張野+何鐵光+何永群+李婷婷+秦芳+蘇利榮+李忠義+胡鈞銘+韋彩會

摘 要：通過對我國農業(yè)廢棄物產出現(xiàn)狀、生態(tài)環(huán)境危害以及目前幾種主要的利用途徑等進行綜合分析，概述了農業(yè)廢棄物資源化開發(fā)利用過程中的限制因素和技術瓶頸，同時結合我國社會、經(jīng)濟發(fā)展的目標，提出農業(yè)廢棄物循環(huán)利用的針對性政策建議，以期最大限度地提高農業(yè)廢棄物資源化利用的效率和整體效益，促進我國循環(huán)農業(yè)的可持續(xù)快速發(fā)展。

關鍵詞：農業(yè)廢棄物 資源化利用 利用途徑

目前，隨著我國集約化農業(yè)和農產品加工業(yè)的飛速發(fā)展，已經(jīng)打破了傳統(tǒng)農業(yè)中對廢棄物的循環(huán)利用環(huán)節(jié)和方式，出現(xiàn)了農業(yè)廢棄物處理不當，利用效率不高以及資源浪費等諸多問題，而大量農業(yè)廢棄物的過度累積也使其成為生態(tài)環(huán)境污染的重要來源，不僅造成了農業(yè)生態(tài)環(huán)境質量不斷惡化，危害人們的身心健康，同時也導致大量附加值高的有用成分和養(yǎng)分資源流失，極大地削弱了我國現(xiàn)代農業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力 [1-3]。而我國農業(yè)部關于農業(yè)科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃（2011～2015年）發(fā)展目標中明確指出要顯著加強農業(yè)資源利用和生態(tài)環(huán)境保護，主要農作物秸稈綜合利用率達到80 %以上，畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用率達60 %以上，農業(yè)生態(tài)環(huán)境顯著改善。因此，切實有效地實現(xiàn)農業(yè)廢棄物的資源化高效綜合利用和無害化處理，同時延長農業(yè)生態(tài)產業(yè)鏈，促進資源、能源的梯級利用已成為我國循環(huán)農業(yè)發(fā)展過程中亟需解決的緊迫任務 [4-5]。文章擬通過對我國農業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀進行綜合分析，以期為實現(xiàn)我國生態(tài)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

1 我國農業(yè)廢棄物產出現(xiàn)狀

農業(yè)廢棄物是指農業(yè)生產和農村居民生活中必然生產的非產品產出，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業(yè)生產和再生產鏈環(huán)中資源投入與產出在物質和能量上的差額，是資源利用過程中產生的物質能量流失份額 [6]。狹義的農業(yè)廢棄物是指整個農業(yè)生產過程中被丟棄的有機類物質，主要有4種類型：一是農業(yè)生產廢棄物，如農作物秸稈、雜草、谷殼、果殼、林木枯枝落葉、殘留的農藥和化肥、廢舊農膜等；二是農副產品加工廢棄物，如豆餅粕、木屑、糟渣、玉米芯、甘蔗渣、動物皮毛等；三是畜禽的排泄物，即畜禽糞便和畜欄墊料等；四是農村居民生活廢棄物，如人類糞尿及生活垃圾等。通常說的農業(yè)廢棄物主要指前3種 [7]。據(jù)統(tǒng)計，中國作為世界上農業(yè)廢棄物產出量最大的國家，每年大約產出約40多億t，農作物秸稈7億t，其中稻草2.3億t，玉米秸稈2.2億t，豆類和雜糧作物秸稈1.0億t，花生、薯類蔓藤和甜茶葉等蔬菜廢棄物1.8億t，廢棄農膜等塑料2.5萬t；畜禽糞便量26.1億t，其中牛糞12.7億t，豬糞4.7億t，羊糞5.4億t，家禽糞3.3億t；鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人糞便2.5億t；肉類加工廠和農作物加工場廢棄物1.5億t，餅粕類0.25億t，林業(yè)廢棄物（不包括薪炭柴）0.5億t，其他類有機廢棄物約有0.5億t，折合7億t的標準煤 [1，8]。隨著農村人口的增加和農村經(jīng)濟的巨大發(fā)展，預計到2020年，我國農業(yè)廢棄物產出量將超過50億t，這些“放錯位置的資源”具有巨大的資源容量和潛力。

