天水市农业废弃物资源化利用对策研究

武戊良毛海亮*祁佳

（甘肃林业职业技术学院，甘肃天水 741020）

1 引言

在国家发展改革进入深水区的背景下，合理利用、处置农业废弃物，推行“循环农业”，守住“可耕地”这一人类生存的红线已迫在眉睫。天水市地处我国内陆，横跨渭水、嘉陵江两大水系，位于六盘山、陇东黄土高原与秦岭山脉交界之地，属北温带与暖温带，气候温润适宜，是我国西北地区重要的粮食、果蔬生产基地。天水市农业生产及畜禽养殖产生的各类废弃物数量大，影响范围广，利用及处置效率低，制约了天水市生态文明建设的整体推进，影响了区域经济可持续发展进程。

2 天水市农业废弃物来源调查

农业废弃物是农业生产、农产品加工、畜禽养殖和农村居民生活产生的各类废弃物的总称。天水市总辖秦州、麦积等2 区5 县，通过对7 个县区基础资料的收集与分析可知，农产品加工主要集中在各县区循环农业示范区，产生的废弃物纳入城市生活垃圾统一集中处理，主要农业废弃物来源于种植业、养殖业及农村居民生活3 个方面。

2.1 种植业

天水市粮食作物有小麦、玉米、马铃薯、荞麦、糜谷、豆类等20 多种，蔬菜有辣椒、茄子、大白菜等20余种，水果包括苹果、梨、樱桃、桃、葡萄等10 余种，其他种植作物主要是药材生产，包括党参、黄芪、甘草等9 种作物。针对农业生产技术落后、资源利用率低、产业结构单一等问题，天水市根据现有农业生产基础，不断调整结构布局，推广循环农业生产，通过在各县区设立农业示范园、科技示范园，按照“一县一个优势产业、一个特色品牌、一个示范园区”的思路，推行农业特点发展、品牌发展。现已成立中滩国家级循环农业经济示范园、麦积区花牛苹果产业示范园等10 个示范园区，建成以甘谷、武山渭河川道为主的设施蔬菜生产示范区等“一区两园三基地”。天水市循环农业示范园汇总见表1。

表1 天水市循环农业示范园汇总

天水市蔬菜生产基地汇总见表2。

表2 天水市蔬菜生产基地汇总

2018 年，天水市完成蔬菜播种面积78.46 万亩，总产量184.56 万t，总产值88.0 亿元，全市设施蔬菜播种面积33.73 万亩，比上年净增0.13 万亩。蔬菜标准化生产面积102.8 万亩，占总生产面积的76.1%。其中，秦州区蔬菜种植品种为花椰菜、甘蓝、大白菜、芹菜、番瓜、胡萝卜、萝卜、大葱和莴笋等，2018 年播种面积8.58 万亩，总产量18.66 万t；麦积区蔬菜种植品种为花椰菜、大白菜、娃娃菜、甘蓝、萝卜、大葱、大蒜等，2018 年播种面积6.49 万亩，总产量15.34 万t；秦安县蔬菜种植品种主要为白菜、萝卜、葱、蒜、胡萝卜、西红柿、黄瓜、辣椒，2018 年播种面积11.25 万亩，总产量28.81 万t；甘谷县蔬菜种植品种为甘谷辣椒、韭菜、春萝卜、菜豆、大白菜、大葱、大蒜、蒜苗等，2018 年播种面积28.05 万亩，总产量95.8 万t；清水县及张家川县蔬菜种植品种为甘蓝、菜花、娃娃菜、萝卜、胡萝卜、西葫芦、西芹、莴苣等，2018 年播种面积24.09 万亩，总产量25.95 万t。

2.2 养殖业

通过查询相关企业信用查询系统，天水市现有养殖企业7 121 家，其中以家庭为单位的农场养殖企业639 家，各县区养殖户数量统计见表3，主要养殖禽畜有肉鸡、蛋鸡、生猪、肉牛、肉羊、驴，除此之外，还包括中华蜂、家鹿、家兔、杂交野猪等。

