食材廢棄物再利用調查研究分析

摘" 要：基于我國化肥、農藥、農膜等農業生產投入品的超量不合理使用，造成水體污染嚴重、耕地土壤的質量等問題，最終使農作物品質下降減產，同時在全球面臨能源緊缺與環境污染的雙重壓力下，該項目以海鮮、果蔬、肥料等行業相關領域為調查對象，通過走訪、座談等方式對龍蝦殼、蟹殼、花蛤殼、魚鱗等海鮮殼食材廢棄物，廚余果皮、水果蔬菜殘次品等廢棄物處理方法，以及目前肥料的生產情況進行調查，分析廚余、果蔬等廢棄物的產出量及處理方式，根據分析結果提出采用科學的方式對廚余、果蔬等廢棄物進行處理，生產高鈣酵素肥料，實現綠色生產，期望該次調查研究能夠引起人們重視廢棄物再利用，實現“變廢為寶”的技術開發。

關鍵詞：食材;廢棄物;發酵肥料;海鮮;果蔬

中圖分類號：X705" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2025）01-0059-04

Abstract： Due to the excessive and irrational use of agricultural inputs such as fertilizers， pesticides， and plastic films in China， serious water pollution and soil degradation issues have arisen， resulting in decreased crop quality and yield. Concurrently， facing the dual pressures of energy scarcity and environmental pollution globally， this project targets industries related to seafood， fruits and vegetables， and fertilizers. Through surveys and interviews， investigations were conducted on the disposal methods of seafood shells （such as lobster， crab， and clam shells， as well as fish scales）， kitchen waste， fruit peels， fruit and vegetable rejects， etc.， and the current status of fertilizer production. The study analyzed the output and disposal methods of kitchen waste， fruits， and vegetables. Based on the analysis， it proposes the adoption of scientific methods for the treatment of kitchen waste and fruits and vegetables to produce high-calcium enzyme fertilizers， thereby achieving green production. The aim of this research is to contribute to the development of new technologies and further advance the progress of waste utilization towards a technological development paradigm of \"turning waste into treasure\".

Keywords： ingredients; waste; fermented fertilizer; seafood; fruits and vegetables

《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》是國家發展綠色農業的第一個文件，該文件貫徹落實了習近平總書記在農業方面新發展理念的重大舉措，是我國在當前、今后發展綠色農業的第一個綱領性文件。文件確定了“三不、兩零、一全”的總體目標，“三不”是指耕地數量不減少、耕地質量不降低、地下水不超采;“兩零”是指化肥、農藥使用量零增長，“一全”是指秸稈、畜禽糞污、農膜全利用。同時該文件還規定了發展綠色農業的總體目標、基本原則、目標任務和保障措施等。進行現代農業，需要在生產過程中保護、改善耕地，進而達到保護自然環境，遵循生態規律的目標。為了能夠在農業方面提高經濟效益、社會效益、生態效益，同時發展綠色農業，生態農業，我們必須采用現代化科學技術對農業生產、生活過程中產生的有機、無機等廢棄物進行變廢為寶處理，同時要求將傳統農業的有效經驗與現代化農業的科學技術有機結合起來才能建立高效、可持續發展的綠色生態農業。最終才能使環境、農業、經濟實現良性循環，經濟、生態、社會三大效益的統一[1]。隨著社會生產力的發展，物質生產可以滿足人民日益增長的物質需要，人民的生活水平得到了提高，使人民對生活質量的提高有了進一步追求，健康生活是人民最大的愿望，人民愿意為其付出相應的成本，這就催生了生態農業的市場，人民越來越重視農作物的質量安全。但近年來農民一味地追求農作物產量，導致使用化學肥料以及農藥過多，耕地板結，地力低下，農作物病蟲害增多，土壤品質急劇下降，造成作物品質下降以及減產，致使作物經濟效益下滑，嚴重影響農民收益。這些已經引起了政府以及農業專家的廣泛關注。

