农业固体废弃物循环利用现状及循环利用方式

郑露露，闫晓明*，陶　敬，董雪云，陆　钰，何成芳，朱鸿杰（.合肥学院，安徽合肥 3060；.安徽省农业科学院农产品加工研究所，安徽合肥 3003）

农业固体废弃物循环利用现状及循环利用方式

郑露露1，闫晓明1*，陶敬1，董雪云2，陆钰2，何成芳2，朱鸿杰2
（1.合肥学院，安徽合肥 230601；2.安徽省农业科学院农产品加工研究所，安徽合肥 230031）

通过对比国外农业固体废弃物循环利用的状况，分析我国农业固体废弃物的利用现状。结合我国农业固体废弃物的特点以及农业固体废弃物循环利用存在的问题，采用生态农业循环经济学理论，提出一些关于我国农业固体废弃物循环利用方面的必要措施。

环境；农业固体废弃物；循环利用

文献著录格式：郑露露，闫晓明，陶敬，等.农业固体废弃物循环利用现状及循环利用方式［J］.浙江农业科学，2016，57（7）：1112-1114.

我国平均每年产生秸秆量达6亿t，且农业固体废弃物会以年均10%的速度递增［1］。为此，以农业固体废弃物为研究对象，通过研究国外农业固体废弃物的处理利用方式，对我国农业固体废弃物的使用价值进行探究，进而证明我国在农业固体废弃物方面存在着巨大的资源潜力；并对比发达国家管理办法［2］，借鉴国外在农业固体废弃物合理利用的成功经验［3］，明确我国在农业固体废弃物处理过程中的政策趋向。

1　我国农业固体废弃物资源现状

农业固体废弃物是指在农、林、牧、副、渔等各类生产生活中被丢弃的有机固体废物［4］。主要包括4种类型：田野中的遗留物包括农作物秸秆、果壳、枯枝落叶、残留的农药；农副产品加工废弃物包括糟渣、动物皮毛、饼渣、木屑；畜禽排泄物包括畜禽粪尿、畜禽垫料；农村生活垃圾包括人类粪便、生活废弃物。

根据分析统计［5］，中国目前是全球农业固体废弃物产出量最大的国家，大约每年有50多亿t；农作物秸秆11亿t，其中稻草3亿t，玉米秸秆3亿t，杂粮作物秸秆2.8亿t，蔬菜废弃物2.1亿t；畜禽粪便量26.9亿t，其中牛粪13亿t，猪粪4.8亿t，羊粪5.6亿t，家禽粪3.5亿t；农村居民生活废弃物3.5亿t；其他有机废弃物约有9.2亿t，折合30亿t左右的标准煤（表1）。

预计到2025年，我国农业固体废弃物生产量将达60亿t左右，具有很大的资源潜力。

表1　我国不同农业固体废弃物的年产生量

2　国外农业固体废弃物循环利用的现状

2.1日本

农业废弃物转化利用理论与实践的发展最早兴起于日本，并将之定位在战略高度［8］。日本生态农业产业发展于20世纪80年代，以“绿色资源的保护与培养”及“环境保全型”生态农业产业经营模式的推广为标志，通过农业废弃物向肥料转化，并结合合理轮作等措施，实现农业废弃物的高效转化利用，推进生态维护与农业产业生态效率的提升相结合，以达到延伸农业产业链，维护农业生态环境的目的。

农业固体废弃物转化利用模式（图1）在日本的菱镇得到迅速推广和发展，并取得较好的成效，实现从根本上控制水污染和面源污染，确保农产品的质量安全及农业的持续、健康稳定发展。政府部门将生产过程中产生出来的畜禽粪便、下水道污泥、有机废弃物等一同进行适当加工，对此进行能源化处理，并将剩余残渣进行固液分离，其中的主要（固态）成分进行堆肥干燥，加工成为有机肥料，液态成分的处理有2种方式，一是进行二次循环利用，二是实现无害化排放，确保生产环节的洁净度，进一步实现全产业链污染物的零排放。

图1　日本农业固体废弃物转化利用模式

日本为了促进农业固体废弃物的转化利用，构建了一套完善的法律保障体系，为日本农业生态环境的维护、农业产业的持续健康发展做出了贡献［7］。日本政府积极采取经济与行政等宏观调控手段，为农业固体废弃物的转化利用提供政策支持。主要是通过政策、贷款及税收等方面的扶持，鼓励民众对农业固体废弃物利用进行投资，给予农户主体地位，实现农户在农业固体废弃物利用过程中的主动权及相应的经济效益。

