北京市尾菜肥料化利用技術(shù)集成與示范推廣研究

（北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗鑒定推廣站，北京 100079）

蔬菜種植作為北京農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)村經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是農(nóng)民增收致富的重要途徑之一。大面積的蔬菜種植，豐富了市民菜籃子的同時也產(chǎn)生了大量的蔬菜廢棄物，據(jù)測算，每667 m2蔬菜大棚年產(chǎn)廢棄物（莖稈、爛果等）約3 t[1]。尾菜廢棄物大量堆積、亂堆亂倒、隨意填埋等不恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞綄?dǎo)致了周邊生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，成為限制產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的主要因素之一[2-3]。目前我國尾菜的處理方式主要有：收集填埋、直接還田、沼氣制取、飼料加工、好氧堆肥等。其中，高溫好氧堆肥可有效殺滅病原微生物，生產(chǎn)出高效有機(jī)肥料用于農(nóng)田生產(chǎn)，實現(xiàn)循環(huán)利用，且發(fā)酵周期短，對處理設(shè)備要求低，可露天也可室內(nèi)，應(yīng)用前景廣闊。

北京市設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，據(jù)北京市統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示，2018年北京市設(shè)施蔬菜播種面積32 323.6 hm2，按每667 m2產(chǎn)生尾菜3 t計算，全市年均可產(chǎn)生尾菜類廢棄物145萬t，若得不到有效處理，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗鑒定推廣站統(tǒng)籌各級資源、集中突破技術(shù)難點，探索建立了適宜北京地區(qū)的蔬菜尾菜資源化利用技術(shù)模式，并篩選出適宜應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)和高效設(shè)備，有效實現(xiàn)了一二三產(chǎn)融合發(fā)展。

1 北京蔬菜尾菜有機(jī)肥利用模式介紹

1.1 尾菜有機(jī)肥加工技術(shù)流程

尾菜有機(jī)肥加工技術(shù)主要是在好氧條件下利用微生物降解尾菜，將含水率控制在55%～65%，經(jīng)過混合設(shè)備攪拌后發(fā)酵，再加工成有機(jī)肥，具體流程見圖1。目前研究表明，蔬菜廢棄物堆肥產(chǎn)物與化肥相比，具有營養(yǎng)全面、增產(chǎn)迅速等特點，對作物生長和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的改善也有促進(jìn)作用，并且有機(jī)肥料的施用還能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量以及活性，改善土壤理化性狀。

1.2 尾菜有機(jī)肥加工技術(shù)設(shè)備

根據(jù)不同的有機(jī)肥加工處理技術(shù)，需要配套相應(yīng)的加工處理設(shè)備。在生產(chǎn)規(guī)模較小的地區(qū)配套生物質(zhì)快速發(fā)酵處理設(shè)備（圖2），通過流水線作業(yè)，可實現(xiàn)粉碎、發(fā)酵、殺菌、攪拌、出料一體化作業(yè)。設(shè)備一般由發(fā)酵主機(jī)、粉碎系統(tǒng)、熱風(fēng)爐、進(jìn)出料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、溫控通氣系統(tǒng)等部件組成。工作原理：有機(jī)廢棄物料經(jīng)粉碎預(yù)處理后，利用高溫和微生物殺滅病蟲草害，進(jìn)行無害化處理；物料經(jīng)徹底滅菌后，在高效微生物菌群的作用下，有機(jī)廢棄物中的纖維素、蛋白質(zhì)、糖類與脂肪等高分子有機(jī)物經(jīng)過一系列生化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料。該類型設(shè)備一般采取一體化設(shè)計和一鍵式操作，農(nóng)民進(jìn)行簡單的培訓(xùn)，就可熟練操作。廢棄物的發(fā)酵、分解、除臭、凈化、濃縮等全過程只需幾個小時，且生產(chǎn)過程中，不需要大型的堆場和長時間的堆放，不產(chǎn)生惡臭，無蠅蟲滋生，不受天氣影響；但缺點在于設(shè)備處理量較小，年均處理量在幾千到幾萬t之間，難以滿足大規(guī)模有機(jī)廢棄物處理需求。

