農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈高值化利用策略

金何穎　徐長(zhǎng)樂　楊樂　曲高陽(yáng)　彭靜靜

摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的農(nóng)產(chǎn)品廢棄物，這些農(nóng)產(chǎn)品廢棄物被隨意丟棄、堆積和焚燒，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。新時(shí)期的農(nóng)業(yè)發(fā)展，提倡可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，研究了農(nóng)業(yè)廢棄物的更高效率、多方面的應(yīng)用，這一過程促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的發(fā)展。通過各種高科技手段，可最大限度地減少農(nóng)村污染問題，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。推進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物的利用，對(duì)改善農(nóng)村環(huán)境污染、發(fā)展農(nóng)業(yè)多元化產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要作用。因此，針對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈高值化利用策略進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)廢棄物;資源化利用;循環(huán)經(jīng)濟(jì)

中圖分類號(hào)：F323.2;X71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.23.101

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)保護(hù)環(huán)境和自然的要求越來越高，各行各業(yè)最起碼的要求就是保護(hù)環(huán)境，環(huán)境和生態(tài)問題是現(xiàn)階段人們面臨的問題。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，但農(nóng)業(yè)廢棄物管理卻遠(yuǎn)落后于西方國(guó)家，農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)技術(shù)不夠發(fā)達(dá)，未遵循環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物管理也面臨著前所未有的問題，如何解決這一問題，是目前要面對(duì)的問題。

1 農(nóng)業(yè)廢棄物概述

農(nóng)業(yè)廢棄物是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和活動(dòng)中未被充分利用的有機(jī)物所產(chǎn)生的廢棄物，主要是第二類的秸稈和糞便。近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活水平的逐步提高，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量增加，農(nóng)業(yè)廢棄物的總量也在增加。如果能“變廢為寶”，提高農(nóng)業(yè)廢棄物的回收率，將是改善農(nóng)村環(huán)境污染，發(fā)展多元化產(chǎn)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)廢棄物可分為4類：農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)輸儲(chǔ)存使用過程中產(chǎn)生的廢物，如秸稈、果皮、枝葉等;農(nóng)產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的廢棄物;糞便;農(nóng)業(yè)工人的生活垃圾。

秸稈約占農(nóng)業(yè)廢棄物的70%。因此，秸稈回收利用是農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的關(guān)鍵領(lǐng)域[1]。農(nóng)作物秸稈中的營(yíng)養(yǎng)成分包括纖維素、蛋白質(zhì)、果膠、天然膠質(zhì)、氨基酸、抗生素及單糖等。在物理性能方面，農(nóng)作物秸稈具有表面密度低、沖擊強(qiáng)度高、剛度大等特點(diǎn)。農(nóng)作物秸稈具有良好的吸音性能，干燥后，具有良好的保溫性能，農(nóng)作物秸稈的燃燒還可以釋放出一定的熱量，可作為能源使用。

2 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀

2.1 農(nóng)業(yè)廢棄物的生產(chǎn)和處理

根據(jù)《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》公布的數(shù)據(jù)，2017年全國(guó)生產(chǎn)秸稈8.05億噸，累計(jì)秸稈庫(kù)存6.74億噸，消耗秸稈5.85億噸。秸稈主要由甘蔗、薯類、小麥、水稻、玉米和其他農(nóng)作物（通常為粗糧）在收獲籽實(shí)后的剩余部分。根據(jù)中國(guó)糧食部門數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)秸稈理論產(chǎn)量達(dá)到7.97億噸，收獲量約為6.67億噸。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)生的廢棄物給環(huán)境帶來了很大的壓力[2]。數(shù)據(jù)顯示，2017年全國(guó)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生秸稈8.05億噸，收集廢棄物6.74億噸。畜牧業(yè)生產(chǎn)造成的水污染化學(xué)需氧量1 053

萬噸，氨氮11 090萬噸，總氮59 630萬噸，總磷119 700萬噸?？傮w來看，我國(guó)農(nóng)業(yè)污染問題比較嚴(yán)重。目前，農(nóng)業(yè)廢棄物總利用率為81.68%，肥料化途徑47.20%，飼料化途徑17.99%，燃料化途徑11.79%，基料化途徑2.23%。

2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物綜合治理技術(shù)

2.2.1 肥料化

1）堆肥的自然發(fā)酵。畜禽糞便簡(jiǎn)單地通過自然干燥和風(fēng)干堆積，最后直接作為肥料使用，或者通過堆積、厭氧、好氧或兼性發(fā)酵制備有機(jī)糞便[3]。這兩種方法涉及面廣，堆肥時(shí)間長(zhǎng)，成熟速度慢，結(jié)果質(zhì)量不高，產(chǎn)量低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，并且易造成二次空氣污染。

