1. 研究目的与意义
研究背景：中国作为一个农业大国，农业一直是国民经济的主导产业，它的稳定增长，有力的支撑着我国的经济发展。农业是国民经济的基础。全国13亿人口的粮食、肉类、蔬菜、水果等食物和纺织用纤维等，共20.33万吨，除少数年份为调剂品种而有进口外，都来自本国农业。民以食为天，食以粮为先，农业可持续发展是人类经济社会可持续发展的基础，粮食安全问题不仅关系到国民经济发展，而且直接影响社会的稳定，我国是世界上粮食生产大国，河南省又是农业大省，第一产业占比稳定，河南省的农业发展对我国农业发展有着重要的影响。
图1.1河南省传统农区三产就业人数构成比例
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容：河南省具有发展农业的良好条件。首先，有充足的光热资源。河南地处亚热带向暖温带过渡地区，气候兼有南北之长，气候温和，四季分明，日照充足，降水充沛。全省年降水量600—1400毫米，自南向北递减。无霜期为190—230天，日照时数1740—2310小时，光照温热条件适宜于多种动植物生长繁殖。其次拥有肥沃的土地资源。全省耕地面积为792.6万公顷，居全国第三位。无论是一望无际的黄淮海平原，还是高低不平的丘陵山区，绝大多数土地上都有深厚的土层和营养元素含量丰富的土壤。其三，拥有丰富的水资源。境内有黄河、淮河、汉水、海河四大水系，大小河流1500多条。大中小型水库2394座，水库容量267亿立方米，加上地下水资源，全省水资源总量年平均达430亿立方米。河南是我国重要的粮食主产区，用占全国1/16的耕地，生产了全国1/4的小麦、1/10的粮食，连续多年来粮食产量保持在1100亿斤以上，不仅解决了河南1亿多人口的吃饭问题，每年还调出40亿斤原粮和加工制成品，为保证国家粮食安全做出了突出贡献。
镉对植物的伤害首先表现在种子的萌发和幼苗的生长变化上。玉米幼苗受镉毒害后，不能正常生长，随着Cd2 浓度增大和时间的延长, 幼苗受抑制的程度增大, 且Cd2 对根系的抑制作用增强。研究表明, 镉对小麦种子的萌发无显著影响，但对种子萌发后芽长和根长的影响较大, Cd2 显著抑制芽和根的延伸生长，株高生物量显著降低，分蘖减少, 幼苗生长受到抑制。小麦幼苗对Cu、Cd的富集量随着胁迫重金属浓度的增大而增大。重金属离子对水稻种子发芽的影响, 主要表现为推迟种子发芽时间, 幼根和幼芽生长受阻, 在高浓度重金属的胁迫下, 出现幼芽胚芽鞘及胚根变成褐色的情况，有的种子在发芽过程中发霉、腐烂, 有的种子甚至不发芽。禾谷类作物如水稻、小麦和玉米为镉污染敏感型作物，虽然对镉的生理耐受性较强，但其产品（籽实）易因土壤镉污染积累对人体有害的Cd而丧失食用价值。
磷肥是土壤、农作物中镉的重要来源，因此探究河南省磷肥施用量对镉的输入的影响，本文论述了镉污染现状、镉污染的来源、镉污染对农业生产和人类健康产生的危害以及治理方法，并以河南省为范围，分析了农田磷肥施用对土壤镉输入的影响，以河南省耕地面积前五的城市中两种对重金属镉污染敏感的主要农作物为研究对象，分析了它们对镉的累积特性，最后对河南省镉治理方面的发展做出了展望。
图2-1 河南省耕地面积前五大城市
论文涉及以下几个方面内容：
（1）通过收集河南省统计年鉴等相关数据资料，汇总整理河南省磷肥施用量的数据。
（2）基于磷肥的施用量数据，对其折纯量以及使用量变化展开分析。
（3）在磷肥施用量数据的基础上，通过磷肥中重金属镉的浓度，分析磷肥施用对农田及主要农作物中重金属镉的输入影响。
收集汇总好河南省磷肥施用量数据，结合磷肥的总施用量和作物面积，计算磷肥的施用量。
磷肥的施用量按下式计算:
