馬爾沙/西北民族大學

農村種植計劃的優化問題
——以青海省尖扎縣為例

馬爾沙/西北民族大學

本文以土地資源、農作物需水量、肥料、鄉村勞動力資源、農業機械總動力等作為農業種植業規劃的約束條件，建立基于線性規劃的農業種植業結構優化數學模型。以青海尖扎縣為例，提出農業種植業結構優化方案，該優化方案具有實用性和合理性。

線性規劃；運籌學；種植優化方案；青海尖扎

當今社會耕地和糧食問題受到普遍的關注，那么如何利用有限的資源去合理利用耕地以此獲得更大的產量就變得尤為重要。現如今廣大農村不能合理利用土地因此收益比較少,不斷的城鎮化進程也加劇了農村的田地惡化，尤其是種田的農民用戶越來越少，因而導致大量的農田荒漠化。

青海省尖扎縣位于青海省東南部黃土高原與青藏高原過渡帶,1960～4614米，相對高差2654.7米尖扎縣地形復雜，全縣地勢西高東低、境內崇山密布。氣候屬大陸性高原氣候，為青藏高原特殊性氣候區；溫差大，年平均溫度為7.8℃；年日照時數為4432小時；平均降水量為350-400毫米；無霜期186天。人均土地面積有限，而且土壤也逐漸惡化；該區屬于典型的干燥少雨區；農業分川水、淺山、腦山農耕區,有耕地79198畝,其中水澆地29716畝，淺山地36202畝；已形成糧油、畜牧業、果品全膜馬鈴薯生產基地。糧食產量達到1446萬公斤,油料產量達到104萬公斤。該區表現“高山深盆”地貌，大型農業機械化程度很低。針對上述情況，很有必要對尖扎縣農村種植計劃提出優化方案，使有限的土地最大利用化，從而為當地農業的發展和謀策者們帶來一定的指導意義，也能促進當地的經濟發展。

本文根據該縣種植農作物實際情況和種植經驗，利用運籌學原理對目前存在的問題進行求解，并分析和評價。然后對其進行合理優化，使其收益最大。

1.研究方法和步驟

本文應用運籌學原理和方法，建立運籌學模型。首先通過對農戶種植情況的了解，利用線性規劃的有關知識建立運籌學模型；然后利用計算機軟件算出最優結果。

1.1 農田

（1）土壤板結

由于大量施用化肥,土壤肥力出現某些衰退,有機質匱乏。透氣性降低,需氧性的微生物活性不斷下降,土壤熟化慢,造成土壤板結,全膜馬鈴薯根系發育不良,影響全膜馬鈴薯正常生長。

（2）鹽漬化加重

過量施用化肥后,土壤中鹽離子增多,PH值升高,使土壤鹽漬化加重,妨礙根系正常吸水,影響植株生長。

（3）微量元素缺少

多年連作的全膜馬鈴薯,吸收土壤中的鋅, 硼, 銅,錳等微量元素,又沒有補充施用微肥,致使土壤中的微量元素日漸減少,因此嚴重缺少微量元素,影響全膜馬鈴薯的生長發育。