2 農業(yè)廢棄物對生態(tài)環(huán)境質量的影響

以前，我國農村對農業(yè)廢棄物的處理方式主要是將其作為有機肥直接還田，這在促進物質能量循環(huán)方面和培肥地力方面都發(fā)揮了很大的促進作用，但是現(xiàn)在農民開始逐步改變了傳統(tǒng)的生活用能和生產用肥方式，使得農業(yè)廢棄物相對過剩問題日益突出，成為生態(tài)環(huán)境的重要污染源 [9]。農業(yè)廢棄物的不斷堆積占據(jù)了大量的耕地，農民大多采取焚燒的方式來解決問題，但是焚燒會使表層土壤5 cm處溫度達65 ℃～90 ℃，這會抑制土壤中微生物生長，阻斷農田生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，影響農作物養(yǎng)分的轉化和供應，造成大量有機質流失，土壤結構遭到破壞，肥力減弱。其次，農業(yè)廢棄物燃燒過程中還產生大量氮氧化物、二氧化硫、碳氫化合物及煙塵，經(jīng)過太陽光照作用產生的有害物質又進一步造成二次污染，造成大量煙霧，使空氣質量下降，PM值升高，嚴重影響人類生存環(huán)境。而沒有被焚燒或利用的廢棄物被隨意的丟棄在村頭、路邊，長期得不到有效處理，從而腐爛變質，散發(fā)出惡臭氣招惹蠅蚊，傳播病菌，污染生活環(huán)境 [10]。尤其是畜禽糞便含有過量礦物元素、致病菌和寄生蟲，在嫌氣的狀態(tài)下會產生大量有毒的化學物質，這些有害成分能夠直接或間接進入地表水體，導致河流嚴重污染，水體嚴重惡化，致使公共供水中的硝酸鹽含量及其他各項指標嚴重超標，而污水會引起傳染病和寄生蟲的蔓延，傳播人畜共患病，直接危害人的健康。

3 農業(yè)廢棄物的主要利用途徑

近年來，國內外農業(yè)廢棄物的資源化利用技術與研究得到較大的進步，其資源化利用日益呈現(xiàn)多樣化趨勢。從總體來看，農業(yè)廢棄物的資源化利用方式主要集中在肥料化、飼料化、能源化、基質化、工業(yè)原料化及生態(tài)化等幾個方向 [11]。

3.1 農業(yè)廢棄物肥料化應用

農業(yè)廢棄物肥料化利用是一種非常傳統(tǒng)的應用方式，分為直接利用和間接利用。直接利用就是將秸稈或糞便直接還田，該技術優(yōu)點是易于操作，省工省事。有關研究表明，直接還田的廢棄物在土壤中經(jīng)過微生物作用進行緩慢分解，釋放其中的礦物質養(yǎng)分，供植物吸收利用，其分解出來的有機質和腐殖質也可為土壤中的微生物及其他生物提供食物，這在一定程度上起到了改土培肥，提高農作物產量作用。但是其缺點是自然分解速度慢、秸稈腐熟發(fā)酵過程中有可能會損壞作物根部，從而影響農作物生長 [12]。間接利用主要是廢棄物通過堆漚腐解（堆肥）、過腹、燒灰等方式進行還田，這些也成為幾千年來農民提高土壤肥力的重要手段，但是間接利用方式也存在堆放腐解時間長，占據(jù)空間大等弊端，使得農業(yè)廢棄物總量不斷增加與環(huán)境承載能力不斷下降的矛盾日漸突出 [13]。隨著科技水平的提高，利用催腐劑、速腐劑、酵素菌等生物制劑，將傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝與現(xiàn)代工業(yè)化設備相結合，使得農業(yè)廢棄物肥料化利用近年來迅速朝著機械化、規(guī)模化和專業(yè)化方向發(fā)展，而產業(yè)化開發(fā)利用廢棄物生產有機肥產品具有產量高、周期短、肥效高、污染小、宜運輸?shù)戎T多優(yōu)點，但應用時也需解決能耗高、菌劑成本高等問題。endprint