2）好氧發(fā)酵。以谷類秸稈、糞便、雜草等廢棄物為原料，供給通風(fēng)加壓，在微生物的作用下，形成好氧發(fā)酵，發(fā)酵過程中溫度高達(dá)70～75 ℃，可殺死病原菌、寄生蟲、雜草種子等，并能有效分解其中的有機(jī)物，釋放出各種有機(jī)酸、肽類及氮、磷、鉀等有機(jī)物的發(fā)酵過程。在發(fā)酵過程中，所述廢棄物可以完全分解，獲得更高的產(chǎn)量和利潤(rùn)。

3）液體厭氧消化。糞便與水混合后，送入?yún)捬跸?，產(chǎn)生的沼氣送入沼氣池，作為燃料或用于能源生產(chǎn);沼液送入儲(chǔ)氣罐，利用滴灌系統(tǒng)撒在田間;定期取出沼液，作為有機(jī)基質(zhì)和種植肥料。

2.2.2 能源化

秸稈和畜禽糞便混合物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、沼渣和沼液，沼氣用于發(fā)電和取暖，沼渣作為有機(jī)物和堆肥還田，沼液用于農(nóng)田灌溉、深度處理和達(dá)標(biāo)排放[4]。農(nóng)民逐漸從低效的秸稈焚燒轉(zhuǎn)向更高效的秸稈利用，如用秸稈生產(chǎn)乙醇。

2.2.3 飼料化

農(nóng)作物秸稈不僅可以堆肥供給土壤養(yǎng)分，生產(chǎn)肥料，還可以用來生產(chǎn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)物飼料，如氨化飼料、青貯飼料、生化蛋白飼料和糞便飼料等。氨化飼料主要是利用堿性尿素等化學(xué)物質(zhì)與秸稈發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，處理秸稈中的纖維素，提高牲畜的消化吸收能力。青貯飼料飼喂的育肥效果更加明顯、口感也更出色。生化蛋白飼料比傳統(tǒng)飼料含有更多的營(yíng)養(yǎng)成分。糞便經(jīng)處理后可獲得蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、高效節(jié)能的無氮浸出物和維生素。

2.2.4 基料化

秸稈、糞便和混合堆肥發(fā)酵作為食用菌栽培的基本材料，應(yīng)用越來越廣泛。隨著南陽(yáng)草菇種植業(yè)的不斷發(fā)展壯大，作為基料的秸稈、糞便用量逐年增加。利用牛秸稈和牛糞培育雙孢菇和大球菇;以玉米芯、棉殼為基料進(jìn)行交叉栽培和平菇生產(chǎn)的技術(shù)十分普遍。糞便與秸稈混合后用于蘑菇和墊料生產(chǎn)，農(nóng)膜回收再利用。

2.2.5 原料化

將秸稈原料轉(zhuǎn)化為秸稈臺(tái)布等高附加值產(chǎn)品，是工業(yè)化生產(chǎn)模式的一部分。以農(nóng)用家具廢棄物為原料，回收塑料顆粒，生產(chǎn)農(nóng)用家具廢棄物的原料。以農(nóng)業(yè)廢舊薄膜為原料，直接生產(chǎn)遮陽(yáng)井蓋、塑料桶、塑料水槽等，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)廢舊薄膜的循環(huán)利用。秸稈還可以用來生產(chǎn)塑料和建筑板材。

3 農(nóng)業(yè)廢物利用存在的問題

3.1 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本高

根據(jù)不同的處理方法、投入品和處理工藝，大多數(shù)農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)肥或有機(jī)肥原料的生產(chǎn)成本為200～400元，對(duì)外銷售為400～600元，兩者僅相差200元[5]。如果除去場(chǎng)地、設(shè)備、人工及原料或成品的收集、運(yùn)輸?shù)瘸杀?，生產(chǎn)生物肥或生物肥原料幾乎沒有利潤(rùn)。

3.2 資源利用沒有適應(yīng)性和標(biāo)準(zhǔn)化

不同的農(nóng)作物秸稈具有不同的有機(jī)質(zhì)、碳氮比、含水率等特性，因此加工設(shè)備的選擇和添加劑的添加量也不同，加工后的產(chǎn)品產(chǎn)量和用途甚至特性都不同。但目前實(shí)際生產(chǎn)中仍多為粗放式生產(chǎn)，沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中能耗和生產(chǎn)效率相對(duì)較低，產(chǎn)品質(zhì)量不一，甚至造成二次環(huán)境污染。