在生產(chǎn)規(guī)模較大的地區(qū)采用工廠化有機(jī)肥加工處理技術(shù)，通過裝載機(jī)、粉碎機(jī)、翻堆機(jī)、篩選裝袋機(jī)等成套設(shè)備的配套，實現(xiàn)全過程的機(jī)械化加工和大批量處理，配套基礎(chǔ)設(shè)備見表1。該模式處理量大，適合大規(guī)模生產(chǎn)區(qū)應(yīng)用，但設(shè)備種類較多，且需要一定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，前期投入較大。

1.3 尾菜有機(jī)肥加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

以有機(jī)肥工廠化加工企業(yè)每天加工200 t有機(jī)肥（含水率30%）為例，消納尾菜200 t（含水80%）、牛糞200 t（含水65%）、干秸稈30 t（含水10%），并根據(jù)需要添加腐植酸、微量元素等輔料。具體成本如下：（1）拉運費。200 t尾菜用10 t的運輸車?yán)\（因尾菜較蓬松，滿載后實際運輸量5 t左右），每輛車?yán)\8趟，每天需要5輛車進(jìn)行拉運，單輛運輸費用120元/次，共5輛合計4 800元。以每車配備1人計算，人工費共750元。環(huán)節(jié)合計成本5 550元。（2）粉碎費。粉碎尾菜200 t，需要功率140 kW的粉碎機(jī)1臺，按照實際生產(chǎn)粉碎25 t/h，每天作業(yè)8 h，電價按1元/（kW·h）計算，需電費1 120元，另需配備操作人員3人，人工費450元。環(huán)節(jié)合計成本1 570元。（3）生產(chǎn)加工費（條堆翻拋）。1套翻倒設(shè)備，日均翻倒原料2 000 t左右，2～3 d翻倒1次，1個發(fā)酵周期需翻倒10次。翻倒作業(yè)需配備操作人員3人，人工費450元；裝載機(jī)、條堆翻拋機(jī)設(shè)備購置費共120萬元，折舊費及易損件等費用約1 000元/d；裝載機(jī)、條堆翻拋機(jī)油耗日均150 L，約900元。據(jù)此計算，翻倒2 000 t原料環(huán)節(jié)合計成本2 350元。（4）原料費。尾菜廢棄物按無購買費用計算（僅計算收集成本），干秸稈300元/t，畜禽糞便90元/t，加工200 t有機(jī)肥需要原料購置成本27 000元；生產(chǎn)1 t有機(jī)肥需菌劑30元，200 t有機(jī)肥需要菌劑購置成本6 000元；生產(chǎn)1 t有機(jī)肥另需輔料（生化腐植酸、微量元素等）150元，200 t有機(jī)肥需要輔料購置成本30 000元。環(huán)節(jié)合計成本為63 000元。（5）后期包裝成本費。包括篩選裝袋設(shè)備折舊費用、維護(hù)費用、包裝原料費用、產(chǎn)品裝車費用等，合計約62元/t。

據(jù)此計算，該技術(shù)生產(chǎn)有機(jī)肥的總成本為424.35元/t。按有機(jī)肥市場售價600元/t計算，每生產(chǎn)1 t有機(jī)肥利潤為175.65元。

