江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用現(xiàn)狀及對策建議

劉 濤，郭世榮，2，孫朋朋，孫 錦，2*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)(宿遷)設(shè)施園藝研究院，宿遷市設(shè)施園藝研究院，江蘇宿遷 223800；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，江蘇南京 210095)

江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用現(xiàn)狀及對策建議

劉 濤1，郭世榮1，2，孫朋朋1，孫 錦1，2*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)(宿遷)設(shè)施園藝研究院，宿遷市設(shè)施園藝研究院，江蘇宿遷 223800；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，江蘇南京 210095)

通過對江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出情況、資源化利用現(xiàn)狀進(jìn)行概述分析，探討了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用過程中存在的主要問題，并針對農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用提出了對策建議，以期最大限度地提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的效率和整體效益，促進(jìn)江蘇省農(nóng)業(yè)的可持續(xù)快速發(fā)展和生態(tài)文明城市建設(shè)。

江蘇??；農(nóng)業(yè)廢棄物；資源化利用；對策建議

2015年中央一號文件中提出“注重提高競爭力、注重農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、注重可持續(xù)的集約發(fā)展上來，走產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。開展秸稈、畜禽糞便資源化利用和農(nóng)田殘膜回收區(qū)域性示范，按規(guī)定享受相關(guān)財(cái)稅政策。落實(shí)畜禽規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境影響評價制度，大力推動農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展”。因此，加快農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用步伐是貫徹落實(shí)今年中央一號文件精神的具體體現(xiàn)。農(nóng)業(yè)廢棄物一般指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村居民生活中排放的有機(jī)類物質(zhì)的總稱[1]。農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生與農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程相伴而生，是一種“放錯了地方的寶貴資源”，其科學(xué)、合理利用對于緩解農(nóng)業(yè)資源不足，減少環(huán)境污染，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和整體效益，均具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)廢棄物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村居民生活中必然生產(chǎn)的非產(chǎn)品產(chǎn)出，數(shù)量大、品種多、分布廣泛、可再利用、易污染環(huán)境，從廣義上來講就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和再生產(chǎn)鏈環(huán)中資源投入與產(chǎn)出在物質(zhì)和能量上的差額，是資源利用過程中產(chǎn)生的物質(zhì)能量流失份額。狹義的農(nóng)業(yè)廢棄物是指整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機(jī)類物質(zhì)，通常說的農(nóng)業(yè)廢棄物主要指以下3種類型：一是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，如農(nóng)作物秸稈、雜草、稻殼、廢舊農(nóng)膜、林木枯枝落葉、果殼等；二是畜禽的排泄物，即畜禽糞便和畜欄墊料等；三是農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物，如菇渣、甘蔗渣、木屑、糟渣等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國各類秸稈可收集量約為7億t，綜合利用率70.6%，其中13個糧食主產(chǎn)區(qū)約為5億t，約占全國總量的73%[2]。但是，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者大都將作物秸稈作為薪柴或是直接在田里點(diǎn)燃，導(dǎo)致秸稈中大部分營養(yǎng)成分無法得到科學(xué)利用，土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，大氣CO2濃度增加，全球氣候變化異常，而且燃燒釋放出的有害氣體嚴(yán)重污染大氣、妨礙交通安全，已造成了飛機(jī)失事增多、社會、環(huán)境等問題。我國每年的家畜糞尿排放量約26億t，肉類加工廠和農(nóng)作物加工場廢棄物1.5億t，其他有機(jī)廢棄物約有0.5億t[3]，其所造成的環(huán)境污染也顯而易見。據(jù)江蘇省農(nóng)林廳提供的統(tǒng)計(jì)資料，目前全省年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈4 500萬t左右，其中直接還田利用率僅有1/3，有1/4～1/3是被農(nóng)民在田頭焚燒或在村邊、河道邊隨意丟棄，尤其在夏收夏種季節(jié)，造成了較為嚴(yán)重的大氣與水體污染，對江蘇省整體生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)發(fā)展均造成很大影響。因此，隨著江蘇省養(yǎng)殖業(yè)及種植業(yè)的迅速發(fā)展，畜禽糞便及作物秸稈的快速、有效處理已成為目前現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。

