小規模多品種綠色農畜產品經營模式開發研究

林 立，劉婧宇，丁文錦

（上海電力大學電氣工程學院，上海 200090）

1.引言

針對不同農產品預期的人力成本及收入展開相關分析討論，在保障農民們的穩定收入，同時最大限度地保證土地資源的循環利用的基礎上，為具有充足土地資源的農民們提供合理的大規模農產品種植計劃。為了讓農民基本收入處于穩定的同時盡量減少水資源的過度使用，對缺乏土地資源的農民們提供合理的小規模種植計劃。在農業基礎之上同時考慮牧業與漁業相關經營，并提出更為合理的種植與養殖計劃。由于一個家庭經營多種農畜產品往往消耗過多的人力成本，提供一份幾個家庭合作后的最優養殖計劃。

2.問題分析

土地資源的可持續性開發利用，是對水土資源最合適的保護方式。對資源的濫開濫采，會削弱土地資源的自我調節能力，特別是在生態環境嚴重失衡的狀況下，土地資源管理是非常窘迫且重要的任務[4]。城市土地可持續利用就是“既要提高居民生活質量及資源環境承載力，滿足地區可持續發展和人們日益增長的需要，又不對后代人的需求構成危害”的一種方式[5]。為了保證最大限度地利用土地資源，將農作物在適宜時節種植在大棚之外，其余時節種植在大棚中。不僅如此我們需要種植屬于互補的密友型的農作物，比如將大豆和玉米種植在一起，玉米喜歡吃氮肥，大豆通過根瘤自產氮肥，除了自己利用少部分外，大部分無私地供給了玉米，而玉米又能分泌較高的碳水化合物，為大豆所需要的根瘤菌提供營養。與之類似的大蒜和棉花種在一起，大蒜揮發出一種殺菌素，能把蚜蟲驅出境，別的害蟲嗅到這種氣體也會聞風而逃。

3.模型的建立

農業生產具有季節性、連續性、周期性與地域性。以四川省產量較高的甘蔗為例，甘蔗一般在10月份成熟，在甘蔗供應量較充足的三、四季度，價格較低，而一、二季度價格相對較高，波動明顯。河南的玉米也是如此，河南玉米9、10月份收獲，此時玉米價格相比二季度呈現下降趨勢。而由于溫室、大棚等現代農業技術的應用，多數農產品的價格波動幅度較小，基本穩定在一定區間范圍內，以吉林省種植的大豆以及山東的主要農作物（如圖所示）為例，一年內主要農作物價格基本持平。

圖1 四川省主要農作物季度價格

圖2 河南省主要農作物季度價格

圖3 吉林省主要農作物季度價格

圖4 山東省主要農作物季度價格

對比經濟作物（如甘蔗、花生、棉花）與糧食作物（如小麥、水稻、高粱等），棉花、花生（山東）和甘蔗的種植成本較高，凈收入也較高，對于需求量大的農作物，例如玉米（河南）、水稻（四川）等作物，雖然種植成本較低，凈收入也比較高。可見種植成本與市場需求對于農作物的凈收入的影響是最主要的。從時間角度，縱向比較，各地區因地制宜，不斷優化種植結構，以山東為例，小麥、玉米2019年的種植面積較2009年均有較大幅度增加，小麥品種也在不斷改進，雖然良種的選擇使種植成本有所提高，但凈收入增加更為顯著。我們通過利用網絡查詢的相關數據，計算出如何分配每種農作物的種植面積，以及不同季度各種農作物的銷售量。針對不同季節，將適宜當季種植的農作物種在大棚外，其余根據農作物自身培育要求種植在大棚中。此種大規模農產品種植計劃能夠保證農民每年的收入趨于穩定。為最大限度地保證土地資源的循環利用，滿足地區可持續發展和人們日益增長的需要，又不對后代人的需求構成危害的一種土地利用方式下。在土地充足時，各部分土壤水土保持能力、成分結構、耕地具體開發利用方式存在很大的差別，對于生態價值較高的耕地，應停止作物的生產，實行種草植樹的策略。分別在不同的季節，對于同一種類的農作物計算其總凈利潤，對于每一種農作物能夠帶來的經濟利潤進行分析，給培育者提出更為人性化的培育農作物計劃以及最大化利用土地資源，保障農民們的穩定收入。

4.模型的求解

從播種面積和養殖當量分析，主要存在如下三點的問題：農畜牧業運營區分度明顯，從事畜牧業的缺地可耕，但從事農業的不畜牧；畜禽糞肥類型多樣且含水量高，難以收集，且若不經處理，后續的綜合利用率較低，效益不明顯；農業機械化水平顯著提高，但施用糞肥的人力成本等較高，且施肥效果有可能沒有化肥顯著，影響了糞肥還田。因此，我們應采用科學有效的方法，創新生產模式，促進農牧漁一體化，實現養植業和畜牧業等的互利共贏。如果土壤中氮、磷含量越高，所需施肥相對就越低，作物承載量就較小，反則就較大，所以在確定承載量時，氮、磷含量越低越好[6]。由于在農業的基礎上考慮了畜牧業與漁業，則農業面積應該由總面積減去畜漁業面積，由此得下式：

我們考慮了水資源成本的使用情況，則農民凈收入應該等于農畜漁業的總收入－（水消耗成本-畜漁業對農業的影響成本）+畜漁業凈收入，即可得下式：

考慮了由人為或者其他因素導致的農作物腐爛，使得凈年產量＝總產量－總作物腐爛量，可得下式：

綜合考慮農畜漁三大類產業，促進農牧漁業三者的協同穩定發展，從而達到綜合最優的收益效果。控制牲畜禽類的種類和數目，優化養殖策略，使廢水以及尿糞的輸出與農田需求保持大致穩定，進而保護了農業生態環境，提高了環境資源利用率。對諸如畜禽糞肥貯存、運輸、使用困難、利用率低等問題，可以采用科學有效的措施，對生產模式進行創新，大力促進農牧漁三者的有機結合，從而實現養植業和畜牧業等的互利共贏。農村生產合作社作為最普通的農業生產者的集體，目的是應對不確定的市場變化情況和收購方的壓價收購等情況。合作社通過聯合農戶群體，成為了當今農村適度規模經營主體的重要一部分。不過成員規模巨大的合作社，不但增加了運營維護的費用，而且削弱了管理效果，避免不了成員之間的投機行為，最終會成為合作社健康發展的絆腳石。

5.結語

合作社是自生能力較弱的機構，必須要外部一定干預才能發揮其功能優勢，所以家庭農場方向是一個很合適的方向。在家庭農場合作化的進程中，農業技術服務和文化教育的程度對家庭農場的綜合效益都有正面效應。受教育程度越高的人，管理經營能力越強，同時對新農業知識技術的學習接納能力也越強，也更容易接受新方法甚至可以對其進行創新，從而從本質上增加收益。積極接納農村農技推廣的服務，可以把先進的科學技術運用到實際的農業生產中來，從而改進落后的生產方式，最終從根本上提高綜合效益。可以利用變分的原理，在穩定收入的限制條件下，利用變分的方法求解出最優的用水函數表達式，通過結合實際情況，每年的凈收入糧食產量等可以看作是一個波動值，每月的出售量也受到上限的限制，利用數學模型求解出每月出售量的范圍，這樣農民就可以根據市場價格取最適合的出售量。