2.2德国

欧洲在农业废弃物转化利用的理论与实践方面都具有其独特性，发展水平也相当高。德国农业固体废弃物转化利用的有关主体是政府、企业和农户，在一定程度上实现了协调发展，使农业废弃物转化利用成为其他产业发展不可或缺的部分。

德国的农业废弃物的循转化利用起源于垃圾处理，并逐渐地向其他行业延伸，推进了德国整个生态农业的发展［8］。在农业固体废弃物的转化利用方面，主要体现在生态农业、有机农业。生态农业是德国重要的产业部门。面对日益脆弱的农业生态环境，德国政府积极构建与完善“综合农业发展模式”，积极推进农业生态系统的内部与外部平衡。德国政府建立了一整套农业固体废弃物转化利用的法律保障体系，为综合农业发展模式的实施与推进提供了强有力的法律保障。同时政府为了维护并促进生态农业的可持续发展，还建立了一套奖励措施与办法。德国农业生产遵循清洁生产理论，从源头控制农业废弃物的产生，以维护生态环境。

2.3美国

美国的“高效可持续农业”发展模式以节水农业和精准农业的有机结合为特点，加强农业产业链条的生态管理，依靠科技提升生态效率，降低非有机肥料的施用，促进农业可持续健康发展［9］。

美国精准农业始于20世纪80年代，其目标是实现农产品的优质高效，以科技为支撑实现最低投入条件下效益的最大化。美国的节水精准型生态农业发展模式具有很强的代表性，该模式的实施是建立在施肥高效化、灌溉节水化、种养技术高端化为特征的。美国生态农业的发展是高端农业科学技术对农业紧缺资源和生产资料的集约化与替代化，其核心就是在生态农业发展过程中实现高效、低投入和低环境污染。美国生态农业发展的理念与实践是对农业废弃物转化利用理论的丰富，也是对农业废弃物转化利用实践的扩展。

3　我国农业固体废弃物在循环利用存在的不足

目前我国农业固体废弃物在循环利用过程中依然存在许多问题，国民对循环理念的意识没有系统性的树立；农业固体废弃物利用的政策法规不健全；农业固体废弃物处理成本高，资金短缺；技术水平滞后等，这一系列问题，导致循环利用技术的发展受到一定的阻碍。

只有大力开展生态农业循环经济，推动清洁生产方式，从源头上处理环境污染问题，将推动经济产生的对自然资源的需求以及对生态环境造成的影响控制到最低，这样才能以最少的资源消耗、最低的环境代价来实现生态农业的科学发展。因农业生产的特殊性，农业固体废弃物的产生是与生产加工相应而生的。农业固体废弃物的转化利用，对于缓解资源方面的不足，控制环境的污染，提高农业的总效益，具有深远的意义。

4　我国农业固体废弃物循环利用方式

4.1生态循环农业园区模式

生态循环经济园区是以现代科技为基础，以农业产业化为依托，以规模经营为条件，依据循环经济理念和工业生态学原理，通过资源共享和副产品互换，实现不同产业间物质和能量的逐级传递，极大地提高资源的使用效率［10］。浙江省宁海县依托东部丰富的土地和滩涂资源，因地制宜大力开展了东海岸6 670万hm2生态农业循环经济示范园区建设。以建立生态型“种、养、饲、加”生产模式为目标，积极促进产业之间的有机融合，形成中小型的养殖场沼气工程、畜禽粪便资源化循环利用、生物物种共生互利、生态农业相结合、农作物秸秆资源化利用等5种循环利用发展模式［11］，研究出以利丰牧业有限公司为典范的“畜牧养殖-粪-有机复合肥-瓜果菜”“农业固体废弃物-牛养殖-有机肥加工-农作物”等多种方式的生态型养殖模式，示范园区60%以上的农产品通过加工再次转化利用，50%以上的农产品出口，80%以上农业固体废弃物转化利用。

4.2厌氧发酵技术

利用厌氧发酵技术［12］的禽畜养殖固体废弃物资源化利用模式，以减少污染，增加效益为目标，使禽畜粪便转变为养殖业或种植业的原料，实现粪便的潜在价值，达到了废弃物的零排放目标［13］。

此模式使污水中的难溶性变为可溶解的有机物，实现无害化生产，达到净化环境的目的。同时厌氧发酵产物为种植业提供宝贵的肥料，间接地降低了生产成本，有助于推进有机农业的发展。

