農業廢棄物秸稈高值化利用策略

金何穎　徐長樂　楊樂　曲高陽　彭靜靜

摘 要 隨著社會的發展，農業生產會產生大量的農產品廢棄物，這些農產品廢棄物被隨意丟棄、堆積和焚燒，對環境造成了嚴重影響。新時期的農業發展，提倡可持續的農業發展理念，研究了農業廢棄物的更高效率、多方面的應用，這一過程促進了我國農業廢棄物綜合利用的發展。通過各種高科技手段，可最大限度地減少農村污染問題，改善農村生態環境。推進農業廢棄物的利用，對改善農村環境污染、發展農業多元化產業和循環經濟具有重要作用。因此，針對農業廢棄物秸稈高值化利用策略進行探討。

關鍵詞 農業廢棄物;資源化利用;循環經濟

中圖分類號：F323.2;X71 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.23.101

隨著社會的發展，人們對保護環境和自然的要求越來越高，各行各業最起碼的要求就是保護環境，環境和生態問題是現階段人們面臨的問題。我國是一個農業大國，但農業廢棄物管理卻遠落后于西方國家，農業資源浪費嚴重，農業技術不夠發達，未遵循環境可持續發展的國家戰略，我國農業廢棄物管理也面臨著前所未有的問題，如何解決這一問題，是目前要面對的問題。

1 農業廢棄物概述

農業廢棄物是指在農業生產和活動中未被充分利用的有機物所產生的廢棄物，主要是第二類的秸稈和糞便。近年來，隨著農業生產和農民生活水平的逐步提高，農業產量增加，農業廢棄物的總量也在增加。如果能“變廢為寶”，提高農業廢棄物的回收率，將是改善農村環境污染，發展多元化產業和循環農業經濟的關鍵。農業廢棄物可分為4類：農業在生產運輸儲存使用過程中產生的廢物，如秸稈、果皮、枝葉等;農產品加工過程中產生的廢棄物;糞便;農業工人的生活垃圾。

秸稈約占農業廢棄物的70%。因此，秸稈回收利用是農業廢棄物綜合利用的關鍵領域[1]。農作物秸稈中的營養成分包括纖維素、蛋白質、果膠、天然膠質、氨基酸、抗生素及單糖等。在物理性能方面，農作物秸稈具有表面密度低、沖擊強度高、剛度大等特點。農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 農業廢棄物資源化利用現狀

2.1 農業廢棄物的生產和處理

根據《第二次全國污染源普查公報》公布的數據，2017年全國生產秸稈8.05億噸，累計秸稈庫存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、玉米和其他農作物（通常為粗糧）在收獲籽實后的剩余部分。根據中國糧食部門數據，2020年我國秸稈理論產量達到7.97億噸，收獲量約為6.67億噸。隨著我國農業經濟的發展，農牧業產生的廢棄物給環境帶來了很大的壓力[2]。數據顯示，2017年全國養殖場產生秸稈8.05億噸，收集廢棄物6.74億噸。畜牧業生產造成的水污染化學需氧量1 053

萬噸，氨氮11 090萬噸，總氮59 630萬噸，總磷119 700萬噸。總體來看，我國農業污染問題比較嚴重。目前，農業廢棄物總利用率為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 農業廢棄物綜合治理技術

2.2.1 肥料化

1）堆肥的自然發酵。畜禽糞便簡單地通過自然干燥和風干堆積，最后直接作為肥料使用，或者通過堆積、厭氧、好氧或兼性發酵制備有機糞便[3]。這兩種方法涉及面廣，堆肥時間長，成熟速度慢，結果質量不高，產量低，勞動強度大，并且易造成二次空氣污染。

2）好氧發酵。以谷類秸稈、糞便、雜草等廢棄物為原料，供給通風加壓，在微生物的作用下，形成好氧發酵，發酵過程中溫度高達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物，釋放出各種有機酸、肽類及氮、磷、鉀等有機物的發酵過程。在發酵過程中，所述廢棄物可以完全分解，獲得更高的產量和利潤。

3）液體厭氧消化。糞便與水混合后，送入厭氧消化器，產生的沼氣送入沼氣池，作為燃料或用于能源生產;沼液送入儲氣罐，利用滴灌系統撒在田間;定期取出沼液，作為有機基質和種植肥料。

2.2.2 能源化

秸稈和畜禽糞便混合物厭氧發酵產生沼氣、沼渣和沼液，沼氣用于發電和取暖，沼渣作為有機物和堆肥還田，沼液用于農田灌溉、深度處理和達標排放[4]。農民逐漸從低效的秸稈焚燒轉向更高效的秸稈利用，如用秸稈生產乙醇。

2.2.3 飼料化

農作物秸稈不僅可以堆肥供給土壤養分，生產肥料，還可以用來生產有經濟價值的營養動物飼料，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物質與秸稈發生化學反應，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飼料含有更多的營養成分。糞便經處理后可獲得蛋白質營養物質、高效節能的無氮浸出物和維生素。

