化廢為寶，為農(nóng)業(yè)發(fā)展增綠

趙陽

眾所周知，農(nóng)業(yè)廢棄物隨意堆砌、排放，會對空氣、水體、農(nóng)村居住環(huán)境等造成嚴(yán)重污染。一直以來，廢棄物處理是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域保護(hù)環(huán)境的重要方面，在“雙碳”背景下，廢棄物的資源化再利用成為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的有效途徑。

秸稈有了好去處

過去，每逢收獲時節(jié)，人們都會看到田野里飄起濃濃黑煙，這是農(nóng)民將秸稈“廢料”露天焚燒的結(jié)果。隨著生態(tài)意識的增強(qiáng)和科技發(fā)展，秸稈成了土里長出的“金疙瘩”。

河北省衡水市安平縣有近50萬畝的耕地，每年可收集秸稈約21萬噸。如此大量的“廢物”如何處理？為了解決這一難題，河北京安生物能源科技股份有限公司（以下簡稱“京安”）市場部經(jīng)理馬岳介紹，“目前，公司實施熱電聯(lián)產(chǎn)項目，將秋收后大量可收集利用的秸稈打捆運輸?shù)缴镔|(zhì)熱電廠，通過燃燒發(fā)電并網(wǎng)，同時還利用發(fā)電機(jī)的余熱為居民供熱?！睋?jù)了解，該項目滿足了當(dāng)?shù)?萬戶普通居民用電，2.5萬戶居民冬季采暖需求?！皬U物利用，讓秸稈有了好去處。”馬岳高興地說。

不僅如此，京安還建立“公司+合作社”秸稈機(jī)械化收集體系，帶動5000戶農(nóng)民參與秸稈收集、加工、儲存、運輸、銷售，使全縣秸稈綜合利用率達(dá)到96%以上，新增產(chǎn)值1.2億元人民幣，成為農(nóng)民收入新的增長點。

“除了發(fā)電供氣，部分秸稈經(jīng)高溫發(fā)酵等工序被制成有機(jī)肥，返回耕地，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，實現(xiàn)了增產(chǎn)增收。”馬岳說。

據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員姚宗路介紹，秸稈作為一年生植物，生長過程中光合作用吸收的二氧化碳與離田終端產(chǎn)品使用排放的二氧化碳相抵消，不會造成多余排放。秸稈可作為燃料使用，替代化學(xué)能源，減排效果十分顯著。除此之外，還可以制作肥料、飼料，做為原料、養(yǎng)菇基料等，利用非常廣泛。

2022年10月，中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《全國農(nóng)作物秸稈綜合利用情況報告》中顯示，全國農(nóng)作物秸稈綜合利用率穩(wěn)步提升。2021年全國農(nóng)作物秸稈綜合利用率達(dá)88.1%，相較2018年增長了3.4個百分點。

姚宗路表示，目前秸稈綜合利用率處于較高水平，以秸稈肥料化、飼料化為主，能源化利用為輔。秸稈成型燃料、捆燒、厭氧發(fā)酵、發(fā)電等能源化技術(shù)相對比較成熟，市場化程度較高，目前在進(jìn)行大面積推廣。下一步要推動秸稈利用由注重數(shù)量向數(shù)量質(zhì)量并舉轉(zhuǎn)變，推進(jìn)秸稈科學(xué)還田，提高耕地地力，實現(xiàn)資源高效循環(huán)固碳，大力發(fā)展秸稈高值化利用技術(shù)，提升秸稈產(chǎn)品附加值，實現(xiàn)高值利用。

糞污巧利用

在京安園區(qū)，有4個巨型綠色柱體十分搶眼。馬岳說，京安作為國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點龍頭企業(yè)，年出欄種豬超過8萬頭、商品豬超過26萬頭。30多萬頭生豬每年產(chǎn)出幾十萬噸糞污，而這4個5000立方米的厭氧發(fā)酵罐就是糞污處理的核心秘密所在。

10年前，京安開始與第一沼氣國際有限公司、北方工程設(shè)計研究院、中國農(nóng)科院等科研院所合作開展科研攻關(guān)，研發(fā)出自有知識產(chǎn)權(quán)的低濃度有機(jī)廢水高效厭氧發(fā)酵制取沼氣等專利技術(shù)16項，解決了沼氣生產(chǎn)波動大的難題，成為北方第一家利用畜禽糞污發(fā)電并網(wǎng)的沼氣發(fā)電企業(yè)。

如今，京安與全縣養(yǎng)殖場戶達(dá)成糞污收購意向，所有畜禽糞污經(jīng)發(fā)酵罐處理，產(chǎn)出沼氣，進(jìn)而發(fā)電、提純天然氣?！罢託獍l(fā)電過程中，剩余的沼液沼渣還可做為基質(zhì)，制備多種配方有機(jī)肥料，根據(jù)不同季節(jié)，不同植物，不同生長期進(jìn)行調(diào)整，形成多元化多用途肥料?！瘪R岳介紹，每年園區(qū)產(chǎn)出約25萬噸的有機(jī)肥，除供應(yīng)河北省內(nèi)，還銷往河南、山東、新疆、云南等地，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

