重慶市蔬菜基地尾菜資源化利用模式研究

韋秀麗，劉 科，徐 進(jìn)，李 平，高立洪

(1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)村可再生能源開(kāi)發(fā)利用南方科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，重慶 401329；3.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)與設(shè)備研發(fā)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401329)

重慶市地處長(zhǎng)江中上游，位于三峽庫(kù)區(qū)腹心之地，境內(nèi)山地面積占76%，丘陵占22%，河谷平壩僅占2%；主要河流有長(zhǎng)江、嘉陵江、烏江、涪江、綦江、大寧河等，年降水量1 105.5 mm，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫在18 ℃左右，年日照時(shí)數(shù)1 200～1 400 h，冬暖夏熱、雨量充沛、溫潤(rùn)多陰，是我國(guó)西南地區(qū)重要的蔬菜生產(chǎn)基地。蔬菜種植范圍廣、生產(chǎn)周期短、投資見(jiàn)效快、總體效益較好，是全市農(nóng)業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)，也是貧困農(nóng)戶的重要增收來(lái)源，逐漸成為重慶市脫貧攻堅(jiān)的重要產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，重慶市大力發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)，按照“調(diào)減大宗菜，增種錯(cuò)季菜，補(bǔ)充特色菜”的思路進(jìn)行產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整，基本構(gòu)建形成了重慶主城都市區(qū)蔬菜保供基地、區(qū)縣蔬菜保供基地、集鎮(zhèn)蔬菜保供基地的3級(jí)蔬菜保供體系和以重慶三峽庫(kù)區(qū)為重點(diǎn)的加工蔬菜產(chǎn)業(yè)帶格局。全市蔬菜年播種面積保持在75萬(wàn)hm2左右，總產(chǎn)量超過(guò)2 000萬(wàn)t，產(chǎn)值超過(guò)340億元。

蔬菜產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了大量尾菜廢棄物。尾菜是蔬菜在收獲中產(chǎn)生的無(wú)商品價(jià)值的根、莖、葉，以及在收獲、貯存、加工及運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的廢果、劣果、爛菜葉等[1-3]。在蔬菜基地，尾菜的產(chǎn)生量大、集中且季節(jié)性強(qiáng)，葉菜類尾菜含水率高、易腐爛，保存周期短；莖稈藤蔓類尾菜木質(zhì)纖維素含量高、不易腐爛，是目前急需處理和開(kāi)發(fā)利用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物[4]，關(guān)系到蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重要問(wèn)題，關(guān)乎蔬菜產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)及農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。筆者對(duì)重慶市蔬菜尾菜產(chǎn)生量進(jìn)行了估算及特點(diǎn)分析，并經(jīng)過(guò)調(diào)研，總結(jié)了重慶市目前尾菜處理利用模式，同時(shí)提出了尾菜利用過(guò)程中存在的問(wèn)題及相關(guān)建議。

1 尾菜產(chǎn)生量估算及特點(diǎn)

不同類型蔬菜的尾菜產(chǎn)生量不同，根據(jù)調(diào)研重慶市蔬菜生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合文獻(xiàn)資料，尾菜的產(chǎn)量按照蔬菜產(chǎn)量的30%左右計(jì)[5-7]，并通過(guò)統(tǒng)計(jì)年鑒等資料收集重慶市2011—2020年蔬菜產(chǎn)量數(shù)據(jù)，估算出尾菜產(chǎn)量，詳見(jiàn)表1。重慶市蔬菜播種面積、蔬菜產(chǎn)量、尾菜產(chǎn)量逐年增大，到2020年蔬菜產(chǎn)量超過(guò)2 090萬(wàn)t、尾菜產(chǎn)量超過(guò)620萬(wàn)t。在蔬菜基地尤其是集中連片的基地尾菜產(chǎn)量更高、更為集中。

表1 2011—2020年重慶市蔬菜產(chǎn)量及尾菜產(chǎn)生量估算

與畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈等有機(jī)廢棄物相比，尾菜具有含水率高、有機(jī)質(zhì)含量高、保存周期短、不易運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)[8]。尾菜的碳氮比(C/N)較低，在7.60～22.35[9]，在發(fā)酵時(shí)需添加畜禽糞便等物料調(diào)配C/N至25.00左右使之易于發(fā)酵。尾菜比較容易分解，有機(jī)物含量較高，含有大量的糖類、半纖維素等營(yíng)養(yǎng)成分，資源化再利用潛力較高[10]。