4.3蚯蚓堆肥技术

有机固体废弃物（如工农业废弃物、畜禽粪便等）的产生与堆置造成了明显的环境污染，并危及公众健康。而利用蚯蚓进行堆肥是目前一种比较廉价、环保的固体废弃物转化技术，通过虫体身体转化、消化道分解、酶降解等过程逐步降解固体废弃物，同时获得稳定性高的堆体及高蛋白鲜虫，实现废弃物最大限度减量化、增值化、稳定化［14］。

蚯蚓堆肥技术，是利用蚯蚓特殊的生态学功能及其与环境微生物的协同作用，将动物粪便、工业固体废弃物等有机废弃物高效降解与腐熟的生物处理工艺。有机固体废弃物处理的蚯蚓主要分布在Fndogeic，Anecic和Fpigeic这3个种属中［15］。蚯蚓堆肥技术是通过虫体与微生物之间的相互作用来实现有机物降解，从而达到稳定，可分成为2个时期［16］：一是活跃期，利用蚯蚓来转化基质的物理性能以及微生物构成；二是类腐熟期，微生物代替蚯蚓进一步降解基质，最终将有机废弃物中诸如氮、磷、钾、钙等重要的营养物质转变为比原固体废弃物更易溶解、易吸收的物质。

5　小结

通过研究国外对农业固体废弃物的处理方式，发现国内在农业固体废弃物处理方面仍有许多不足，但也存在着巨大的潜力。总结日本、德国、美国等发达国家的成功经验，明确我国的农业固体废弃物处理下一步的具体走向。对于国民环保意识要循序渐进的慢慢培养；政策法规要逐步健全起来；费用资金希望得到政府相关部门的大力扶持；而技术水平和服务体系方面要通过研究国外的先进技术，探索出符合我国实际情况的先进体系。

［1］ 王志凤.利用蚯蚓处理畜禽养殖业固体废弃物的技术研究［D］.济南：山东师范大学，2007.

［2］ 朱立志，冯伟，邱军.秸秆产业的国外经验与中国的发展路径［J］.世界农业，2013（3）：114-117.

［3］ 董雪，葛立群，崔莹.辽宁省主要农业废弃物年排放量估算及利用分析［J］.农村经济与科技，2012，23（3）：10-11.

［4］ 顾骅珊.农业废弃物的循环利用模式探讨：以浙江嘉兴为例［J］.生态经济，2009（1）：82-84.

［5］ 张野，何铁光，何永群，等.农业废弃物资源化利用现状概述［J］.农业研究与应用，2014（3）：64-66.

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［8］ 董雪云，张金流，郭鹏飞.农业固体废弃物资源化利用技术研究进展及展望［J］.安徽农学通报，2014（18）：86-89.

［9］ 邓秀新.现代农业与农业发展［J］.华中农业大学学报（社会科学版），2014（1）：1-4.

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［11］ 张琪，郑水明，叶雪珠.浙江省生态循环农业发展实践模式和对策［J］.安徽农业科学，2011，39（8）：4900-4901.

［12］ 陈涛.中原经济区建设中的低碳农业探讨：以河南省为例［J］.安徽农业科学，2012，40（18）：9936-9937.

［13］ 赵海涛，狄霖，刘平，等.蚯蚓生物床工程处理对牛粪性质的影响［J］.农业工程学报，2011，27（9）：255-259.

［14］ 李鹏，杨志海，张俊飚，等.资源性农业废弃物循环利用绩效的区域差异问题研究：以农户基质化为例［J］.经济地理，2013，33（3）：150-151.

［15］ KARADUMAUS E，CESMECI M，YUCEER M，et al.An artificial neural network mode1 for the effects of chicken manure on ground water［J］.Applied Soft Computing，2012，12（1）：494-497.

［16］ 谭美英，武深树，邓云波，等.湖南省畜禽粪便排放的时空分布特征［J］.中国畜牧杂志，2011，47（14）：43-48.

（责任编辑：张才德）

S210.3

A

0528-9017（2016）07-1112-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20160750

2016-05-12

合肥学院人才科研基金项目（15RC04）；国家科技支撑计划课题（2012BAD14B13）

郑露露，女，安徽淮北人，硕士研究生，研究方向固体废物处理与处置，E-mai1：1289274207@qq.com。

闫晓明，研究员，硕士生导师，E-mai1：xmyan9@163.com。