（4）活土層變淺

全膜馬鈴薯多實行茬茬相扣間套作,多用人工翻載,未用牛犁深翻,來用機械深翻等使活土層變淺。

（5）病害蟲不斷積累

連做使病菌蟲害在土壤中積累增多,危重加重,根系因而受害腐爛,甚至全株枯死。由于病蟲害嚴重、農藥使用量不斷增加,造成全膜馬鈴薯污染。

2.案例分析

為了能幫助農戶優化種植，經過查資料得某農戶的種植情況：此農戶共承包土地23畝（1畝=666.7m2），其中坡地10畝，旱地8畝，水田5畝。在這23畝土地上，可以種植的作物有3種。其中第一種作物適合于在坡地與旱地種植，第二種作物只適合于在旱地種植，第三種作物則三種類型的土地都適合于水田種植，這三種農作物分別是馬鈴薯，油菜花。根據經驗，在坡地種植第一種作物獲得100元收入所需要的面積是0.4畝，在旱地種植第一種作物獲得100元收入所需要的面積是0.3畝；旱地種植第二種作物獲得100元收入所需要的面積是0.25畝；在坡地種植第三種作物獲得100元收入所需要的面積是0.2畝，在旱地種植第三種作物獲得100元收入所需要的面積是0.15畝，在水田種植第三種作物獲得100元收入所需要的面積是0.4畝；在坡地種植第四鐘作物獲得100元收入所需要的面積是0.18畝，在旱地種植第四種作物獲得100元收入收入所需要的面積是0.1畝，在水田種植第五種作物獲得100元的收入需要的面積是0.15畝，在水田種植第六種作物獲得100元收入所需要的面積是.0.1畝。那么如何按排種植計劃，才能獲得最大的收益？

2.1 研究問題的特點

不同的耕地對同一種作物的產量會產生不同的影響，六種作物和不同的耕地存在一定關系，可以利用有限土地得到最大產量.

2.2 基本數據的建立

農戶共承包土地23畝，其中坡地10畝，旱地8畝，水田5畝。在這23畝土地上，可以種植的作物有6種，每種作物獲100元所需面積如下：

第一種作物：旱地0.3畝；坡地0.4畝

第二種作物：旱地0.25畝

第三種作物：旱地0.15畝；坡地0.2畝；水田0.4畝

第四種作物：旱地0.1畝；坡地0.18畝

第五種作物：水田0.15畝

第六種作物：水田0.1畝

3.結論與建議

3.1 結論

雖然基于此次調研數據進行的線形規劃模型分性的，但該理論模型難免存在其局限性：

（1）線性規劃它是以價格不變和技術不變為前提條件的，不能處理涉及到時間因素的問題。因此只能以短期計劃為基礎。

（2）在種植活動中，投入產出的關系不完全是線性關系，由于在一定的技術條件下，報酬遞減規律起作用，所以要滿足線性假定是不可能的。在線性規劃解題中，常常把投入產出的非線性關系轉化為線性關系來處理，以滿足線性的假定性，客觀上產生誤差。

分析以上案例后得出的結論為全部的5畝水田都用來種植第六種作物，在旱地拿出2.45畝地種植第二種植物，其余 5.5畝旱地全部種植第四種作物，10畝坡地全部用于種植第四種作物，其他的三種不安排種植此時獲得最大利潤1153.33元。

3.2 建議

（1）一塊地里不要年年季季種一種全膜馬鈴薯品種,可進行輪作換茬中另一種全膜馬鈴薯品種,如瓜類與蔥類輪作,可減少病蟲害發生,減輕毒素的毒害作用。施用有機肥,改善土壤團粒結構,增強土壤透氣性和保水保肥蓄熱能力,使土壤疏松肥沃,緩解土壤鹽漬化,促進全膜馬鈴薯根系發育,不斷提高其抗病抗災能力。種植多年以后,可以把握季節,適當休閑,如露天全膜馬鈴薯地可利用冬季休閑時進行深翻曬土凍土,消滅病蟲源,恢復地力。根外追肥,以補充土壤中含量不足,硫酸鋅可用0.05-0.20％濃度,硼砂可用0.1-25％,鉬酸胺可用0.02-0.05％濃度,硫酸鎂可用0.10-0.20％濃度。在每茬全膜馬鈴薯種植時間深耕,如是套作不能用牛犁深耕的,用鋤頭深挖耕地,加厚熟土層,增強保水,保土和保肥能力。

（2）發展縣域特色經濟，事實品牌戰略，盡快增強縣域經濟勢力。品牌是產品符合社會學要的綜合體現，是增強地區經濟勢力，促進地區經濟繁榮的有力支撐是步入國際舞臺占據重要位置的強大杠桿。特色經濟是一種區域品牌，在特色上下工夫，發揮優勢開拓市場，擴大需求增強縣域經濟實力。

[1]孫志華.我國普通高等教育人力資源水平發展水平的統計分析[J].數理統計與管理，2003，22.

[2]王偉,鄧蓉,何偉.土地經濟學[M].中國農業出版社.2006(2).