王美青 卫新 孙永朋 徐萍
加快农业废弃物资源化利用思路与路径
王美青 卫新 孙永朋 徐萍
农业废弃物资源化利用是实现农业资源高效集约利用的重要形式和途径,也是建设生态文明、发展农业循环经济和保护生态环境的现实要求。浙江农业资源禀赋不足,人均耕地仅为全国平均水平的1/3强,人均可用水资源低于全国平均水平,且时空分布很不均衡,森林资源和生态环境容纳能力也不充足。随着全省社会经济的快速发展、人口的持续增长以及城镇化、工业化进程的不断推进,农业受到的资源和环境的制约日益突出。在此背景下,加强农业废弃物资源化利用和生态环境保护,对于加快推进“五水”共治,实现农业资源的集约、高效、持续利用,促进农业的可持续发展显得尤为重要和迫切。
总体思路
以打造浙江美丽田园为目标,提高资源利用率和利用价值为核心,推进农业废弃物资源综合循环利用为重点,围绕农业增长方式转变,把可持续发展思想和循环经济理念贯穿到整个资源化利用中,按照资源—农产品—农业废弃物—再生资源(资源化)的农业资源循环利用和废弃物资源化利用模式,坚持农业资源开发利用与生态环境保护并重,实施机制创新、技术创造、文化创意和主体创业战略,积极构建资源节约、环境友好的农业生态经济系统,实现农业废弃物的减量化、无害化、资源化和高值化。
创新战略
机制创新。进一步深化体制机制改革,以市场配置各项生产要素,建立与完善农业废弃物资源利用投资体制,加快农业废弃物资源化利用的市场化,建立开放进取,不断创新,充满活力的适应农业资源高效利用的体制机制,推进农业资源开发利用方式转变,为农业资源高效持续利用注入动力。
技术创造。按照实现农业资源高效利用目标,进一步突出技术创新与集成,围绕全局性、方向性、关键性的问题,开展联合攻关,加快先进适用技术引进、消化、吸收步伐,突破关键技术瓶颈,提升整体技术创新集成能力,促进科技与生产紧密结合,提高农业资源综合利用率,为推进农业废弃物资源化利用提供技术支撑。
文化创意。以挖掘农业文化资源为核心,以拓展农业功能、弘扬农业文化为依托,把文化创意理念融入农业废弃物资源化利用全过程,使文化创意与农业生产、农艺技术以及资源利用有机连接起来,变废为宝,构筑多层次的产业链,形成彼此互动的产业价值体系,大幅提升农产品附加值与资源潜能。
主体创业。充分发挥各类现代新型经营主体在农业废弃物资源化利用中的示范、带动作用,培育各类现代农业新型经营主体,强化各类经营主体的竞争意识、创新意识、经营意识,通过政策引导、资金扶持和技术支撑,不断提高创业主体的自主发展能力、科技创新能力和市场应对能力,成为农业废弃物资源化利用的引领者和主体力量。
依据浙江农业废弃物资源化利用特点,按照发展基本思路与战略构想,并充分借鉴浙江农业废弃物资源化利用成功经验,从产业发展、循环利用、资源开发、功能拓展等多角度,将全省农业废弃物资源化利用总结归纳为能源化利用、肥料化利用、饲料化利用、基质化利用、材料化利用和创意化利用等六种主要发展路径。
能源化利用。能源化利用主要分为碳化、厌氧发酵和热解,其中碳化是指农业废弃物通过干燥、压缩后,制成使用方便的新型燃料棒(块)。厌氧发酵是指运用厌氧发酵制沼气技术和微生物制氢技术将农业废弃物经过多种厌氧微生物分解形成沼气或者利用异养型的厌氧菌分解小分子的有机物制氢的过程。热解主要通过热解技术将农业废弃物转化为清洁的气体燃料、热解油和固体热解焦等产品,这些产品均可作为燃料供热解所需的热源。能源化利用应着重消解畜禽养殖污水和以稻草秸秆为主要原料的农业废弃物,使其经过生物与化学过程生产各种新型能源,将农业废弃物变为能源资源,既解决农村能源短缺问题,又可以改善水环境、减少秸秆焚烧,有效保护农村生态环境。