酵素肥料在使用過程中可使土壤的通氣性、保水性、排水性、肥力、酸堿度和地溫等達到良好的理化條件，使土壤的性能得到了改善，呈現膨松、多孔質的狀態。而土壤中酵素菌的多少直接影響作物的生長狀態，生態系統的好壞，同時土壤地力的好壞，也決定了植物的抗病能力。而酵素肥料的菌群種類有：硝酸菌群、固氮菌群、溶磷菌群、乳酸菌群、酵母菌群、光合成菌群、放線菌群和生長菌群等可以基本滿足農作物生產過程中的品質要求，例如通過在作物生長過程中使用促進生長酵素菌技術就可以提高蔬菜和果實的甘甜，改善農作物的口感，還原了農作物食品本來應有的品質。在我國化肥、農藥、農膜等農業生產投入品的超量不合理使用，污染水體直接灌溉等造成耕地土壤的質量下降，使作物品質下降以及減產[2]，同時在全球面臨能源緊缺與環境污染的雙重壓力下，我們將廢棄物采用科學的方式，實現綠色生產，此技術的研究開發，可改變很多海鮮加工廠、農村水果蔬菜殘次品等廢棄物污染環境的問題，也可實現“變廢為寶”。由于龍蝦殼、蟹殼、花蛤殼、魚鱗等海鮮殼食材廢棄物中鈣鎂等礦物質、蛋白質含量較高，而廚余果皮、水果蔬菜殘次品等廢棄物等糖類、維生素等含量高，兩者在肥料的營養成分中，達到了互補的效果，且成本低，綠色環保，容易操作，在解決垃圾處理問題同時制成多重功效復合有機發酵肥產品，取得環保效益雙效果。

1" 走訪調查廢棄物處理方法

1.1" 當前廢棄物處理危害

近年來，隨著人民消費水平、生活水平的提高，我國的果蔬、餐飲等行業得到了快速發展，促進了經濟發展、豐富了飲食文化、滿足了飲食需求。與此同時，果蔬殘次品、餐廚廢棄物、食品加工廢料等產量大大增加，如果處理不及時、不合理，將會影響市容、造成環境污染。果蔬殘次品、廚余廢棄物的有效利用、處置已成為政府及各部門迫切需要做的民生工程和進展要務。目前社會上多采用的方式是“收集—運輸—處置”的運行模式，交給有資質的公司進行處理，但其成本較高，一些商家不愿負擔其費用，加上政府全面監管難度較大，不能做到面面俱到，一些商家會私自處理廚余垃圾，造成環境污染、危害身體健康。目前國家已經嘗試通過產學研結合，利用科研工程，將果蔬廢棄物、餐廚廢棄物等進行資源再利用，部分省市的廢棄物飼料原料轉化可達10%，油脂提取率達90%，基本實現了資源化技術集成，但未見廢棄物肥料轉化方面的報道。而在集中處理過程中也帶來了很多社會安全問題，例如廚余垃圾的含水量高達80%～90%，如果其中的水分滲透到地下，那么將會造成地下水污染，其中的有機物在適合的溫度下會發酵變質，而產生的一些致病微生物大腸桿菌等會直接威脅到人民的身體健康和生態環境;若將廚余廢棄物生產成飼料養殖家畜，一些致病菌會富集到家畜身上，同時廚余廢棄物腐敗過程中產生的有害氣體，對家畜的呼吸系統、消化系統產生劇烈刺激，引發各種疾病。最終這些患病的家畜會進入到農產品市場，被人民消費使用，造成的身體危害是無法估量的。若將其直接排入下水道進入城市污水管網，加重污水處理廠的處理負擔;餐廚廢棄物被非法收購后被提煉成“地溝油”最后回流到人們的餐桌上或進入食品加工廠，將會造成食品安全事件，危害人民的身心健康。