2.2.4 基料化

秸稈、糞便和混合堆肥發酵作為食用菌栽培的基本材料，應用越來越廣泛。隨著南陽草菇種植業的不斷發展壯大，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、棉殼為基料進行交叉栽培和平菇生產的技術十分普遍。糞便與秸稈混合后用于蘑菇和墊料生產，農膜回收再利用。

2.2.5 原料化

將秸稈原料轉化為秸稈臺布等高附加值產品，是工業化生產模式的一部分。以農用家具廢棄物為原料，回收塑料顆粒，生產農用家具廢棄物的原料。以農業廢舊薄膜為原料，直接生產遮陽井蓋、塑料桶、塑料水槽等，促進了農業廢舊薄膜的循環利用。秸稈還可以用來生產塑料和建筑板材。

3 農業廢物利用存在的問題

3.1 生產經營成本高

根據不同的處理方法、投入品和處理工藝，大多數農業廢棄物生產企業生產的有機肥或有機肥原料的生產成本為200～400元，對外銷售為400～600元，兩者僅相差200元[5]。如果除去場地、設備、人工及原料或成品的收集、運輸等成本，生產生物肥或生物肥原料幾乎沒有利潤。

3.2 資源利用沒有適應性和標準化

不同的農作物秸稈具有不同的有機質、碳氮比、含水率等特性，因此加工設備的選擇和添加劑的添加量也不同，加工后的產品產量和用途甚至特性都不同。但目前實際生產中仍多為粗放式生產，沒有相關標準，導致生產過程中能耗和生產效率相對較低，產品質量不一，甚至造成二次環境污染。

3.3 生產與消費脫鉤

有機肥的主要消費群體是果園、輕工園區、甘蔗種植園等，主要是由于它們對生產質量要求較高，附加值相對較高，對有機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，會消耗大量的有機肥，且有機肥成本高、肥效慢，因此不被多數種植戶重視。

4 提高農業廢棄物高效利用的對策建議

4.1 加強工程管理和實施

4.1.1 加強組織管理

進一步加強各級政府在農產品廢棄物綜合利用工作中的主導作用，建立健全各級農產品廢棄物綜合利用工作領導小組，明確各成員單位的職責，建立有效的激勵和約束機制，建立統一的工作模式。搞好宣傳和落實，農產品廢棄物綜合利用涉及千家萬戶，涉及農業生產的諸多方面，因此搞好宣傳教育、轉變框架觀念是重要環節。

4.1.2 嚴格考核獎懲機制

各級政府要將農作物秸稈綜合利用工作列入目標考核內容，建立完善的指標體系和考核辦法，客觀評價農作物秸稈綜合利用工作的成效;建立農作物秸稈綜合利用的考核監督機制，制定并嚴格執行和落實行政責任制和責任追究制，及時通報和考核獎懲;建立“管理為主、部門聯動、央企主管、社會監督”的農業廢棄物綜合利用長效機制。

4.1.3 加強落實

明確各級農業部門的職責，制定具體實施方案，因地制宜地建立和實施一批大型項目，建設一批農業廢棄物綜合利用示范環線、市、村，層層遞進、逐漸擴大物綜合利用的規模、提高廢棄物處理的數量、增加項目整體的經濟效益。要加強綜合監管和執法，確保農業廢棄物綜合利用的成效。

4.2 加強技術支撐

做好推廣、培訓和指導工作，就是要將農機企業與相關高校、科研院所聯系起來，開發新技術和更實用的設備，利用農產品廢棄物資源，降低加工投入成本，提高生產效率，改善產出質量，從而獲得收益。推廣部門要加強宣傳、培訓和技術咨詢，提高農產品廢棄物生產者和加工者對相關處理設備和技術的認識，使生產使用者（特別是種植業主）了解有機肥施用的環境效益和長遠優勢，掌握有機肥施用技術，了解和使用有機肥施用設備，聯動多部門，加強種植業協調和教育，各類農產品廢棄物處理和種植綜合咨詢。

4.3 構建可靠的農業廢棄物收集、儲運體系

要想解決垃圾收集、運輸問題，則需加快農業垃圾收集、儲存場所的建設，根據儲存場所的日處理能力計算收集、儲存規模，通過政府或專業機構將各地農業垃圾統一收集、運輸到儲存場所進行處理，以解決農村垃圾收集、運輸問題。

參考文獻：

[1] 劉雁楠，付巧玲，劉霈珈，等.河南典型地區農業廢棄物資源化利用研究[J].安徽農學通報，2021，27（4）：126-131.

[2] 朱楓成.農業廢棄物利用的難點和對策[J].農業裝備技術，2021，47（1）：35-36.

[3] 韓成吉，劉靜，王國剛，等.農業廢棄物循環價值核算方法與案例研究[J].中國農業資源與區劃，2021，42（2）：25-34.

[4] 付麗霞.農業廢棄物綜合利用的研究與展望[J].農業開發與裝備，2021（3）：71-72.

[5] 陳玉坤.我國農業廢棄物資源化現狀與發展戰略[J].新農業，2021（3）：88-89.

（責任編輯：趙中正）