葉菜類尾菜主要是老菜葉及其根部，或者是不可作為商品的菜葉，在重慶地區(qū)主要種類有飄兒白、芹菜、水白菜、空心菜、萵筍、花菜、甘藍(lán)、兒菜、青菜頭、蘿卜等的尾菜，多數(shù)集中在冬春季節(jié)產(chǎn)生。葉菜類尾菜具有含水量較大、木質(zhì)化程度低、C/N較低、易腐爛變質(zhì)等特點(diǎn)，含水量多數(shù)能達(dá)到85%以上，甚至達(dá)到90%以上。

莖稈藤蔓類尾菜主要是茄果類蔬菜的藤蔓或莖稈，在重慶地區(qū)主要種類有紅苕、黃瓜、絲瓜、冬瓜、苦瓜、番茄、辣椒、茄子等的尾菜，多數(shù)集中在夏秋季節(jié)產(chǎn)生。莖稈藤蔓類尾菜具有含水量較低、木質(zhì)素含量高、木質(zhì)化程度高、C/N較低、不易腐爛變質(zhì)等特點(diǎn)。

2 尾菜處理利用模式

經(jīng)過(guò)調(diào)研璧山區(qū)、潼南區(qū)、綦江區(qū)等蔬菜基地，目前重慶市蔬菜基地種植大戶對(duì)蔬菜綠色清潔種植有了一定的認(rèn)識(shí)，尾菜處理利用水平有了較大提升，處理利用率達(dá)到85%以上。對(duì)尾菜的處理利用模式主要有肥料化模式、飼料化模式、能源化模式、生態(tài)化模式等，其中以肥料化模式為主。

2.1 肥料化模式尾菜肥料化是尾菜在一定條件下通過(guò)微生物或酶制劑作用，分解成有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)供作物吸收利用。尾菜制成的有機(jī)肥具有營(yíng)養(yǎng)全面、肥效長(zhǎng)、易于被作物吸收等特點(diǎn)，同時(shí)可以提高土壤肥力，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)[3]。肥料化利用是目前重慶地區(qū)蔬菜基地尾菜處理利用最為普遍的模式，得到了廣泛的推廣應(yīng)用，最大限度解決蔬菜基地田間環(huán)境污染問(wèn)題。肥料化模式主要有直接還田、田間堆漚還田、好氧堆肥還田，其中以直接還田為主。

2.1.1直接還田。尾菜直接還田是尾菜直接或粉碎后還田，在土壤微生物的作用下緩慢分解，釋放出礦物質(zhì)養(yǎng)分，供作物吸收利用的過(guò)程[11]，具有可就地處理、操作簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是重慶市尾菜處理利用最直接、最傳統(tǒng)、最主要的方式。據(jù)調(diào)查，以這種方式處理的尾菜占處理利用總量的70%以上，尤其是在集中連片的蔬菜基地。

結(jié)球甘藍(lán)、花椰菜、萵筍、芹菜、芥菜、大白菜、蘿卜、水白菜、芥藍(lán)、兒菜、青菜頭等葉菜類尾菜比較適合采用直接還田，含水量較高、木質(zhì)化程度較低，比較容易腐熟分解，但后茬作物的種植時(shí)間需安排好，以免腐熟不充分影響到下茬蔬菜播種質(zhì)量，容易造成缺苗和病蟲(chóng)危害。木質(zhì)化程度較高的莖稈藤蔓類尾菜不宜直接還田。

為了使得尾菜快速充分腐熟，也可噴灑腐熟菌劑后通過(guò)旋耕機(jī)等機(jī)械翻壓，將尾菜與土壤掩埋混合，促進(jìn)發(fā)酵、腐爛，變成肥料，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，不影響后茬作物的種植。目前各區(qū)縣正在大力推廣應(yīng)用，但也存在著腐熟菌劑質(zhì)量參差不齊、效果好的菌劑較少且菌劑成本較高等問(wèn)題。