其中，R为磷肥施用量(kg/ha)，TP为磷肥总施用量，A为不同作物的总面积，i、j、k分别为不同省份、不同年份、不同作物。本论文研究的农作物总面积为粮食作物的播种面积，其中包括小麦、稻谷、薯类、玉米、大豆，粮食作物面积约占农作物总播种面积的70%左右。
图2-2 河南省2005-2019年农作物总面积与粮食作物播种面积
图2-3 河南省2005-2019年农用磷肥折纯量
经计算，如图2-3所示，河南省农用磷肥折纯量从2005年的106.12万吨逐年上升至2012年的121.7万吨，再逐年下降到2019年的89.69万吨。
河南省各城市主要农作物由表2-1所示，主要农作物为小麦、玉米，这两种农作物对重金属镉的农作物种子的发芽率、发芽势、发芽指数等是衡量种子发芽能力的重要指标，活力指数是反映种子品质的重要参数。已有的研究表明，重金属对植物种子萌发具有“低促高抑”的影响，即低浓度重金属在一定程度上可以提高种子胚的生理活性，促进种子萌发；高浓度重金属则对种子胚、芽等产生毒害作用，并抑制种子的代谢过程，从而抑制种子萌发。
表2-1 河南省各城市（地区）主要农作物
| 市/地区 | 主要种植作物 |
| 郑州 | 玉米、薯类、梨、桃、白菜、西红柿、黄瓜、菜豆、甘蓝、萝卜、大蒜 |
| 开封 | 小麦、谷子、棉花、花生、西瓜、白菜、黄瓜、菜豆、甘蓝、萝卜、大蒜 |
| 洛阳 | 大麦、高粱、谷子、薯类、芝麻、苹果、梨、西红柿 |
| 平顶山 | 大麦、高粱、芝麻、西红柿 |
| 焦作 | 谷子、薯类 |
| 鹤壁 | 小麦、高粱 |
| 新乡 | 小麦、大麦、玉米、水稻、高粱、谷子、薯类、花生、黄瓜、甘蔗、萝卜 |
| 安阳 | 玉米、高粱、谷子、棉花、花生、苹果、梨、桃、西瓜、白菜 |
| 许昌 | 谷子、棉花 |
| 三门峡 | 大麦、谷子、苹果、梨、桃 |
| 商丘 | 小麦、玉米、棉花、大豆、花生、油菜籽、芝麻、梨、桃、西瓜、白菜、西红柿、黄瓜、菜豆、甘蓝、萝卜、大蒜 |
| 周口 | 小麦、大麦、玉米、大豆、花生、芝麻、桃、西瓜、白菜、黄瓜、菜豆、甘蓝、萝卜、大蒜 |
| 南阳 | 小麦、玉米、水稻、薯类、棉花、大豆、花生、芝麻、西瓜、白菜、西红柿、黄瓜、菜豆、甘蓝、萝卜、大蒜 |
| 信阳 | 小麦、水稻、薯类、油菜籽、甘蔗、柑橘、白菜、黄瓜、菜豆、甘蓝、萝卜、大蒜 |
| 驻马店 | 小麦、玉米、水稻、薯类、棉花、大豆、花生、油菜籽、芝麻、西瓜、西红柿、萝卜、大蒜 |
图2-4 河南省2019年粮食作物播种面积百分比
图2-5 河南省2005-2019年谷物总产量和小麦、玉米产量
预期目标：本文拟通过对河南省磷肥施用情况进行总体分析，对耕地面积与农作物生产前五大城市的磷肥使用量进行具体分析，推广河南省磷肥施用及重金属镉输入情况，从而对河南省农业磷肥施用及镉污染治理进行讨论与展望。
3. 研究的方法与步骤
研究方法：本文采用文献研究法的方式撰写，通过查阅大量相关文献及各类统计年鉴获得足够多的资料及数据，对所研究的问题进行全面、准确的了解和掌握，从而全面地了解磷肥施用对农田土壤中镉输入的影响。
研究步骤：
4. 参考文献
[1]佟倩,张秀双,魏晓敏,等.硅肥磷肥配合施入对水稻产量及植株体内镉含量的影响[j]. 北方水稻. 2011(06).
[2]黄冬芬,王志琴,刘立军,等. 镉对水稻产量和品质的影响[j]. 热带作物学报. 2010(01).
[3]封朝晖,刘红芳,王旭.我国主要肥料产品中有害元素的含量与评价[j]. 中国土壤与肥料. 2009(04).
5. 计划与进度安排
（1）2022年1月1日~2022年2月10日 接受毕业设计任务书，查阅资料，翻译外文翻译。
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