3.3 生產(chǎn)與消費(fèi)脫鉤

有機(jī)肥的主要消費(fèi)群體是果園、輕工園區(qū)、甘蔗種植園等，主要是由于它們對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量要求較高，附加值相對(duì)較高，對(duì)有機(jī)肥的使用有一定的接受度，但水稻、小麥等耕地作物由于缺乏廣泛的土地管理，會(huì)消耗大量的有機(jī)肥，且有機(jī)肥成本高、肥效慢，因此不被多數(shù)種植戶重視。

4 提高農(nóng)業(yè)廢棄物高效利用的對(duì)策建議

4.1 加強(qiáng)工程管理和實(shí)施

4.1.1 加強(qiáng)組織管理

進(jìn)一步加強(qiáng)各級(jí)政府在農(nóng)產(chǎn)品廢棄物綜合利用工作中的主導(dǎo)作用，建立健全各級(jí)農(nóng)產(chǎn)品廢棄物綜合利用工作領(lǐng)導(dǎo)小組，明確各成員單位的職責(zé)，建立有效的激勵(lì)和約束機(jī)制，建立統(tǒng)一的工作模式。搞好宣傳和落實(shí)，農(nóng)產(chǎn)品廢棄物綜合利用涉及千家萬戶，涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的諸多方面，因此搞好宣傳教育、轉(zhuǎn)變框架觀念是重要環(huán)節(jié)。

4.1.2 嚴(yán)格考核獎(jiǎng)懲機(jī)制

各級(jí)政府要將農(nóng)作物秸稈綜合利用工作列入目標(biāo)考核內(nèi)容，建立完善的指標(biāo)體系和考核辦法，客觀評(píng)價(jià)農(nóng)作物秸稈綜合利用工作的成效;建立農(nóng)作物秸稈綜合利用的考核監(jiān)督機(jī)制，制定并嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí)行政責(zé)任制和責(zé)任追究制，及時(shí)通報(bào)和考核獎(jiǎng)懲;建立“管理為主、部門聯(lián)動(dòng)、央企主管、社會(huì)監(jiān)督”的農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用長(zhǎng)效機(jī)制。

4.1.3 加強(qiáng)落實(shí)

明確各級(jí)農(nóng)業(yè)部門的職責(zé)，制定具體實(shí)施方案，因地制宜地建立和實(shí)施一批大型項(xiàng)目，建設(shè)一批農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用示范環(huán)線、市、村，層層遞進(jìn)、逐漸擴(kuò)大物綜合利用的規(guī)模、提高廢棄物處理的數(shù)量、增加項(xiàng)目整體的經(jīng)濟(jì)效益。要加強(qiáng)綜合監(jiān)管和執(zhí)法，確保農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的成效。

4.2 加強(qiáng)技術(shù)支撐

做好推廣、培訓(xùn)和指導(dǎo)工作，就是要將農(nóng)機(jī)企業(yè)與相關(guān)高校、科研院所聯(lián)系起來，開發(fā)新技術(shù)和更實(shí)用的設(shè)備，利用農(nóng)產(chǎn)品廢棄物資源，降低加工投入成本，提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)出質(zhì)量，從而獲得收益。推廣部門要加強(qiáng)宣傳、培訓(xùn)和技術(shù)咨詢，提高農(nóng)產(chǎn)品廢棄物生產(chǎn)者和加工者對(duì)相關(guān)處理設(shè)備和技術(shù)的認(rèn)識(shí)，使生產(chǎn)使用者（特別是種植業(yè)主）了解有機(jī)肥施用的環(huán)境效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)優(yōu)勢(shì)，掌握有機(jī)肥施用技術(shù)，了解和使用有機(jī)肥施用設(shè)備，聯(lián)動(dòng)多部門，加強(qiáng)種植業(yè)協(xié)調(diào)和教育，各類農(nóng)產(chǎn)品廢棄物處理和種植綜合咨詢。

4.3 構(gòu)建可靠的農(nóng)業(yè)廢棄物收集、儲(chǔ)運(yùn)體系

要想解決垃圾收集、運(yùn)輸問題，則需加快農(nóng)業(yè)垃圾收集、儲(chǔ)存場(chǎng)所的建設(shè)，根據(jù)儲(chǔ)存場(chǎng)所的日處理能力計(jì)算收集、儲(chǔ)存規(guī)模，通過政府或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)將各地農(nóng)業(yè)垃圾統(tǒng)一收集、運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)存場(chǎng)所進(jìn)行處理，以解決農(nóng)村垃圾收集、運(yùn)輸問題。

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（責(zé)任編輯：趙中正）