1.1 利用動物糞便與作物秸稈制取沼氣農(nóng)業(yè)廢棄物氣化是在一定條件下將農(nóng)業(yè)廢棄物的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳、甲烷、氫氣氣體的過程[4]。動物糞便與作物秸稈的氣化反應(yīng)，通常在以空氣為介質(zhì)的反應(yīng)中進(jìn)行。動物糞便與作物秸稈氣化技術(shù)不僅可以使秸稈利用更加方便清潔，而且能量轉(zhuǎn)換效率比直接燃燒有較大提高，加之動物糞便與作物秸稈通過氣化技術(shù)轉(zhuǎn)換為可燃?xì)怏w，有效提高利用率，具有可再生性、資源豐富性等特點(diǎn)，受到廣泛重視；但焦油、催化劑及二次污染問題是制約其發(fā)展的關(guān)鍵難題[5]，有待深入研究。

1.2 動物糞便與作物秸稈堆肥處理農(nóng)業(yè)廢棄物中含有大量營養(yǎng)元素及有機(jī)質(zhì)，可通過堆肥處理，作為作物種植的基肥，有效提高土壤中氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)植物生長，獲取經(jīng)濟(jì)效益[6-7]。堆肥實(shí)際就是在高于55 ℃的高溫下，將一種或多種農(nóng)業(yè)廢棄物以合適的C/N混合，通過高溫使其病原菌失活，并殺死雜草種子及部分蟲卵，將農(nóng)業(yè)廢棄物穩(wěn)定化的一種方式。堆肥含有作物生長所需的有機(jī)質(zhì)及營養(yǎng)元素，能滿足大多數(shù)作物生長所需。與化肥相比，有機(jī)肥具有元素種類全、長效、穩(wěn)定及緩釋等特點(diǎn)；通過堆肥，既避免了廢棄物污染，又可以變廢為寶，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。另外，也可以將堆肥產(chǎn)物與草炭、珍珠巖等混配形成有機(jī)基質(zhì)，為工廠化育苗及有機(jī)基質(zhì)栽培提供充足、廉價的原料。但在堆肥過程中存在著如何確定有機(jī)質(zhì)及腐殖物質(zhì)動態(tài)變化過程，如何防止抗生素等飼料添加劑及重金屬、病原菌等不利因素進(jìn)入食物鏈，如何降低銨態(tài)氮的損失率，解決這些問題是促進(jìn)其發(fā)展的關(guān)鍵[8]。

1.3 利用動物糞便與作物秸稈制取生物炭利用作物秸稈等進(jìn)行固化、炭化，將松散的植物纖維性廢棄物原料根據(jù)需要壓制成型，放入炭化設(shè)備中炭化后制成生物質(zhì)炭。研究表明，生物炭含有豐富的有機(jī)碳，可以提高土壤有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)含量[9-10]，增大土壤的水分和養(yǎng)分持有量[11-12]；生物炭還含有豐富的礦質(zhì)養(yǎng)分，可增加土壤中的大量及微量元素含量[13]，特別是畜禽糞便制成的生物炭具有較高礦質(zhì)養(yǎng)分[14]，對沙質(zhì)土壤和養(yǎng)分貧瘠土壤的養(yǎng)分補(bǔ)給有明顯效果[15]。另外，施用生物炭能顯著增大土壤酸度，由此降低Al、Cu、Fe等重金屬離子的含量，同時可促進(jìn)Ca和Mg等植物必需元素的吸收、利用，從而促進(jìn)植物生長，提高其抗逆性[16-17]。同時生物炭還可以使土壤中的有害物降解及失活，將二氧化碳固定于土壤中，降低土壤有害氣體的排放[18-19]，有利于緩和溫室效應(yīng)。另外，利用生物炭還可以凈化污水，改善水質(zhì)量及水域美觀[20]。因此生物炭將在未來的土壤增產(chǎn)以及污染物的治理中發(fā)揮巨大的作用。

此外，利用農(nóng)業(yè)植物廢棄物可生產(chǎn)飼料、建材板及復(fù)合材料、人造纖維板等。如采用白地霉、黑曲霉組合菌株對甜高粱莖稈渣及發(fā)酵殘?jiān)M(jìn)行堆肥發(fā)酵，所得蛋白飼料的粗蛋白含量提高了19.33%，粗纖維降低了10.03%[21]。以農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)紙漿原料、多種輕型板材及降解型的包裝緩沖材料等，或以稻殼為原料生產(chǎn)炭化和氮化的硅陶瓷等；用棉籽下腳料清潔油污地面；從玉米渣、甘蔗渣等廢棄物中二次提取木糖醇、糖醛等，或者把廢舊農(nóng)膜、食品袋等經(jīng)過一定的工藝處理后作為基體材料，同時加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，通過一定的處理和復(fù)合工藝形成以球-球、球-纖維堆砌體系為基礎(chǔ)的復(fù)合材料[22-23]。通過以上多種方式對農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行綜合利用，可有效提高其潛在的附加值。