表1 工廠化尾菜有機(jī)肥加工設(shè)備

1.4 尾菜有機(jī)肥加工技術(shù)推廣應(yīng)用

1.4.1 運行模式

蔬菜尾菜收集拉運成本高、難度大，尾菜需要經(jīng)過較長路程的運輸才能到達(dá)處理企業(yè)，且蔬菜廢棄物藤蔓纏繞現(xiàn)象普遍，體積大、密度小、占用空間大，增加了收集運輸成本，加上蔬菜種類繁多，各種蔬菜成熟時間不同，廢棄物集中產(chǎn)生的時間也較為分散，再次提高了收集成本；因此，在處理技術(shù)明確的基礎(chǔ)上，做好蔬菜尾菜資源化利用工作更關(guān)鍵的是充分發(fā)揮市場能動作用和政府扶持作用，建立可持續(xù)化運行模式。經(jīng)過多年的探索，北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗鑒定推廣站根據(jù)北京市設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展差異，分別建立了區(qū)域化集中處理、區(qū)塊化分散處理2種運行模式，因地制宜地解決了尾菜收集處理的難題。

1.4.1.1 區(qū)域化集中處理模式 以社會化服務(wù)組織為橋梁，串聯(lián)生產(chǎn)和加工兩端，實現(xiàn)規(guī)?；瘏^(qū)域內(nèi)蔬菜廢棄物的全量化收集利用。模式以“生產(chǎn)者＋社會化服務(wù)組織＋有機(jī)肥加工廠”為主要運行方式，由社會化服務(wù)組織利用專業(yè)設(shè)備，將蔬菜爛葉爛果和畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物收集拉運至有機(jī)肥加工廠，加工廠負(fù)責(zé)將廢棄物粉碎混合，再添加發(fā)酵菌劑，攪拌后發(fā)酵，加工成有機(jī)肥，回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

該模式重點針對種植園區(qū)較為分散的生產(chǎn)區(qū)域，一是解決了生產(chǎn)端蔬菜尾菜的處理問題；二是將蔬菜尾菜加工成有機(jī)肥，促進(jìn)資源化利用的持續(xù)發(fā)展；三是對于社會化服務(wù)組織和有機(jī)肥企業(yè)，既增加了服務(wù)組織的收入，又減少了企業(yè)收集環(huán)節(jié)的投入，保障了企業(yè)穩(wěn)定的原料來源。

1.4.1.2 區(qū)塊化分散處理模式 通過“區(qū)塊布局、集中收儲、市場運作、循環(huán)利用”的方式，將整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)分為若干個面積在200～333 hm2（3 000～5 000畝）的小區(qū)域，并選擇幾家具有規(guī)?；庸ぬ幚砟芰Φ姆N植園區(qū)，建立集中處理點，配套生物質(zhì)廂式快速制肥成套設(shè)備，委托其進(jìn)行本園區(qū)及覆蓋周邊園區(qū)的農(nóng)業(yè)廢棄物的分撿收集及后續(xù)處理加工作業(yè)。

該模式重點針對規(guī)?；N植園區(qū)等較為集中的生產(chǎn)區(qū)域，通過廂式快速處理設(shè)備的配套使用，解決了本園區(qū)及周邊園區(qū)蔬菜廢棄物的處理難題，大大減少了收集拉運距離，生產(chǎn)出的有機(jī)肥料還能繼續(xù)回用于周邊園區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，形成了小區(qū)塊內(nèi)的資源自循環(huán)體系。

1.4.2 應(yīng)用情況

蔬菜尾菜資源化利用是一件具有很強(qiáng)公益性的工作，直接效益低、過程投入大，整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開相應(yīng)政策的扶持。經(jīng)過多年的培育扶持，目前北京市已成功實現(xiàn)了蔬菜廢棄物有機(jī)肥加工產(chǎn)業(yè)化，順義區(qū)、房山區(qū)、懷柔區(qū)、大興區(qū)等京郊蔬菜產(chǎn)區(qū)均投入應(yīng)用了尾菜處理技術(shù)模式，并配套相關(guān)扶持政策，支持技術(shù)推廣。其中順義區(qū)全區(qū)、房山區(qū)的平原地區(qū)、懷柔及大興區(qū)的蔬菜主產(chǎn)區(qū)均已實現(xiàn)蔬菜尾菜的全部收集加工，先后涌現(xiàn)出了北京奧格尼克生物技術(shù)有限公司、北京豐泰民安生物科技有限公司、北京永豐泰生物科技有限公司等一批專業(yè)從事農(nóng)業(yè)廢棄物有機(jī)肥加工的企業(yè)，不斷推動整個生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展[4]。

