流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法及系统，根据流域地表水磷素允许负荷、流域生活源和点源磷素现状负荷确定流域农田磷素允许负荷；根据作物种植面积、目标产量、最低单位产量磷素流失系数和流域河网磷素衰减系数确定流域农田磷素最低负荷；判断流域农田磷素最低负荷是否小于或等于流域农田磷素允许负荷；若是，基于作物目标产量、种植面积、收获物中磷素含量确定作物磷素需求量；根据各类作物磷素需求量、由施肥贡献的产量占目标产量的比例、有机无机最优配比、有机肥施用当季利用率、单位猪当量磷素排放系数确定畜禽养殖猪当量；若否，调整高磷素排放作物的种植面积直至满足上述条件。本发明专利技术兼顾农作物生长需求和水环境保护。需求和水环境保护。需求和水环境保护。

【技术实现步骤摘要】
流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业种植领域，特别是涉及一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法及系统。

技术介绍

[0002]第一、二次全国污染源普查结果显示，畜禽养殖是水污染的重要来源，有效防控畜禽养殖污染是生态环境领域面临的主要问题之一，其中，确定合理的养殖规模，是规范养殖生产、防控养殖污染的有效手段之一。目前有从农田土壤安全消纳能力的角度确定农田土壤畜禽粪便承载力的方法，但尚未有兼顾农业生产和水环境保护的流域畜禽养殖规模确定方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法及系统，既满足了农作物生长需求，又实现了水环境保护。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供了一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法，所述方法包括：
[0006]S1，根据目标流域地表水磷素允许负荷、目标流域生活源磷素现状负荷和目标流域点源磷素现状负荷，确定目标流域农田磷素允许负荷；
[0007]S2，根据目标流域各类作物的种植面积、目标流域各类作物的目标产量、目标流域各类作物的最低单位产量磷素流失系数和目标流域河网磷素衰减系数，确定目标流域农田磷素最低负荷；所述各类作物的目标产量为各类作物近三年的平均产量；
[0008]S3，判断所述目标流域农田磷素最低负荷是否小于或等于所述目标流域农田磷素允许负荷；
[0009]S31，若是，基于目标流域内各类作物的目标产量、目标流域内各类作物收获物中的磷素含量和目标流域内各类作物的种植面积，确定目标流域内各类作物的磷素需求量；
[0010]S32，根据目标流域内各类作物的磷素需求量、由施肥贡献的产量占目标产量的比例、有机无机最优配比、有机肥施用的当季利用率、单位猪当量的磷素排放系数，确定目标流域畜禽养殖猪当量；所述有机无机最优配比为作物单位产量磷素流失最低的有机肥和无机肥的配施比例；所述由施肥贡献的产量占目标产量的比例为目标产量中由施肥所贡献的产量占目标产量的比例；所述有机肥施用的当季利用率为当季施用的有机肥被作物吸收的磷的数量占施用有机肥中磷的数量的比例；
[0011]S33，若否，调整S2中农田磷素负荷较高的作物的种植面积，直至目标流域农田磷素最低负荷小于或等于目标流域农田磷素允许负荷，返回执行S31～S32。
[0012]可选地，采用如下公式计算目标流域地表水磷素允许负荷：
[0013]F
t
＝(QC
t
‑
QC0)/1000000；
[0014]其中，F
t
为流域地表水磷素允许负荷，Q为流域地表水多年平均流量，C
t
为流域地表
水目标水质磷的浓度，C0为流域内背景水质磷的浓度；所述背景水质磷的浓度为受人为活动影响较小区域的河流水质磷的浓度；
[0015]采用如下公式计算目标流域生活源磷素现状负荷：
[0016]F
h
＝N
h
×
E
h
×
(1
‑
R)/1000；
[0017]其中，F
h
为流域生活源磷素现状负荷，N
h
为流域现状人口数量，E
h
为流域生活源的磷素排放系数，R为流域河网磷素的衰减系数；
[0018]采用如下公式计算目标流域点源磷素现状负荷：
[0019]F
p
＝W
p
×
C
p
×
(1
‑
R)/1000000；
[0020]其中，F
p
为流域点源磷素现状负荷，W
p
为流域点源污水排放量，C
p
为流域点源排放污水中磷的浓度，R为流域河网磷素的衰减系数；
[0021]采用如下公式确定目标流域农田磷素允许负荷：
[0022]Fc＝F
t
‑
F
h
‑
F
p
。
[0023]可选地，采用如下公式确定目标流域农田磷素最低负荷：
[0024]F
c0
＝∑(A
i
×
Y
i
×
L
i
)
×
(1
‑
R)；
[0025]其中，F
c0
为流域农田磷素最低负荷，A
i
为流域第i类作物的种植面积，Y
i
为流域内第i类作物的目标产量，L
i
为流域内第i类作物的最低单位产量磷素流失系数，R为流域河网磷素的衰减系数。
[0026]可选地，采用如下公式确定目标流域内各类作物的磷素需求量：
[0027]D
i
＝Y
i
×
C
i
×
A
i
；
[0028]其中，D
i
为流域内第i类作物的磷素需求量，Y
i
为流域内第i类作物的目标产量，C
i
为流域内第i类作物收获物中磷素的含量，A
i
为流域第i类作物的种植面积。
[0029]可选地，其特征在于，采用如下公式计算目标流域畜禽养殖猪当量：
[0030][0031]其中，N
l
为目标流域畜禽养殖猪当量，D
i
为流域第i类作物的磷素需求量，P
i
为流域第i类作物由施肥贡献的产量占目标产量的比例，O
i
为流域第i类作物的有机无机最优配比，U
i
为流域第i类作物有机肥施用的当季利用率，E
h