表3 天水市7 县区养殖企业统计汇总 家

2.3 农村生活垃圾

农村生活垃圾主要是指农村居民生活中产生的各类固态和半固态的固体废物，主要以一次性的餐具、废弃餐纸、塑料瓶、易拉罐、酒瓶及餐余垃圾为主。

居民生活产生的垃圾相对种类较多，一般包括可回收垃圾、有害垃圾、餐余垃圾及其他垃圾等4 种类型，见表4。

表4 农村生活垃圾主要类型

3 天水市农业废弃物利用处理现状

通过实地走访，结合污染源调查结果发现，天水地区由于土地资源紧缺，人口负荷量大，地质条件复杂，部分地区水土流失严重，农村生产发展相对滞后。通过调查分析，天水市农业废弃物有农作物秸秆、畜禽养殖粪便、蔬菜种植尾菜和农村生活垃圾四大类型。

3.1 农作物秸秆

农作物秸秆主要来源于小麦、玉米、马铃薯及其他杂粮作物，以小麦和玉米产生的秸秆为主要污染物，其主要成分是纤维素，除此之外，还包括一些木质素、粗蛋白、碳水化合物等。2018 年，天水市落实农作物播种面积728.79 万亩。其中，粮食作物465.62 万亩，经济作物115.94 万亩（油料72.31 万亩、中药材40.63 万亩），其他作物147.23 万亩（蔬菜135.1 万亩），秸秆资源丰富。天水市各县区多次组织专项整治、入村宣传，秸秆焚烧现象基本杜绝，但由于技术、交通等因素限制，秸秆利用率低，资源浪费较为严重。

3.2 畜禽养殖粪便

主要来源是县区内各养殖企业和家庭散养的畜禽排泄物，天水市域内畜禽养殖企业数量众多，达7 121 家，其中家庭养殖企业639 家。2018 年，天水市畜禽饲养总量达到2 675 万头（只），肉蛋奶总产量达到35.37 万t，全市畜牧业生产和加工总产值达到85.1 亿元。畜禽养殖污染面广量大，90%的大型养殖企业养殖场很重视粪污利用，废弃物处理设施设备较为完善，处理效果较好，但家庭养殖场及农户散养都只设立了简单的畜禽养殖的粪便储存设施，没有配备遮蔽和防渗工程，养殖粪便都是以露天堆放的方式进行简单的处理，没有进行统一收集或处置，含有高浓度氮、磷元素的养殖废水排入水体中，引起水质富营养化，污染环境质量，产生的扬尘污染空气、传播病菌，危害农村生态环境。

3.3 蔬菜种植尾菜

主要来源于蔬菜种植后剥弃的菜叶、菜根等植物。随着天水市“一区两园三基地”的建成与运营，天水地区的蔬菜种植面积不断扩大，2018 年蔬菜主产区处理尾菜59.28 万t，治理尾菜污染面积54.06 万亩。其中，部分尾菜通过投喂畜禽被消耗，部分采用直接还田、集中倾倒填埋和田间堆肥进行处理，但处理率占比小，仅占全市尾菜总量的42.18%，大部分尾菜被遗弃、堆放于露天场地，腐烂后产生恶臭气体，污染环境，浸出液下渗，进一步污染土壤及地下水。同时，尾菜所携带的各类病菌经多种途径传播，影响其他蔬菜菜品及产量。

3.4 农村生活垃圾

随着当前小城镇建设步伐的加快和农村居民生产生活方式的变化，天水市农村生活垃圾的成分较前更为复杂，包装废弃物、一次性用品废弃物明显增加［1］。2018 年，天水市学习借鉴浙江“千万工程”经验，开展农村人居环境整治工程，持续推进全域无垃圾治理，建立健全农村垃圾收集处理和污水处理机制，加快推进农村“厕所革命”，年内新建农村生活垃圾中转站3 处、收集点192 个，建成“美丽乡村”省市级示范村40 个、整洁村305 个，但由于天水市地质情况复杂，大部分偏远农村没有符合标准的垃圾处理设施，仍以利用废旧坑塘简易填埋为主，有些村庄的生活垃圾无法进行有效处理。