3.2 農業(yè)廢棄物飼料化應用

農業(yè)廢棄物中含有大量的蛋白質和纖維類物質，經(jīng)過適當技術處理便可作為畜禽飼料應用，包括植物纖維性廢棄物的飼料化和動物性廢棄物的飼料化。植物纖維性廢棄物主要指農作物秸稈類物質，其中含有纖維類物質和少量的蛋白質，利用機械加工粉碎、氨化、氧化、青貯、發(fā)酵、酶解等理化方法和生物學方法進行復合處理，把動物難以高效吸收利用的秸稈類物質深加工，提高其適口性和營養(yǎng)價值利用率 [14]。動物性廢棄物的飼料化主要指畜禽糞便和加工下腳料的飼料化，其中含有未消化的粗蛋白、消化蛋白、粗纖維、粗脂肪和礦物質等，經(jīng)過熱噴、發(fā)酵、干燥等方法加工處理后摻入飼料中飼喂利用，但是，動物性廢棄物的飼料化技術目前發(fā)展還不完善，仍存在太多的安全隱患，所以目前不是農業(yè)廢棄物利用的主要發(fā)展方向。

3.3 農業(yè)廢棄物能源化應用

目前我國主要將農業(yè)廢棄物通過生物發(fā)酵制備沼氣，可有效促進我國生態(tài)良性循環(huán)、緩解農村能源緊張，但存在技術落后，農業(yè)廢棄物利用率低等缺點?，F(xiàn)在全球科研工作者普遍把目光關注在農業(yè)廢棄物生物質通過化學、物理、物理化學方法或者生物技術轉化成生物乙醇、丁二醇、糠醛、呋喃類產品的研究。農業(yè)廢棄物生物質的主要成分為纖維素、半纖維素和木質素，具有產量大、再生周期短、環(huán)境友好等優(yōu)點。利用現(xiàn)代技術分解和轉化木質纖維素原料，不僅能使生物資源得到有效利用，而且對緩解環(huán)境污染和能源危機具有巨大的現(xiàn)實意義。巴西是利用甘蔗渣制備生物乙醇的主要國家，所產生的生物乙醇與汽油混合物（24 %生物乙醇，76 %汽油）廣泛應用于交通運輸?shù)刃袠I(yè)。能源化利用的另外一個非常有潛力的方向是微生物制氫技術，該技術主要是利用異養(yǎng)型的厭氧菌或固氮菌分解小分子的有機物制氫的過程，具有微生物比產氫速率高、不受光照時間限制、可利用的有機物范圍廣、工藝簡單等優(yōu)點，目前該技術還沒有被廣泛利用，只有哈爾濱有世界首個工程實例—發(fā)酵法生物制氫 [15]。

3.4 農業(yè)廢棄物基質化應用

基質化利用是指一些農作物秸稈、農產品副產品、二次利用的有機廢棄物以及養(yǎng)殖廢棄物等農業(yè)廢棄物經(jīng)過適當處理后，可作為農業(yè)栽培的基質原料，類似玉米秸、花生殼、甘蔗渣、木薯渣、雞糞?；|處理重點在于原料的選取及配比，和原料的前處理。優(yōu)異的基質應具有適宜的理化性質，其中易分解的有機物能大部分分解，施入土壤后不產生氮的生物固定，同時，通過降解去除酚類等有害物質，達到消滅病原菌和病蟲卵等標準，達到為植株根系提供穩(wěn)定的水、氣、肥環(huán)境，并起到固定、支持植株的作用 [16]。

