王美青 衛新 孫永朋 徐萍
加快農業廢棄物資源化利用思路與路徑
王美青 衛新 孫永朋 徐萍

農業廢棄物資源化利用是實現農業資源高效集約利用的重要形式和途徑,也是建設生態文明、發展農業循環經濟和保護生態環境的現實要求。浙江農業資源稟賦不足,人均耕地僅為全國平均水平的1/3強,人均可用水資源低于全國平均水平,且時空分布很不均衡,森林資源和生態環境容納能力也不充足。隨著全省社會經濟的快速發展、人口的持續增長以及城鎮化、工業化進程的不斷推進,農業受到的資源和環境的制約日益突出。在此背景下,加強農業廢棄物資源化利用和生態環境保護,對于加快推進“五水”共治,實現農業資源的集約、高效、持續利用,促進農業的可持續發展顯得尤為重要和迫切。
總體思路
以打造浙江美麗田園為目標,提高資源利用率和利用價值為核心,推進農業廢棄物資源綜合循環利用為重點,圍繞農業增長方式轉變,把可持續發展思想和循環經濟理念貫穿到整個資源化利用中,按照資源—農產品—農業廢棄物—再生資源(資源化)的農業資源循環利用和廢棄物資源化利用模式,堅持農業資源開發利用與生態環境保護并重,實施機制創新、技術創造、文化創意和主體創業戰略,積極構建資源節約、環境友好的農業生態經濟系統,實現農業廢棄物的減量化、無害化、資源化和高值化。
創新戰略
機制創新。進一步深化體制機制改革,以市場配置各項生產要素,建立與完善農業廢棄物資源利用投資體制,加快農業廢棄物資源化利用的市場化,建立開放進取,不斷創新,充滿活力的適應農業資源高效利用的體制機制,推進農業資源開發利用方式轉變,為農業資源高效持續利用注入動力。
技術創造。按照實現農業資源高效利用目標,進一步突出技術創新與集成,圍繞全局性、方向性、關鍵性的問題,開展聯合攻關,加快先進適用技術引進、消化、吸收步伐,突破關鍵技術瓶頸,提升整體技術創新集成能力,促進科技與生產緊密結合,提高農業資源綜合利用率,為推進農業廢棄物資源化利用提供技術支撐。
文化創意。以挖掘農業文化資源為核心,以拓展農業功能、弘揚農業文化為依托,把文化創意理念融入農業廢棄物資源化利用全過程,使文化創意與農業生產、農藝技術以及資源利用有機連接起來,變廢為寶,構筑多層次的產業鏈,形成彼此互動的產業價值體系,大幅提升農產品附加值與資源潛能。
主體創業。充分發揮各類現代新型經營主體在農業廢棄物資源化利用中的示范、帶動作用,培育各類現代農業新型經營主體,強化各類經營主體的競爭意識、創新意識、經營意識,通過政策引導、資金扶持和技術支撐,不斷提高創業主體的自主發展能力、科技創新能力和市場應對能力,成為農業廢棄物資源化利用的引領者和主體力量。
依據浙江農業廢棄物資源化利用特點,按照發展基本思路與戰略構想,并充分借鑒浙江農業廢棄物資源化利用成功經驗,從產業發展、循環利用、資源開發、功能拓展等多角度,將全省農業廢棄物資源化利用總結歸納為能源化利用、肥料化利用、飼料化利用、基質化利用、材料化利用和創意化利用等六種主要發展路徑。
能源化利用。能源化利用主要分為碳化、厭氧發酵和熱解,其中碳化是指農業廢棄物通過干燥、壓縮后,制成使用方便的新型燃料棒(塊)。厭氧發酵是指運用厭氧發酵制沼氣技術和微生物制氫技術將農業廢棄物經過多種厭氧微生物分解形成沼氣或者利用異養型的厭氧菌分解小分子的有機物制氫的過程。熱解主要通過熱解技術將農業廢棄物轉化為清潔的氣體燃料、熱解油和固體熱解焦等產品,這些產品均可作為燃料供熱解所需的熱源。能源化利用應著重消解畜禽養殖污水和以稻草秸稈為主要原料的農業廢棄物,使其經過生物與化學過程生產各種新型能源,將農業廢棄物變為能源資源,既解決農村能源短缺問題,又可以改善水環境、減少秸稈焚燒,有效保護農村生態環境。