2 江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用存在的問題

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者廢棄物資源化利用和環(huán)保意識淡薄農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者大多時候只顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身，在農(nóng)業(yè)廢棄物科學(xué)利用及環(huán)保等方面意識較為淡薄，往往只顧當(dāng)前利益，同時政府、媒體等對其宣傳報(bào)道力度相對較小，相關(guān)技術(shù)的推廣及培訓(xùn)不到位，生產(chǎn)者的認(rèn)知性及對關(guān)鍵技術(shù)的了解極其欠缺。所以，大多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者不愿費(fèi)時費(fèi)工對農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行科學(xué)、合理、環(huán)保型處理利用，從而導(dǎo)致目前農(nóng)業(yè)廢棄物資源的嚴(yán)重浪費(fèi)及環(huán)境的嚴(yán)重污染。因此，只有讓生產(chǎn)者清楚農(nóng)業(yè)廢棄物資源化和環(huán)保處理的重要性及意義，他們才能主動地開展相關(guān)工作。

2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)水平低，綜合利用技術(shù)缺乏江蘇省很多高校院所，如南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、揚(yáng)州大學(xué)、江南大學(xué)等均在利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源方面已開展很多研究，并取得了較好的成果，但技術(shù)相對較單薄，成熟和先進(jìn)的技術(shù)相對較少，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、有較高推廣價值的技術(shù)更少，一些廢棄物生產(chǎn)設(shè)備及其配套利用設(shè)備等在技術(shù)上較滯后。比如秸稈的利用，除了部分用于堆肥外，大多數(shù)還是采用直接燃燒供熱或簡易翻耕還田的方式，缺乏先進(jìn)、科學(xué)的利用技術(shù)；畜禽糞便的利用，大多仍采用烘干后直接飼喂或田間地頭隨意堆置后用于生產(chǎn)基肥，缺乏對其有效營養(yǎng)成分的分析利用，沒有形成創(chuàng)新型的飼料及肥料產(chǎn)品。

2.3 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。一些規(guī)?；?、集約化的農(nóng)場、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)及養(yǎng)殖場等日益增多，伴隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化，其畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工殘余物及作物秸稈等廢棄物的資源化利用也必須同步走產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路。然而，江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的工廠化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、高效化的深度發(fā)展還不夠，缺乏高科技企業(yè)，對拓展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，大力發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)，發(fā)展以廢棄物資源綜合利用的支柱產(chǎn)業(yè)帶動作用不強(qiáng)。

2.4 資金投入或扶持力度不夠目前，在農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用方面，各級政府已逐漸出臺相關(guān)的政策法規(guī)，對農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的目標(biāo)有了進(jìn)一步明確。近年來，江蘇省已在科技、農(nóng)業(yè)等項(xiàng)目中有明確支持，但在政策扶持和資金支持的力度方面相對還較小，具有可操作的實(shí)質(zhì)性政策措施還未很好地建立或執(zhí)行，如鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者開展農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的優(yōu)惠政策很少或支持力度不夠，缺乏有效的激勵機(jī)制。

3 江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用的對策建議

3.1 建章立制、加大宣傳一是完善制度保障。建議政府組織相關(guān)部門針對江蘇省的農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行全面調(diào)研，摸清江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物的情況，樹立江蘇省的農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的總體發(fā)展戰(zhàn)略思路，盡快出臺具有實(shí)質(zhì)性、可操作性的一系列政策措施，明確各相關(guān)部門的職責(zé)、完善環(huán)境影響評價制度、建立農(nóng)業(yè)廢棄物的監(jiān)測及預(yù)警機(jī)制、加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)大型種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)項(xiàng)目的考核、明晰開展農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用的激勵政策與懲罰措施等。二是加大資金支持。建議將農(nóng)業(yè)廢棄物納入農(nóng)產(chǎn)品市場管理范圍，規(guī)范價格機(jī)制；將農(nóng)業(yè)廢棄物還田、青貯、打捆等機(jī)械納入農(nóng)業(yè)機(jī)械購置補(bǔ)貼范圍。同時加大禁燒補(bǔ)貼、青貯補(bǔ)貼、沼氣菌種費(fèi)補(bǔ)貼、反應(yīng)堆技術(shù)補(bǔ)貼、農(nóng)業(yè)廢棄物機(jī)械化還田作業(yè)及相關(guān)收集儲藏運(yùn)輸機(jī)械的補(bǔ)貼力度，增加農(nóng)業(yè)廢棄物資源收購價的提升空間，調(diào)動農(nóng)戶出售農(nóng)業(yè)廢棄物的積極性。三是加強(qiáng)宣傳力度。 通過電視、網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等多種方式對相關(guān)政策進(jìn)行全面宣傳，確保農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民提高生態(tài)環(huán)境意識，高效利用農(nóng)業(yè)廢棄資源，為江蘇省的生態(tài)環(huán)境建設(shè)做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