1.2" 廢棄物處理方法

項目組成員以陜西省渭南市臨渭區周邊農村村民、社區居民、海鮮市場、海鮮餐飲店等為走訪、座談對象，了解到雖然政府要求將垃圾進行分類收集，將廚余垃圾進行集中收集處理，但實際生產生活中農民會將果蔬殘次品，小商戶會將廚余垃圾隨意處理而無固定模式，海鮮商戶、餐飲店會將小龍蝦殼、蟹殼、花蛤殼和魚鱗等海鮮殼食材廢棄物作為垃圾進行處理，不僅造成環境污染，也浪費了資源。同時在座談過程中項目組成員講解了國家發展綠色農業的政策、保護生態環境的利害，引導農民收集食材廢棄物、瓜果殘次品、廚余垃圾等在家自制農家發酵肥，以及使用發酵肥對農作物、土壤的益處，并核算了生產成本，進而達到變廢為寶，保護生態環境的目的。

2" 廢棄物分析

2.1" 海鮮廢棄物產出分析

目前，我國海產品加工處理過程中，大多數下腳料作為廢棄物丟棄，不但浪費其自身營養價值，導致自然資源浪費，而且造成了環境污染[3]。蝦是主要的海產品之一，在蝦加工過程中，占原料80%的蝦頭、蝦殼和蝦尾[4]，還有無法食用的小蝦，都作為垃圾處理了。尤其是近幾年小龍蝦很受人們歡迎，2023年我國小龍蝦產量達316.10萬t，而產生過程中蝦頭、蝦殼等蝦副產物達百萬噸均作為副產品被遺棄，然而蝦加工副產品中有豐富的蛋白質、礦物質元素、蝦青素等，蝦頭、殼蛋白質中含有多種必須氨基等可利用物質，所含營養成分極其豐富。而我國對這樣的水產品加工下腳料綜合利用雖然也有研究，但是都會涉及有機溶劑，生產成本高，限制了其廣泛應用。在政府有利的政策引導下，更多的科學研究院以及農業生產者，試想通過科學、安全、綠色的化學發酵措施，將海鮮廢棄物進行合理轉化，生產出發酵有機肥，降低生產成本的同時，改善環境，為農業實現增收增產，減少化肥的使用，以降低對土地肥力的損傷。

2.2" 發酵技術現狀分析

以海鮮殼廢棄食材、廚余果皮、水果蔬菜殘次品等廢棄物主要原料發酵制得的高鈣礦物質發酵復合肥有機肥，可用于園林綠化和種植業。當前化肥市場，由原來以化肥和復合肥為主，有機肥占有量比較低的局面，逐漸在扭轉，“生態農業”“有機農業”正在興起。在生產酵素肥的過程中，一般將采用科學的化學、發酵方法及措施，充分將農業生產過程產生的果蔬殘次品，生活過程產生的廚余廢棄物，海鮮加工產生的廢棄物進行發酵，以期獲得所需的發酵有機肥料。

在國際上，尤其是工業化水平較高的美國，已經將酵素技術作為核心技術將“化學農業”向“有機農業”“生態農業”慢慢過渡。在我國由于農業大量使用化學肥料的使用導致我國的農產品質量降低，使我們的農副產品進入國際和國內的市場競爭力大大降低。因此酵素技術的發展和普遍應用，將會在農業生產過程進行第二次改革發展中起到重要的作用，也必將成為我國進行綠色農業生產的依托和選擇。因此進行發酵技術的研究和應用是十分必要的。而在實際應用中，酵素肥料的效果明顯，國家科委已將此列為國家級重點科技項目，農業農村部也已明文在全國推廣，酵素肥料的廣泛推廣必將給農業生產帶來良好的經濟效益和社會效益。