3.5 農業(yè)廢棄物工業(yè)原料化應用

3.5.1 秸稈炭化

以碳水化合物為主要成分的秸稈中的木質素由于具有軟化點，屬于非晶體。對秸稈進行加熱時，溫度達到70 ℃～110 ℃，木質素就塑化具有黏性，在140 ℃～270 ℃時，則液化成膠黏劑，此時施加一定壓力使其與纖維素緊密粘接，并與相鄰秸稈顆粒互相膠接，待冷卻后即可固化、炭化，然后將生物質壓塊進一步加工處理，生產出可供燒烤等使用的木炭；通過固化、炭化等技術還可將秸稈做成活性炭材料，可除異味。

3.5.2 制備復合材料

利用植物纖維性廢棄物可生產人造纖維板、紙板、輕質建材板等建筑裝飾和包裝復合材料，如以石膏為基體材料，纖維性廢棄物為增強材料，可生產出具有吸音、隔熱透氣、裝飾等特性的植物纖維增強石膏板；利用稻殼作為生產白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料；以秸稈、甘蔗渣等植物纖維性廢棄物為原料進行粉碎，加入適量黏合劑、無毒成型劑、耐水劑和填充料等助劑，經(jīng)攪拌捏合后成型制成可降解快餐具，以替代一次性泡沫塑料餐具。利用棉稈皮、棉鈴殼等含有酚式羥基化學成分制成吸收重金屬的聚合陽離子交換樹脂等 [17-18]。從農業(yè)廢棄物中提取多糖，可作為果蔬的涂膜保鮮劑、可食性的包裝材料，已經(jīng)工業(yè)上的絮凝劑、潤滑劑和保濕劑等。

4 農業(yè)廢棄物資源化利用存在的問題

4.1 農業(yè)生產者廢棄物資源化利用和環(huán)保意識淡薄

許多農業(yè)生產者在農業(yè)廢棄物資源化利用方面的意識及環(huán)保意識淡薄，往往只看重眼前利益，加之政府、媒體的宣傳力度不夠，導致他們對農業(yè)廢棄物資源化利用的認識程度不足，而不愿意對廢棄物資源進行深度利用，導致農業(yè)廢棄物資源的大量浪費和環(huán)境的嚴重污染。其作為農業(yè)廢棄物資源化利用的主要實施者，只有讓他們充分認清農業(yè)廢棄物資源化和無害化處理的重要性和給他們帶來的好處，他們才會自覺行動起來。

4.2 技術不成熟，投入成本高，處理出來的產品附加值低

目前對于農業(yè)廢棄物的處理技術應用多處于初加工階段，缺乏專業(yè)性、針對性，但是隨著產業(yè)化進程的發(fā)展，這樣沒有形成完整成熟的技術體系因產業(yè)化程度低是很難支撐起整個產業(yè)鏈中數(shù)量龐大的農業(yè)廢棄物。農業(yè)廢棄物從產生到作為資源使用，中間需要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)需要消耗勞動力、物力等成本，所以農業(yè)廢棄物實際處理使用成本中主要是中間環(huán)節(jié)的成本，而目前農業(yè)廢棄物處理后產品的附加值低，再加之分散經(jīng)營的企業(yè)觀察到盈利的渺茫性，經(jīng)營舉步維艱，其主動參與農業(yè)廢棄物資源化處理行業(yè)的積極性不高，使農業(yè)廢棄物處理技術應用難以實現(xiàn)規(guī)?；?。因此目前農業(yè)廢棄物處理主要是依靠政府推動或科技項目支持。

4.3 資金投入或扶持力度不夠

目前，我國雖已出臺了農業(yè)廢棄物資源化利用相關的政策法規(guī)，也有了明確的農業(yè)廢棄物資源化利用的目標，但由于政策扶持和資金支持的不足或缺乏，一些實質性、可操作性的政策措施尚未很好地建立或執(zhí)行，如鼓勵農業(yè)生產者進行農業(yè)廢棄物利用的優(yōu)惠政策太少或支持力度不夠，缺乏有效的激勵機制。

4.4 農業(yè)廢棄物利用的社會化服務體系尚未形成

如廢棄物資源的信息服務體系、技術服務體系、加工生產體系、市場服務體系、企業(yè)與農戶的對接與組織模式等，因此，在一定程度上制約了農業(yè)廢棄物資源的產業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。endprint