2.1.2田間堆漚還田。尾菜堆漚還田也是比較常見(jiàn)的方式，在重慶蔬菜基地中應(yīng)用也比較普遍，是將尾菜收集后堆置在田間地頭的堆漚池中進(jìn)行腐熟發(fā)酵，發(fā)酵完全后可還田。田間堆漚實(shí)現(xiàn)尾菜就地就近處理利用，操作維護(hù)簡(jiǎn)易，不需要經(jīng)常翻攪堆肥原料[12]，可減少勞動(dòng)量，成本較低，適用于含水率高、易于腐爛的葉菜類尾菜處理，如冬春季產(chǎn)量大且集中的青菜頭、甘藍(lán)、花椰菜等尾菜。莖稈藤蔓類尾菜木質(zhì)素含量較高，很少采用堆漚處理。堆漚腐熟期較長(zhǎng)(45～75 d)，漚肥是一種有機(jī)質(zhì)較高的偏酸性有機(jī)肥，對(duì)改良?jí)A性土壤有良好作用[7]，但堆漚過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生臭味，增加溫室氣體排放。

2.1.3好氧堆肥還田。尾菜好氧堆肥還田是將尾菜收集后，經(jīng)過(guò)鍘切或粉碎處理，與動(dòng)物糞便或微生物菌劑混合堆放，在高溫下(50～70 ℃)經(jīng)發(fā)酵腐熟及微生物分解而變成有機(jī)肥還田。好氧堆肥溫度高，可以最大限度消滅病原菌，有機(jī)物分解速度快，堆肥周期較短[3]，適用于各種類型尾菜的處理?？稍谔镩g就地分散覆膜堆肥，也可采用設(shè)施設(shè)備集中堆肥，實(shí)現(xiàn)尾菜堆肥處理機(jī)械化和工廠化。好氧堆肥目前在重慶蔬菜基地應(yīng)用不多見(jiàn)，在有些區(qū)縣的畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目中尾菜能夠與農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便協(xié)同好氧堆肥處理，實(shí)現(xiàn)肥料化利用。

2.2 飼料化模式尾菜具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有多種維生素、膳食纖維、礦物質(zhì)、糖類、有機(jī)酸和芳香物質(zhì)等，是較好的飼料資源之一[13]。尾菜飼料化是通過(guò)切碎、脫水、發(fā)酵等物理或生物處理之后轉(zhuǎn)變?yōu)轱暳?，可提升飼料養(yǎng)分、降低動(dòng)物飼養(yǎng)成本[14]，同時(shí)也可代替部分飼料，解決養(yǎng)殖業(yè)飼料短缺問(wèn)題。目前重慶地區(qū)的尾菜飼料化模式有作飼草鮮食飼料、青貯飼料、作飼料加工原料等方式，其中以作飼草鮮食飼料為主，占尾菜飼料化利用的90%以上。

2.2.1作飼草鮮食飼料。作飼草鮮食飼料的尾菜主要是以葉菜類尾菜為主，也有部分紅苕藤。蔬菜基地周邊有養(yǎng)殖的農(nóng)戶或養(yǎng)殖大戶將新鮮的尾菜撿拾收集后，切碎，作為禽畜(雞、鴨、鵝、豬、牛)的口糧添加，替代部分飼料，在一定程度上減少畜禽養(yǎng)殖戶的飼料成本。

2.2.2青貯飼料。尾菜青貯飼料是利用乳酸菌等微生物的發(fā)酵改變尾菜的理化性狀[3]。經(jīng)過(guò)青貯處理可以延長(zhǎng)飼料儲(chǔ)存時(shí)間，并提升飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高消化吸收率，是蔬菜尾菜飼料化利用的有效途徑[11]。作青貯飼料的尾菜含水量不宜太高，為65%左右。有少部分養(yǎng)殖大戶將尾菜收集后經(jīng)過(guò)青貯形成青貯飼料飼養(yǎng)肉牛，經(jīng)過(guò)青貯處理后的尾菜飼料適口性較好，提高肉牛采食量，飼養(yǎng)效果良好。