肥料化利用。农业废弃物肥料化分为直接利用和间接利用。直接利用是在土壤中通过微生物作用分解释放出其中的矿物质养分供作物吸收利用,分解成的有机质、腐殖质为土壤中微生物及其他生物提供食物,以改善土壤结构、培育地力。间接利用主要通过应用高效发酵微生物筛选技术、高效有机肥生产技术、农业废弃物的腐生生物高值化转化技术、畜禽粪便高温堆肥产品的复混肥生产技术、秸秆等植物纤维类废弃物沤肥还田技术以及根茬粉碎还田技术等,将农业废弃物转化为生物有机肥资源,以发挥农业废弃物在提高土壤肥力,增加土壤有机质,改善土壤结构等方面独特的作用。无论是直接利用,还是间接利用,肥料化利用应重点消解畜禽养殖固体废弃物,特别是采用蝇蛆、蚯蚓等生物消化技术,都可以提高废弃物资源化利用价值,有效促进养殖污染治理和耕地质量提升,改善农业生态环境,提高土壤持续生产能力,促进农作物生长。
饲料化利用。农业废弃物的饲料化主要分为植物纤维性废弃物的饲料化和动物性废弃物的饲料化。其中植物纤维性废弃物的饲料化通过应用微生物处理转化技术,将秸秆等植物废弃物加工变为微生物蛋白产品;通过秸秆废弃物氨化或青贮化处理技术,改善原料适口性和营养价值。动物性废弃物的饲料化主要将废弃物中未消化的粗蛋白、消化蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等经过热喷、发酵、干燥等方法处理后掺入饲料中利用,或将其通过无害化处理后利用蝇蛆生物转化技术,生产出水产蛋白饲料。农业废弃物饲料化不仅可以提高其营养价值、饲料适口性和利用率,开发出优质动物蛋白资源,弥补全省水产养殖蛋白资源匮乏,而且还可以节约饲养成本,有效解决病死动物污染城乡环境和防止人畜病共患问题。
基质化利用。农业废弃物基质化是指将经适当处理的农业废弃物作为农业生产的育苗和栽培基质,其主要起到支撑、固定植株,为植物根系提供稳定协调的水、气、肥环境的作用,可用于食用菌栽培和蔬菜、花卉等设施育苗及栽培基质原料。如部分食用菌生产废料和山核桃蒲壳(细料)可用于生产蔬菜育苗基质,山核桃蒲壳(粗料)和山茶果壳经生物发酵处理后可用于铁皮石斛、兰花等高档植物的栽培基质,提升农业废弃物的资源利用价值。通过农业废弃物基质化利用不仅可以降低农业生产成本,提高农作物产量和品质,还能有效促进种苗产业发展,为资源化利用农业废弃物提供一条重要途径,有助于推动设施农业及其相关产业的发展。
材料化利用。农业废弃物材料化是农业废弃物资源化利用新拓展的一个领域,其主要是利用农业废弃物中的高纤维性植物废弃物等生产纸板、人造纤维板、轻质建材板等多种材料的原料,以及作为生产白炭黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、新型保温材料、建筑材料、调味食品、化妆品、工业添加剂等的原料。通过农业废弃物材料化的循环高效利用,不仅可以弥补木材等原料的短缺,减少林木砍伐,保护森林资源,而且还可以充分有效地利用农业废弃物资源,降低废弃物对空气、水和土壤等生态环境的污染。
创意化利用。近年来,随着创意农业的不断发展和农业文化进一步弘扬,人们开始把文化创意理念逐渐融入到农业废弃物资源化利用中,充分利用农业废弃物生产精美的雕刻工艺品、贴画作品、装饰用品、竹花盆等各种工艺品,展示传承农业文化,提升产品附加值,延伸农业产业链,推进农业产业转型升级。随着理念的不断更新,科技的不断进步,农业废弃物创意化利用范围日益广泛,有着广阔的发展前景,也是未来农业废弃物利用的一个重要方向。
作者单位:浙江省农业科学院;本文研究受到浙江省发展和改革委员会农业资源区划项目“资源高效利用视角下浙江农业废弃物资源化利用路径研究”的资助