为流域单位猪当量的磷素排放系数，R为流域河网磷素的衰减系数。
[0032]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0033]一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定系统，所述系统包括：
[0034]农田磷素允许负荷确定模块，用于根据目标流域地表水磷素允许负荷、目标流域生活源磷素现状负荷和目标流域点源磷素现状负荷，确定目标流域农田磷素允许负荷；
[0035]农田磷素最低负荷确定模块，用于根据目标流域各类作物的种植面积、目标流域各类作物的目标产量、目标流域各类作物的最低单位产量磷素流失系数和目标流域河网磷素衰减系数，确定目标流域农田磷素最低负荷；所述各类作物的目标产量为各类作物近三年的平均产量；
[0036]畜禽养殖猪当量确定模块，用于确定目标流域的畜禽养殖猪当量，具体包括：判断所述目标流域农田磷素最低负荷是否小于或等于所述目标流域农田磷素允许负荷，若是，基于目标流域内各类作物的目标产量、目标流域内各类作物收获物中的磷素含量和目标流
域内各类作物的种植面积，确定目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法，其特征在于，所述方法包括：S1，根据目标流域地表水磷素允许负荷、目标流域生活源磷素现状负荷和目标流域点源磷素现状负荷，确定目标流域农田磷素允许负荷；S2，根据目标流域各类作物的种植面积、目标流域各类作物的目标产量、目标流域各类作物的最低单位产量磷素流失系数和目标流域河网磷素衰减系数，确定目标流域农田磷素最低负荷；所述各类作物的目标产量为各类作物近三年的平均产量；S3，判断所述目标流域农田磷素最低负荷是否小于或等于所述目标流域农田磷素允许负荷；S31，若是，基于目标流域内各类作物的目标产量、目标流域内各类作物收获物中的磷素含量和目标流域内各类作物的种植面积，确定目标流域内各类作物的磷素需求量；S32，根据目标流域内各类作物的磷素需求量、由施肥贡献的产量占目标产量的比例、有机无机最优配比、有机肥施用的当季利用率、单位猪当量的磷素排放系数，确定目标流域畜禽养殖猪当量；所述有机无机最优配比为作物单位产量磷素流失最低的有机肥和无机肥的配施比例；所述由施肥贡献的产量占目标产量的比例为目标产量中由施肥所贡献的产量占目标产量的比例；所述有机肥施用的当季利用率为当季施用的有机肥被作物吸收的磷的数量占施用有机肥中磷的数量的比例；S33，若否，调整S2中农田磷素负荷较高的作物的种植面积，直至目标流域农田磷素最低负荷小于或等于目标流域农田磷素允许负荷，返回执行S31～S32。2.根据权利要求1所述的流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法，其特征在于，采用如下公式计算目标流域地表水磷素允许负荷：F
t
＝(QC
t
‑
QC0)/1000000；其中，F
t
为流域地表水磷素允许负荷，Q为流域地表水多年平均流量，C
t
为流域地表水目标水质磷的浓度，C0为流域内背景水质磷的浓度；所述背景水质磷的浓度为受人为活动影响较小区域的河流水质磷的浓度；采用如下公式计算目标流域生活源磷素现状负荷：F
h
＝N
h
×
E
h
×
(1
‑
R)/1000；其中，F
h
为流域生活源磷素现状负荷，N
h
为流域现状人口数量，E
h
为流域生活源的磷素排放系数，R为流域河网磷素的衰减系数；采用如下公式计算目标流域点源磷素现状负荷：F
p
＝W
p
×
C
p
×
(1
‑
R)/1000000；其中，F
p
为流域点源磷素现状负荷，W
p
为流域点源污水排放量，C
p
为流域点源排放污水中磷的浓度，R为流域河网磷素的衰减系数；采用如下公式确定目标流域农田磷素允许负荷：Fc＝F
t
‑
F
h
‑
F
p
。3.根据权利要求1所述的流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法，其特征在于，采用如下公式确定目标流域农田磷素最低负荷：F
c0
＝∑(A
i
×
Y
i
×
L
i
)
×
(1
‑
R)；其中，F
c0
为流域农田磷素最低负荷，A
i
为流域第i类作物的种植面积，Y
i
为流域内第i类作物的目标产量，L
i
为流域内第i类作物的最低单位产量磷素流失系数，R为流域河网磷素
的衰减系数。4.根据权利要求1所述的流域畜禽最大允许养殖规模的确定方法，其特征在于，采用如下公式确定目标流域内各类作物的磷素需求量：D
i
＝Y
i
×
C
i
×
A
i
；其中，D
i
为流域内第i类作物的磷素需求量，Y
i
为流域内第i类作物的目标产量，C
i
为流域内第i类作物收获物中磷素的含量，A
i
为流域第i类作物的种植面积。5.根据权利要求4所述的兼顾产量和水环境安全的流域畜禽养殖规模确定方法，其特征在于，采用如下公式计算目标流域畜禽养殖猪当量：其中，N
l
为目标流域畜禽养殖猪当量，D
i
为流域第i类作物的磷素需求量，P
i
为流域第i类作物由施肥贡献的产量占目标产量的比例，O
i
为流域第i类作物的有机无机最优配比，U
i
为流域第i类作物有机肥施用的当季利用率，E
h
为流域单位猪当量的磷素排放系数，R为流域河网磷素的衰减系数。6.一种流域畜禽最大允许养殖规模的确定系统，其特征在于，所述系统包括：农田磷素允许负荷确定模块，用于根据目标流域地表水磷素允许负荷、目标流域生活源磷素现状负荷和目标流域点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏斌，李文超，段娜，雷秋良，翟丽梅，周脚根，胡万里，王洪媛，张亮，李旭东，夏颖，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：