3" 技術成果分析

將海鮮廢棄物，果蔬廢棄物、殘次品等原料進行加工處理時，利用細菌、紋線菌和酵母菌進行糖化—酒化—醋化等步驟的微生物發酵，在深度發酵的過程中將產生多種分解酶的有益微生物群體，進而實現無機物質的有機質化，有機物質的無機質化或分解作用，形成菌種豐富的酵素發酵肥料，在使用過程中可以增加土壤營養成分。同時，好氣性發酵微生物群酵素所產生的糖化酶、蛋白分解酶等加水分解酶能促進有機質材料和綜合加水分解反應[5]。酵素生產技術主要是采用好氣性分解的，這是利用空氣或者水中的氧氣（游離氧氣）進行繁殖的好氣性微生物參與分解的。好氣性發酵約在50～60 ℃時產生發酵熱，有時也能達到70 ℃以上[6]。因此酵素生產過程中，關鍵技術是要控制水分的含量（55%～60%），如果水分過多原材料的通透性降低，將會阻礙空氣中的氧氣充分進入其中的順暢性，容易造成厭氧狀態而使發酵過程向逆方向運轉，造成發酵失敗;而水分含量不夠時，發酵開始是我們所需的好氣性發酵，在發酵過程中將會產生氣化熱，造成水分蒸發，使原材料中心可能發生脫水干燥的情況，出現異常高溫狀態。發酵熱可急驟上升到70～80 ℃，高溫會使有益的好氣性發酵微生物死亡，只剩下喜好高溫的好熱性和一部分耐熱性的放線苗，所以發酵產物變白，產生上熱發燒現象造成發酵的失敗;碳氮比值的調整，微生物活潑的活動是以有機物作為營養源的，為使該營養源能得到最為理想的利用，則需保持各營養素之間的平衡關系[7]。

4" 肥料分析

4.1" 肥料應用分析

原料資源充足，廚余果皮和農作物秸稈、蝦殼等有機廢棄物都是常見的，根據《中國統計年鑒（2020）》，2019年中國城市生活垃圾清運量約2.420 6億t，其中廚余垃圾產量約為121.03～145 24萬t，約占城市生活垃圾的50%～60%。有機食品市場不斷擴大：消費者越來越注重健康和環保，有機食品的需求不斷增加，有機肥料的市場需求也相應增加。城市化進程加快，農村勞動力逐漸減少，這使得傳統農業耕作遇到了困難，因此越來越多的農戶選擇使用現代化的農業生產方式，其中包括使用酵素肥料，這也推動了酵素肥市場的擴大。在各種生活資源充足的今天，老百姓最關心的是食品是否安全。因此，政府制定了一系列政策行動，如化肥和農藥零擴大、水果、蔬菜和茶葉用酵素肥替代化肥等。主要任務是發展綠色有機農業。有機農業示范基地建設，農村一、二、三產業創新融合，標志著我國農業轉型升級正式啟動。因此，有機肥料將迎來一股發展浪潮。

近年來，傳統化肥對土壤污染及土壤重金屬超標等原因，加大我國酵素肥料市場空間。目前，美國等西方國家發酵生物肥料用量已是其肥料總用量近50%，而在我國，酵素肥料的市場占比只是化肥使用量的5%～10%，如果發酵肥料的使用量能夠達10%，其市場的使用量將會達到1 400萬t。隨著酵素肥使用的占比逐步擴大，到2023年達到2 300萬t。由此可見，我國酵素肥料的需求量較大[8]。政府在環保和可持續發展方面的政策支持也推動了酵素肥料市場的增長，特別是在一些歐洲國家，政府采取了一系列措施鼓勵農民使用酵素肥料。在酵素肥市場上，有很多競爭對手，包括傳統的化學肥料、其他酵素肥料以及其他植物生長促進劑。針對這些競爭對手，酵素肥生產企業需要通過降低成本、提高產品質量和創新性能等方面進行差異化競爭，從而獲得更大的市場份額。同時，在市場營銷上，企業需要注重品牌宣傳、產品推廣和售后服務，提高消費者滿意度，樹立品牌形象，提高市場占有率。為了能夠使農業進行綠色生產，使用發酵肥是非常必要的，且成本較低。因此，我們應當重視發酵肥的開發研究，更應當大力推廣其使用，讓農業生產者真正感受到發酵肥發優勢，進而生產更多綠色、無公害的農產品，以滿足人民生活的需求。