5 相應的政策建議

5.1 建立健全農業(yè)廢棄物綜合利用的法規(guī)和政策

為了高效率地推動我國農業(yè)廢棄物的資源化利用工作，需要政府建立健全相關的政策法規(guī)，包括農業(yè)大型種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)項目的選擇、環(huán)境影響評價，生產廠家的建立與管理及扶持辦法。例如：美國在聯(lián)邦水污染法中的規(guī)定側重于畜禽養(yǎng)殖場建設管理，超過一定規(guī)模的畜禽養(yǎng)殖場，建場必須通過環(huán)境許可；通過減免稅和低利融資等辦法，積極鼓勵、引導投資；建立綜合利用產品的品質標準和生產環(huán)境標準，以及鼓勵與扶持農民開展生態(tài)建設的激勵政策與懲罰措施等。例如：新加坡政府規(guī)定，養(yǎng)豬場的污水排放必須小于250 mg/L。為此，養(yǎng)豬場需付出相當高的代價，相當于每銷售1頭豬分攤7.45美元。

5.2 注重技術創(chuàng)新，加快產業(yè)化進程

在未來的廢棄物資源化利用過程中，要把新技術、新工藝的研究放在突出位置，注重技術創(chuàng)新，提升產品的技術含量。比如發(fā)酵工程中微生物的篩選和高效工程菌的構建，新型酶制劑的選擇等。要依據(jù)不同經(jīng)濟發(fā)展水平和地區(qū)資源優(yōu)勢，因地制宜地將現(xiàn)代科學技術與傳統(tǒng)農業(yè)技術優(yōu)化結合，構建農業(yè)廢棄物資源化高效利用生態(tài)模式。其次，因為農業(yè)的現(xiàn)代化和產業(yè)化的逐步發(fā)展，規(guī)?；⒓s化的農場、養(yǎng)殖場日益增多，伴隨農業(yè)生產的產業(yè)化，其廢棄物的資源化和無害化利用也必須同步走產業(yè)化的發(fā)展道路。因此，必須制定優(yōu)惠政策鼓勵和扶持一批農業(yè)廢棄物資源綜合利用的龍頭企業(yè)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，發(fā)展相關產業(yè)。對農業(yè)廢棄物的資源化利用和無害化處理逐步由小型化、分散化向工廠化、規(guī)?；?、標準化、高效化的深度發(fā)展，以實現(xiàn)農業(yè)廢棄物的產業(yè)化發(fā)展目標。

5.3 積極發(fā)展循環(huán)農業(yè)，加大農村環(huán)境治理力度

以科學發(fā)展觀為指導，利用現(xiàn)在的農業(yè)廢棄物利用技術，以示范點帶動，改造傳統(tǒng)農業(yè)生產方式，提高農業(yè)資源利用效率。善于結合當?shù)氐穆糜螘r機，在農業(yè)生產過程中的不同環(huán)節(jié)恰當?shù)娜谌肟萍?、包裝、栽培等創(chuàng)意元素，以促進物質循環(huán)，提高經(jīng)濟效益；普及農村戶用沼氣和養(yǎng)殖場沼氣，因地制宜地發(fā)展太陽能小水電等清潔能源，形成“清潔能源”生態(tài)農業(yè)模式，緩解能源緊缺壓力；加快農業(yè)廢棄物生物質項目的研發(fā)，為循環(huán)農業(yè)提供良好的技術支撐。在發(fā)展循環(huán)農業(yè)的同時，加快建設農村生活垃圾集中收運體系，采取分散收集、集中清運、集中處置方法，提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)農村生活垃圾處理能力加強農村面源污染防治；對新建畜禽養(yǎng)殖場實行嚴格的環(huán)境質量評價，同時，積極推進生物污染治理技術，實現(xiàn)污水和糞便零排放；大力推廣使用無毒可降解農用薄膜，加強農用塑料薄膜回收再利用，同時，制定聯(lián)合農資企業(yè)制定適當?shù)姆道贫?，讓農民積極的參與到對肥料包裝袋和農藥瓶回收處理中，加大農村白色污染治理力度。

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