據(jù)了解，通過沼氣發(fā)電項目、生物有機(jī)肥項目、生物天然氣項目及生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目，京安形成了完整的“氣、電、熱、肥”聯(lián)產(chǎn)生態(tài)循環(huán)“京安模式”。通過這一模式，京安公司每年生產(chǎn)沼氣1152萬立方米，發(fā)電1512萬度，經(jīng)國家核證溫室氣體自愿減排量（CCER）認(rèn)證備案，減少二氧化碳排放10.5萬噸，使養(yǎng)殖場每年減少糞便排放量30萬噸，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約5000噸。

科技助力新型肥

廢棄中藥渣能夠提高作物產(chǎn)量，讓人出乎意料。李唯和她的團(tuán)隊就是這一成果的研究者。

李唯是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院首聘副教授、“葉中送碳”團(tuán)隊（以下簡稱“團(tuán)隊”）負(fù)責(zé)人。實際上，最初李唯主攻方向為碳納米材料。該團(tuán)隊所合成的納米碳球早期較多應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，“有沒有可能結(jié)合我校農(nóng)業(yè)方向，把碳球應(yīng)用在植物身上？”導(dǎo)師雷炳富教授的話給了李唯很大啟發(fā)?！疤记蛴屑{米的尺寸，水溶性也很好，含碳量較高，最重要的是擁有能提高光合作用效率的轉(zhuǎn)光性。如果被植物吸收會有什么影響？”

順著這一思路，李唯開始了新的探索。

她發(fā)現(xiàn)，廢棄的中藥渣年產(chǎn)量近幾千萬噸，但資源化利用率卻僅有1%左右。李唯團(tuán)隊進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，藥渣中含有40%的活性成分，并且另有鈣、鐵、磷、鎂等微量元素，比較符合團(tuán)隊對原料的要求。經(jīng)過幾年科研攻關(guān)和技術(shù)更迭，“葉中送碳”項目團(tuán)隊首次用廢棄中藥渣合成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的有機(jī)納米碳肥。

這種新型碳肥在減少化肥用量的同時提高其功效。李唯介紹，“相比傳統(tǒng)的利用有機(jī)質(zhì)堆肥，我們的側(cè)重點是實現(xiàn)納米化和水溶性的提升，提高植物的光合作用效率。同時可以把空氣中更多的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，助力減少碳排放。”

廣州市從化區(qū)木棉村是團(tuán)隊一位成員的老家。村里一顆種植于明朝、年齡470余歲的著名的古樹—“荔枝皇”，被吉尼斯認(rèn)定為最大的荔枝樹。同時由于種植廣泛，荔枝成為當(dāng)?shù)芈暶h(yuǎn)播的一大特產(chǎn)。在團(tuán)隊成員耐心講解下，村里20戶農(nóng)戶同意將共計200畝耕地作為納米碳肥的試驗田。村民謝鎮(zhèn)熙說，“原來用的是普通化肥，土壤會板結(jié)，對生長影響很大。”試驗期間，他看到土質(zhì)有了顯著改善，果子的口味口感也有所提升，一年下來，自家15畝土地產(chǎn)量增加了1.2噸。“減少使用化肥后，一年能節(jié)省3千元，年收入還增加了2萬！”謝鎮(zhèn)熙特別開心。

2016-2022年，團(tuán)隊與多家農(nóng)業(yè)公司與農(nóng)村合作，將產(chǎn)品作用于多種果蔬鮮花，應(yīng)用面積500畝，均取得了良好反饋。2022年7月，由廣東省教育廳主辦、東莞理工學(xué)院承辦的第八屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽廣東省賽中，“葉中送碳—高效納米碳肥引導(dǎo)者”項目榮獲金獎，還獲得廣東省技術(shù)發(fā)明二等獎、廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣獎等榮譽(yù)。

目前，葉中送碳團(tuán)隊與廣東農(nóng)墾集團(tuán)合作進(jìn)行銷售推廣，計劃未來三年再生利用1萬噸中藥渣，緩解土壤貧瘠15萬余畝，減少碳排4萬噸；到2027年，立足碳肥領(lǐng)域，開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，公益助農(nóng)500戶，增收1000萬元，讓納米碳肥走進(jìn)千家萬戶。

“90后”李唯所在的“葉中送碳”團(tuán)隊十分年輕，他們思維活躍，想法頗多?！氨热缯f用抖音直播做推廣，巧妙和農(nóng)戶溝通以及建立商業(yè)模式，提高經(jīng)濟(jì)效益，規(guī)劃未來等?！崩钗ㄕf，在這里時常會冒出一些奇思妙想，年輕人在科研領(lǐng)域會起到多元化作用。

農(nóng)業(yè)是第二大溫室氣體排放源，也是碳排放的重要來源之一。姚宗路介紹，據(jù)測算，農(nóng)業(yè)的溫室氣體排放量是8.3億噸，占全國的7.4%，農(nóng)業(yè)在減排固碳方面潛力較大。中國自古就是農(nóng)業(yè)大國，“種植水稻、養(yǎng)殖反芻動物等，必然會產(chǎn)出溫室氣體，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的溫室氣體排放是基礎(chǔ)性的、生存性排放?！币虼怂硎荆诒Ｕ霞Z食安全的前提下，推進(jìn)農(nóng)業(yè)減排固碳，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展。

2023年中央一號文件明確提出，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)科技和裝備支撐，推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。加快農(nóng)業(yè)投入品減量增效技術(shù)推廣應(yīng)用，推進(jìn)水肥一體化，建立健全秸稈、農(nóng)膜、農(nóng)藥包裝廢棄物、畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物收集利用處理體系。這必將為農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展再添動力。