酵素肥市場是農業和園林市場。根據國家統計局發布的數據，中國的農業用地約為8.9億畝，而園林市場也有很大的發展空間。通過分析農業市場和園林市場的特點進行市場估算，農業綠色化環保化政策引領下，酵素肥市場的潛在市場相當巨大。中國的農民人口數量眾多，他們不僅需要提高收成，而且越來越注重環境保護和健康問題。有機肥料在未來有望替代部分傳統化學肥料，因此，預計酵素肥的目標市場在農業領域、園林市場，園林市場包括公園、綠化、景觀等，這是城市和鄉村居民活動、休閑、游覽的重要場所。維護和改善園林公共綠地的質量需要大量的肥料，而園林公共綠地質量的提升是城市建設和環境保護的重要內容之一。因此，預計酵素肥在園林市場也有非常大的市場需求。

4.2" 發酵肥成分分析

多重功效礦物質復合有機發酵肥產品主要成分有活菌：固氮菌、解磷菌、解鉀菌、酵母菌、放線菌、真菌等植物有益的菌群以及糖類、蛋白質分解的機質成分[9];礦物質：含有多種非金屬、礦物質元素，與動植的生長密切相關。其中有碳、氫、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵和硫等植物生長必需的營養元素及微量元素，且其中鈣、鎂含量較高[10]。

5" 土壤質量調查分析

由于農民在耕作過程中，每戶擁有的耕地因為環境、技術的限制，基本都是常年種植同類農作物，而同類作物在生長過程中往往會偏好于吸收特定的某種或某些元素，并且根系活動的深度、范圍相對固定，根系吸收的范圍也相對固定，隨著對偏好養分的連年不斷吸收，會導致土壤中一些元素出現缺失現象。而農民在施加肥料過程中，不會對土壤進行質量檢測、評價，卻不斷地施加肥料，加之市面上的化肥大多都是固定的單一元素肥料或復合肥，導致了需求較少甚至不需要的養分元素不斷積累[11]，土壤所需的營養平衡被打破。其次，農民在施肥過程中受傳統習慣的影響，不進行科學測土配方，往往是重施大量元素如氮磷鉀元素，有機肥的使用往往沒有得到重視，進而輕視了對耕地及時補充中微量元素肥，造成中微量元素相對缺乏[12-13]。尤其是目前溫室大棚的使用，農民在一味地追求高產的情況下，會使用大量的畜禽糞肥、農用化學品（化肥、農藥、農膜等），尤其是使用的化肥種類單一，導致了設施土壤酸堿度、鹽分、重金屬的改變，造成了土壤重金屬的持續積累。而重金屬具有高毒性、持久性和易積累等特征，其污染問題一直是環境領域的研究重點之一。而重金屬是溫室大棚在種植農作物過程中比較隱蔽的污染物，如果土壤一旦被重金屬污染了，很難除去，土壤很難得到修復。而土壤的酸堿度對重金屬在土壤中的含量及形態的影響也至關重要[14]，故科學地使用肥料是保障土壤質量安全的基本方法。

6" 結束語

綜上所述，通過本次調查分析，在農業方面我國存在化肥、農藥、農膜等使用超量不合理的情況，加上污染水體直接灌溉等造成耕地土壤的質量下降，使農作物產量、品質下降，同時在全球面臨能源緊缺與環境污染的雙重壓力下，我們將對廢棄物采用科學的方式，實現綠色生產，通過開發此技術，可改變大量海鮮加工廠、農村水果蔬菜殘次品等廢棄物的污染問題，實現變廢為寶。因此引導農民變廢為寶，減低生產成本，保護生態環境，是十分有意義的[15]。

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基金項目：陜西省教育科學“十三五”規劃青年課題（SGH20Q301）;陜西省職業技術教育學會2024年度職業教育教學改革研究課題（2024SZX525）;渭南市科技計劃項目（ZDYFJH-234）

第一作者簡介：楊玉娜（1986-），女，碩士，副教授。研究方向為土壤檢測改良技術。