順義區(qū)政府購買服務(wù)政策。區(qū)政府根據(jù)本區(qū)所有鎮(zhèn)當(dāng)年蔬菜種植實有面積，設(shè)立專項資金進(jìn)行政府購買服務(wù)，按每667 m2補(bǔ)貼200元的標(biāo)準(zhǔn)給予補(bǔ)助。補(bǔ)助分為2部分：一是分撿運送補(bǔ)助，種植戶將分撿好的蔬菜尾菜從田間送到堆積點，按照實有蔬菜面積直接補(bǔ)貼到鎮(zhèn)政府，由鎮(zhèn)政府落實到村，由村落實到戶，每667 m2補(bǔ)貼40元；二是拉運及粉碎補(bǔ)助，有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)將堆積點的尾菜清理收集，并拉運至肥廠進(jìn)行有機(jī)肥加工，每667 m2補(bǔ)助費用為160元，按照實際作業(yè)面積直接補(bǔ)貼給有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)。目前，順義全區(qū)所有蔬菜尾菜均實現(xiàn)了資源化利用。

房山區(qū)產(chǎn)出物補(bǔ)貼政策。房山區(qū)采取“以產(chǎn)促用”的方式，對廢棄物加工成的有機(jī)肥料進(jìn)行定向補(bǔ)貼，有機(jī)肥財政補(bǔ)貼625元/t，共補(bǔ)貼1萬t有機(jī)肥，免費置換給提供廢棄物的農(nóng)企和農(nóng)戶。按每收集5 t廢棄物可加工1 t成品有機(jī)肥計算，每年可消納房山區(qū)12個平原地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計5萬t農(nóng)業(yè)廢棄物（作物秸稈、蔬菜尾菜）。

大興區(qū)物化扶持政策。大興區(qū)根據(jù)區(qū)域設(shè)施蔬菜生產(chǎn)較為集中的特點，著重發(fā)展區(qū)塊化分散收集模式，將整個生產(chǎn)區(qū)域劃分為若干小區(qū)塊，在小區(qū)塊中配備快速發(fā)酵處理設(shè)備，用以消納區(qū)塊內(nèi)的尾菜廢棄物，并將產(chǎn)出的有機(jī)肥料用于區(qū)塊內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而實現(xiàn)小區(qū)塊內(nèi)的自循環(huán)。區(qū)政府通過項目資金，購置專用設(shè)備，并免費配置到各區(qū)塊集中處理點，實現(xiàn)全區(qū)設(shè)施蔬菜尾菜的及時處理和快速應(yīng)用。

2 北京市尾菜利用存在的問題

2.1 政策機(jī)制不健全，缺乏長期的扶持政策

尾菜廢棄物處理價值更多地體現(xiàn)在社會效益及生態(tài)效益，其經(jīng)濟(jì)效益水平較低；因此，需要適宜的政策扶持。目前，北京市雖然制訂了尾菜利用優(yōu)惠政策，但仍然缺少尾菜利用的持續(xù)性獎勵和扶持政策，大多通過一年期的專項資金進(jìn)行扶持，社會資本投資秸稈開發(fā)利用的積極性不高。隨著尾菜廢棄物收集加工成本不斷上漲，現(xiàn)有的政策逐漸難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)推廣需求。