肥料化利用。農業廢棄物肥料化分為直接利用和間接利用。直接利用是在土壤中通過微生物作用分解釋放出其中的礦物質養分供作物吸收利用,分解成的有機質、腐殖質為土壤中微生物及其他生物提供食物,以改善土壤結構、培育地力。間接利用主要通過應用高效發酵微生物篩選技術、高效有機肥生產技術、農業廢棄物的腐生生物高值化轉化技術、畜禽糞便高溫堆肥產品的復混肥生產技術、秸稈等植物纖維類廢棄物漚肥還田技術以及根茬粉碎還田技術等,將農業廢棄物轉化為生物有機肥資源,以發揮農業廢棄物在提高土壤肥力,增加土壤有機質,改善土壤結構等方面獨特的作用。無論是直接利用,還是間接利用,肥料化利用應重點消解畜禽養殖固體廢棄物,特別是采用蠅蛆、蚯蚓等生物消化技術,都可以提高廢棄物資源化利用價值,有效促進養殖污染治理和耕地質量提升,改善農業生態環境,提高土壤持續生產能力,促進農作物生長。
飼料化利用。農業廢棄物的飼料化主要分為植物纖維性廢棄物的飼料化和動物性廢棄物的飼料化。其中植物纖維性廢棄物的飼料化通過應用微生物處理轉化技術,將秸稈等植物廢棄物加工變為微生物蛋白產品;通過秸稈廢棄物氨化或青貯化處理技術,改善原料適口性和營養價值。動物性廢棄物的飼料化主要將廢棄物中未消化的粗蛋白、消化蛋白、粗纖維、粗脂肪和礦物質等經過熱噴、發酵、干燥等方法處理后摻入飼料中利用,或將其通過無害化處理后利用蠅蛆生物轉化技術,生產出水產蛋白飼料。農業廢棄物飼料化不僅可以提高其營養價值、飼料適口性和利用率,開發出優質動物蛋白資源,彌補全省水產養殖蛋白資源匱乏,而且還可以節約飼養成本,有效解決病死動物污染城鄉環境和防止人畜病共患問題。
基質化利用。農業廢棄物基質化是指將經適當處理的農業廢棄物作為農業生產的育苗和栽培基質,其主要起到支撐、固定植株,為植物根系提供穩定協調的水、氣、肥環境的作用,可用于食用菌栽培和蔬菜、花卉等設施育苗及栽培基質原料。如部分食用菌生產廢料和山核桃蒲殼(細料)可用于生產蔬菜育苗基質,山核桃蒲殼(粗料)和山茶果殼經生物發酵處理后可用于鐵皮石斛、蘭花等高檔植物的栽培基質,提升農業廢棄物的資源利用價值。通過農業廢棄物基質化利用不僅可以降低農業生產成本,提高農作物產量和品質,還能有效促進種苗產業發展,為資源化利用農業廢棄物提供一條重要途徑,有助于推動設施農業及其相關產業的發展。
材料化利用。農業廢棄物材料化是農業廢棄物資源化利用新拓展的一個領域,其主要是利用農業廢棄物中的高纖維性植物廢棄物等生產紙板、人造纖維板、輕質建材板等多種材料的原料,以及作為生產白炭黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、新型保溫材料、建筑材料、調味食品、化妝品、工業添加劑等的原料。通過農業廢棄物材料化的循環高效利用,不僅可以彌補木材等原料的短缺,減少林木砍伐,保護森林資源,而且還可以充分有效地利用農業廢棄物資源,降低廢棄物對空氣、水和土壤等生態環境的污染。
創意化利用。近年來,隨著創意農業的不斷發展和農業文化進一步弘揚,人們開始把文化創意理念逐漸融入到農業廢棄物資源化利用中,充分利用農業廢棄物生產精美的雕刻工藝品、貼畫作品、裝飾用品、竹花盆等各種工藝品,展示傳承農業文化,提升產品附加值,延伸農業產業鏈,推進農業產業轉型升級。隨著理念的不斷更新,科技的不斷進步,農業廢棄物創意化利用范圍日益廣泛,有著廣闊的發展前景,也是未來農業廢棄物利用的一個重要方向。
作者單位:浙江省農業科學院;本文研究受到浙江省發展和改革委員會農業資源區劃項目“資源高效利用視角下浙江農業廢棄物資源化利用路徑研究”的資助