3.2 整合資源、加強(qiáng)研發(fā)一是加快軟硬件建設(shè)，提升研發(fā)水平。建議政府可依托江蘇省部分高校院所現(xiàn)有的硬件條件，給予資金支持，完善研發(fā)設(shè)備等硬件設(shè)施，進(jìn)一步提升、優(yōu)化已建成的省級農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)研發(fā)工程中心或重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；同時，通過政策上的優(yōu)惠，引進(jìn)高層次的專業(yè)技術(shù)人才，與江蘇省現(xiàn)有研發(fā)人員進(jìn)行整合，形成一支專業(yè)從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)，以加快江蘇省農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的進(jìn)程，不斷創(chuàng)新。二是加大政策支持，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。建議政府通過相關(guān)政策對其進(jìn)行支持，比如科技創(chuàng)新券、科技計(jì)劃項(xiàng)目等，一方面，積極支持高校院所在農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)方面的研發(fā)投入，加快新成果的產(chǎn)出。另一方面，對已有的農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用龍頭企業(yè)加大支持力度，鼓勵企業(yè)與高校、科研院所產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，加大科技成果的轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；同時，根據(jù)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的多種方式，引進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)，加快推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

3.3 加大技術(shù)推廣，建設(shè)生態(tài)文明城市一是加快技術(shù)服務(wù)推廣體系建設(shè)。目前，江蘇省涉農(nóng)企業(yè)及農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方面掌握的技術(shù)較少，且無系統(tǒng)的推廣服務(wù)體系，導(dǎo)致新技術(shù)、新產(chǎn)品及新設(shè)備等信息不能及時的被相關(guān)企業(yè)及農(nóng)戶所掌握。因此，建議政府應(yīng)該提高農(nóng)技推廣等部門的積極性，及時引進(jìn)國內(nèi)外最新研發(fā)的新成果并在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行示范推廣，同時加大江蘇省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)平臺及產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟的建設(shè)，通過提供優(yōu)惠政策吸引高校、科研院所的加入，逐漸形成“高校+科研院所+農(nóng)技推廣部門”的技術(shù)推廣服務(wù)體系，從而加大農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用技術(shù)的推廣力度和范圍。二是發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)生態(tài)文明城市。近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，化肥的大量使用，使土壤環(huán)境急劇衰竭。因此，建議政府需通過在政策、項(xiàng)目等方面的優(yōu)惠支持，加大“養(yǎng)殖業(yè)+種植業(yè)”等循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的研發(fā)與推廣力度，鼓勵秸稈飼料化及動物糞便的肥料化，從而將養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)有效結(jié)合，不僅降低生產(chǎn)的成本，還能減少農(nóng)業(yè)廢棄物不當(dāng)處理給環(huán)境帶來的污染，同時需要建立和健全“政府引導(dǎo)、市場運(yùn)作、龍頭帶動、農(nóng)民參與”的管理體制和運(yùn)行機(jī)制，為循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)提供持久動力，進(jìn)而為江蘇省建設(shè)生態(tài)文明城市提供良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

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Status of Resource Utilization in Agricultural Residue of Jiangsu Province and Its Countermeasures

LIU Tao1, GUO Shi-rong1,2, SUN Peng-peng1, SUN Jin1,2*

(1. Suqian Academy of Protected Horticultures, Nanjing Agricultural University, Suqian, Jiangsu 223800; 2. College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing, Jiangsu 210095)

Through analyzing agricultural waste output, resource utilization status in Jiangsu Province, the main existing problems in agriculture waste resource utilization process were discussed, and several suggestions were put forward on resource utilization in agricultural waste. The aim is to improve the utilization efficiency and whole benefit farthest and promote the sustainable and rapid development of agriculture and the construction of ecological civilization city in Jiangsu Province.

Jiangsu Province; Agricultural residue; Resource utilization; Countermeasures and suggestions

江蘇省重大創(chuàng)新載體項(xiàng)目(BY2011012)；江蘇省前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2013071)；江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目(SXGC[2014]256)。

劉濤(1985- )，男，陜西寶雞人，助理研究員，碩士，從事設(shè)施蔬菜逆境生理、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方面的研究。*通訊作者，副教授，博士，從事設(shè)施園藝、無土栽培和蔬菜園藝等教學(xué)、科研和推廣工作。

2015-03-26

S 181.4

A

0517-6611(2015)13-217-03