2.2.3作飼料加工原料。尾菜經(jīng)過(guò)清洗、壓濾、烘干等工序生產(chǎn)加工成飼料，主要是降低含水率、延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間。壓濾是脫水的一種方式，尾菜壓濾后含水量可降至30%～60%，再加入玉米蛋白粉、稻殼粉、膨潤(rùn)土等，通過(guò)造粒、制塊等[3]，制成畜禽飼料，提高飼料營(yíng)養(yǎng)和適口性。在潼南農(nóng)業(yè)科技園區(qū)蔬菜基地引進(jìn)了尾菜脫水生產(chǎn)企業(yè)，將尾菜進(jìn)行脫水后加工成飼料，進(jìn)一步延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。

2.3 能源化模式厭氧消化是處理有機(jī)廢棄物的一種有效方式，在回收清潔能源的同時(shí)又能獲得沼渣、沼液肥料，還可減少CO2、CH4等溫室氣體排放，節(jié)能減排。在重慶有些區(qū)縣的農(nóng)戶結(jié)合已有的沼氣池來(lái)處理蔬菜尾菜，將尾菜作為沼氣池入池原料之一，彌補(bǔ)農(nóng)戶畜禽養(yǎng)殖量少導(dǎo)致糞污原料不足的問(wèn)題。但在實(shí)際操作中，不同種類蔬菜尾菜的性質(zhì)和組成不同，單一種類原料營(yíng)養(yǎng)成分的結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，容易引起發(fā)酵系統(tǒng)酸化，抑制產(chǎn)甲烷菌活性[11]，導(dǎo)致沼氣池發(fā)酵效果不好，甚至停用。

2.4 生態(tài)化模式

2.4.1黃粉蟲(chóng)生態(tài)化處理模式。黃粉蟲(chóng)食性極雜，能吃各種糧油作物加工的副產(chǎn)品和各種蔬菜葉子[15]，通過(guò)黃粉蟲(chóng)的過(guò)腹轉(zhuǎn)化處理，將低值的尾菜轉(zhuǎn)變成高附加值的昆蟲(chóng)蛋白[3]，同時(shí)能產(chǎn)生黃粉蟲(chóng)糞，蟲(chóng)糞富含蛋白質(zhì)和氨基酸，主要用于飼料。黃粉蟲(chóng)的生物量每增加1 t，即可消納7～8 t尾菜[16]。黃粉蟲(chóng)生態(tài)化處理模式在甘肅等地區(qū)有推廣應(yīng)用，但在重慶地區(qū)應(yīng)用較少。

2.4.2蚯蚓生態(tài)化處理。蚯蚓是一種雜食性的環(huán)節(jié)動(dòng)物，食量大、繁殖快、分解有機(jī)物能力強(qiáng)。利用蚯蚓過(guò)腹轉(zhuǎn)化的能力，把尾菜、畜禽糞便等有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為動(dòng)物蛋白和蚯蚓糞有機(jī)肥，具有工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，是一種低成本規(guī)模化處理有機(jī)廢棄物的有效方法之一[17]。利用蚯蚓過(guò)腹轉(zhuǎn)化尾菜可有效降低尾菜傳統(tǒng)堆肥或漚肥過(guò)程中的氮素?fù)p失和溫室氣體排放量[4]。利用蚯蚓處理尾菜可采用大田飼養(yǎng)，也可采用設(shè)施飼養(yǎng)。

近年來(lái)，重慶市璧山區(qū)、合川區(qū)、銅梁區(qū)、豐都縣等區(qū)縣發(fā)展了蚯蚓養(yǎng)殖，以蚯蚓生態(tài)化處理模式為紐帶，將種植業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)緊密結(jié)合起來(lái)，成為種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)典型模式。重慶市璧山區(qū)七塘鎮(zhèn)稼喜龍蚯蚓養(yǎng)殖專業(yè)合作社依托重慶農(nóng)業(yè)科學(xué)院的技術(shù)力量，以璧山國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)蔬菜基地產(chǎn)生的尾菜、農(nóng)作物秸稈等為主要原料，通過(guò)好氧發(fā)酵后飼養(yǎng)蚯蚓，形成以蚯蚓為核心的種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式(圖1)，既解決了尾菜處理問(wèn)題，又生產(chǎn)了蚯蚓和蚯蚓糞肥，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