2.2 收貯運體系不健全，規(guī)?；盟降?/h3>

尾菜廢棄物收貯運困難是制約尾菜資源化利用的瓶頸問題，尤其是一些山區(qū)、半山區(qū)地區(qū)，由于路途遠(yuǎn)、地塊小、運輸難，收集拉運的成本更高。尾菜拉運至處理點需要一定的場所臨時堆放，但隨著環(huán)保政策和土地政策的日趨嚴(yán)格，尾菜堆積存放成了難題，導(dǎo)致企業(yè)無法大量收集處理。收貯運問題直接導(dǎo)致了目前北京市從事尾菜利用的企業(yè)規(guī)模小、效率低、設(shè)備簡單、技術(shù)重復(fù)，最終體現(xiàn)出產(chǎn)品質(zhì)量不高、競爭力弱的問題，從而影響企業(yè)經(jīng)營效益。

3 尾菜利用建議

3.1 優(yōu)化扶持政策，建立利益補(bǔ)償機(jī)制

注重“頂層設(shè)計”，正確處理好政府和市場的關(guān)系。政府要在明確農(nóng)民和農(nóng)村集體組織在尾菜資源化利用中的任務(wù)和責(zé)任的基礎(chǔ)上，加大尾菜利用補(bǔ)貼范圍和扶持力度。一是加大技術(shù)推廣力度，對購置設(shè)備給予補(bǔ)貼，將翻堆機(jī)、快速發(fā)酵設(shè)備等專用機(jī)械納入農(nóng)業(yè)機(jī)械購置補(bǔ)貼范圍并加大補(bǔ)貼額度；二是對開展尾菜收集的社會化服務(wù)組織給予補(bǔ)助，通過政府購買服務(wù)等方式，支持服務(wù)組織從事尾菜收集服務(wù)，鼓勵其發(fā)展壯大；三是對從事尾菜處理的從業(yè)者給予補(bǔ)貼，對尾菜利用工程的用水、用電、用氣等實行差別價格，如將尾菜利用企業(yè)用電納入農(nóng)用電范疇，降低生產(chǎn)經(jīng)營成本，同時補(bǔ)償尾菜加工產(chǎn)品，調(diào)動企業(yè)從事尾菜利用的積極性。

3.2 鼓勵規(guī)模經(jīng)營，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局

將尾菜利用作為一項產(chǎn)業(yè)來發(fā)展，借鑒外地成熟經(jīng)驗和北京市項目實施的成果，推進(jìn)全市尾菜資源化利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以市場為導(dǎo)向，把與尾菜資源相關(guān)的各種原料及加工產(chǎn)品的單獨生產(chǎn)過程組建成相互銜接的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，逐步實現(xiàn)收貯、種植、養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工、科技服務(wù)各環(huán)節(jié)有機(jī)銜接，構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)體系，最終通過產(chǎn)業(yè)集聚、規(guī)模效應(yīng)，增加尾菜處理效益，促使整個農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用向規(guī)模化、工廠化、商品化、多元化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效化發(fā)展。

3.3 示范典型模式，加大宣傳培訓(xùn)力度

第一，加快建立尾菜資源化利用模式示范點，試驗示范尾菜利用典型模式。以示范點為核心，因地制宜推廣尾菜資源化利用技術(shù)。各區(qū)可針對當(dāng)?shù)貙嶋H情況，確定最優(yōu)技術(shù)模式，有組織地進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和普及。例如，大興規(guī)模種植園區(qū)較為集中，適宜推廣區(qū)塊化分散收集的園區(qū)自循環(huán)模式；順義區(qū)設(shè)施種植面積大、區(qū)域廣，適合推廣區(qū)域化集中收集的工廠化加工模式。

第二，各級農(nóng)業(yè)部門要加大宣傳培訓(xùn)力度，深入田間地頭開展科技服務(wù)，依托已建立的技術(shù)示范點，積極宣傳北京市尾菜利用技術(shù)模式，用技術(shù)指導(dǎo)群眾，用示范帶動群眾，用效益吸引群眾，不斷提高農(nóng)民、農(nóng)業(yè)合作組織以及其他市場主體的積極性，引導(dǎo)其主動參與到尾菜資源化利用的行動中。