种植结构方案进行优化设计，构建出宁夏引黄灌区农作物的氮磷低污染种植方案。通过研究，取得的初步结论如下：(1

2、)在对宁夏引黄灌区进行调查及资料收集的基础上，分析了宁夏引黄灌区的污染现状，2010年宁夏引黄灌区的农作物总播种面积为52万hm2，占全区总播种面积的42％，主要以小麦、水稻和玉米三大作物为主，粮食作物的播种面积占全灌区总播种面积的85％，总产量占整个宁夏引黄灌区作物产量的50％以上。蔬菜的面积达7万hm2，且人均蔬菜占有量高。油料作物的播种面积不大，但成本较低且经济效益相对较高。(2)宁夏引黄灌区氮磷主要的污染源为化肥、畜禽养殖和生活污水。2010年宁夏引黄灌区氮磷总负荷分别为19374．4吨和867．1吨，其中施用化肥产生的氮磷负

3、荷量最高分别为8618．2吨和322．7吨，畜禽养殖排放的氮磷输出量为7699吨和320．4吨，生活污水的氮磷排放量为3057．2吨和224吨。因此，化肥和畜禽养殖造成的氮磷污染比重最大。(3)不同种植模式可适当减少氮磷流失，由试验数据可知，麦后复种模式对降低氮磷流失有很好的效果。根据不同种植模式下的作物氮磷流失量计算出宁夏引黄灌区的农田污染的总氮流失量达34317吨，磷的流失量高达408吨，显著高于由年鉴查阅并计算出的农田氮磷流失量，可见农田氮磷污染量在实际生产中更为严重。(4)通过应用线性规划的方法，在保证需求和提高经济效益的前提

4、下，应用试验研究筛选出来的低污染种植模式，进行的宁夏引黄灌区低污染种植结构优化，得出三种不同的优化方案，经对比分析筛选出氮磷流失量分别减少15％和5％的规划方案较为合理，在未来几年内，宁夏引黄灌区的作物种植结构为：冬小麦．蔬菜的面积优化为1．5万hm2，单作蔬菜的面积为5．5万hm2，春小麦压米的面积为3．8万hm2，单作玉米的面积为13．5万hm2，冬(春)小麦．青贮的面积为1．09万hm2，冬小麦一水稻和冬(春)小麦一油葵的面积优化为O，单作油葵的面积优化为4万hm2。在此方案下，经济效益可提高4．3亿元，增幅为12．3％。关键词

5、：宁夏引黄灌区，低污染，氮磷流失，种植模式，种植结构优化AbstractWiththerapidsocialandeconomicdevelopment，thequalityofNingxiasectionoftheYellowRiverwaterbecameserious，especiallyfarmlandretreatofwaterandpollutantsleadtothedeteriorationoftheirrigationareawaterbodies．Sothecontrolofcropnitrogenandphosp

6、horuspollution，andtheimprovementofagriculturalnon-pointsourcepollutionbecomeurgentproblems．Inthisstudy,theIrrigationDistrictinNingxia，throughdatacollectionandexperimentalstudies，thestatusquooftheNingxiaYellowRiverIrrigationcropstructure，sourcesofagriculturalnonpointsour

7、cepollution，andlossofcropnitrogenandphosphorusunderdifferentcroppingpatternsinthreeaspectswereanalyzed．Llinearprogrammingwasused，tobuildlow—pollutionplantingplaninNingxiaYellowRiverinordertoreducelandlossofnitrogenandphosphorusandincreaseagriculturaleconomicbenefitsofex

8、istingcropstructureprogram．Throughresearch，thepreliminaryconclusionsareasfollows：(1)Onthebasisofthesurveyandda