圖1 以蚯蚓為核心的種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式

3 存在問(wèn)題

3.1 政策尚未完善目前，在農(nóng)作物秸稈綜合利用方面制定的政策多數(shù)是針對(duì)糧油作物秸稈，未將尾菜納入農(nóng)作物秸稈綜合利用范疇內(nèi)，缺乏蔬菜基地尾菜的處理利用優(yōu)惠扶持政策，蔬菜種植農(nóng)戶及業(yè)主對(duì)尾菜的處理利用重視不夠，存在隨意堆積、傾倒以及少數(shù)焚燒現(xiàn)象。同時(shí)，各區(qū)縣、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府部門對(duì)尾菜的處理也缺乏有力監(jiān)管。

3.2 利用方式粗放重慶地區(qū)以丘陵山地為主，集中收集、集中處理較為困難，尾菜更多的是采用原位就地還田為主，但農(nóng)民在實(shí)際操作時(shí)多數(shù)未按要求撒腐熟劑就翻壓還田，緊接著播種下一茬蔬菜，尾菜未能充分腐熟分解，病蟲(chóng)害發(fā)生率較高。大部分蔬菜基地雖有田間堆漚池，但由于需要額外耗費(fèi)勞力人工將尾菜收集到堆漚池中處理，堆漚池往往成為擺設(shè)，利用率較低。而對(duì)于茄子、辣椒等莖稈類尾菜和黃瓜、苦瓜、紅苕等藤蔓類尾菜，難以翻壓還田和粉碎堆漚，多數(shù)均堆放在路邊、田間地頭或者灌排水溝中自然消解，既影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又污染環(huán)境。

3.3 科技支撐薄弱根據(jù)蔬菜品種的不同，尾菜種類也不同，有含水量高的葉菜類尾菜，也有木質(zhì)素含量高的莖稈藤蔓類尾菜，但目前根據(jù)不同尾菜的特點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用的尾菜就地就近處理利用技術(shù)和設(shè)備缺乏，市場(chǎng)上的腐熟菌劑主要是針對(duì)糧油作物秸稈，針對(duì)尾菜的較少，且質(zhì)量也良莠不齊。覆膜好氧堆肥、蚯蚓過(guò)腹生態(tài)化處理、商品飼料化技術(shù)、厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣等技術(shù)推廣應(yīng)用或示范較少，也缺乏相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，農(nóng)民操作主要憑經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)或指導(dǎo)未形成常態(tài)化。

4 對(duì)策建議

4.1 加強(qiáng)政策扶持及引導(dǎo)政府各級(jí)部門應(yīng)高度重視尾菜處理利用，加強(qiáng)對(duì)尾菜產(chǎn)生情況、處理利用情況的摸底調(diào)查，將尾菜納入農(nóng)作物秸稈綜合利用優(yōu)惠政策及項(xiàng)目資金扶持范疇中，出臺(tái)相應(yīng)政策或意見(jiàn)，健全尾菜處理利用的監(jiān)管機(jī)制，大力推動(dòng)尾菜的資源化利用。

4.2 加強(qiáng)科技研發(fā)與示范推廣 根據(jù)尾菜的不同類型及物料性質(zhì)，研發(fā)適用的收集、處理、利用技術(shù)、產(chǎn)品、裝備等，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展不同技術(shù)的適宜性評(píng)價(jià)，提高資源化處理利用的效率，降低處理成本；同時(shí)，結(jié)合各區(qū)縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地和優(yōu)勢(shì)，研究示范“菜-飼料-畜禽-肥料-菜”“菜-蚯蚓-肥料-菜”等生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，形成經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的尾菜資源化利用技術(shù)體系。加強(qiáng)適用技術(shù)、典型模式、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研發(fā)、推廣、宣傳與培訓(xùn)，提高各級(jí)部門及種植農(nóng)戶尾菜資源化利用意識(shí)，引導(dǎo)種植農(nóng)戶科學(xué)處理利用尾菜，減少尾菜不合理處置對(duì)環(huán)境的污染。