4 天水市农业废弃物资源化利用对策

4.1 推动循环农业产业发展与转型

天水市农业经济定位明确，优势明显，形成了以林果、蔬菜、牧草为主打的农业产业，应充分利用目前农业发展基础，出台指导性文件及政策，优化农业产业结构，扩大产业品牌，拉长农业产业链，提升农业资源循环利用，提高农产品附加值，推动循环农业产业发展与转型。

4.1.1 加快循环农业经济产业化布局

探索适宜于天水的农业产业化发展模式，在政府引导及经费支撑下，以产业化发展携领整个农业经济的转型，调整产业结构，拉长产业链条，做大做强三张品牌，提高天水农业经济的市场竞争力。以张家川县、清水县的牧草产业为龙头，以张家川县现代畜牧产业示范园、清水县现代农业示范园为基地，拓建为牧草品牌；以武山县和甘谷县辣椒、韭菜等蔬菜产业为龙头，以甘谷县现代农业示范园、武山县蔬菜产业科技示范园为基地，拓建为陇东南蔬菜品牌；以秦州区和麦积区花牛苹果、天水大樱桃为龙头，以麦积区花牛苹果产业示范园、秦州秀金山现代农业综合开发示范园为基地，拓建为林果品牌，实现农业产业多极发展，从农产品的生产、加工、营销等多个环节，实现资源的重复利用，由传统的农业经济向清洁化生产方向发展。

4.1.2 发挥示范园区引领带动作用

依托现有三大优势产业，突出农业示范园示范引领效果，发挥示范带动作用，以中滩国家级循环农业经济示范园为核心，以省级示范园为骨干，以市级示范园为辐射，拉伸整个产业链，大力扶持优势产业龙头企业，大力发展“龙头企业”—“产业基地”—“深加工”—“互联网＋销售”的产业链条，以三大品牌集约化生产—规模化深加工—资源循环利用，从根本上减少农业生产中废弃物的产生量，实现农业经济循环、清洁化发展。

4.2 加大技术资金投入，减少秸秆污染

加大宣传力度、提高资金投入，提高农作物秸秆的利用率，以“众兴菌业”等菌类企业为核心，推行秸秆—食用菌生产—绿肥的循环式生产链，在政策方面加大资金技术投入，在农村推行以沼气池为中心的生态农业模式，对难以直接利用或偏远农田的秸秆，做好秸秆还田、堆沤等技术指导，杜绝秸秆焚烧引起二次污染，导致空气质量恶化的现象。

4.2.1 推行生态农业模式

发展秸秆饲料技术，可减少规模化集约养殖场重金属添加剂、抗生素和兽药的使用量，提高畜产品品质，保证食品安全；有助于减少因畜禽粪便农田施用而引起的农田土壤重金属和抗生素等污染物输入量，从而改善土壤和水体环境质量；还能减少农业秸秆田间焚烧量，减少大气颗粒污染物和PM2.5的排放量［2］。

结合天水市水文气象资料，建议以沼气池为循环中心，以太阳能为循环能量辅助，各农户建立沼气池、水窖，并结合正在进行的农村“厕所革命”，建设厕所及管网设施，配套2 亩农田或果园，推进“5 配套”生态农业生产模式。以玉米、马铃薯种植为基础，将秸秆作为青饲料，进行牛羊猪等畜禽养殖，养殖废料及农村冲厕废水引入沼气池中，进行厌氧发酵，产生沼气进一步利用，沼液及沼渣引入农田或果园当做肥料使用，从而提高秸秆的有效使用，减少农村环境污染。在该模式的实际运行中，应加大政府的投入及导向，一是沼气在使用中，会因气温高低出现供气不足的情况，应加强沼气池使用时的技术指导；二是沼气废液及废渣需专用的抽液车抽取，所耗费用较高，建议政府给予一定的经济补偿，或对相关沼液处理个体予以政策倾斜；三是充分利用太阳能为该模式的辅助能源，减少农户使用费用，提高农户使用的积极性。

4.2.2 推行秸秆还田模式

秸秆还田是把没用作饲料的秸秆直接或堆沤后施入土壤中的方法，具有培肥、蓄水、调温、增产、减少污染的作用。常见的还田技术包括堆沤还田、过腹还田、直接还田、留高茬还田等几种类型［3］。

4.2.2.1 直接还田

直接还田是将秸秆经简单机械处理后直接播撒于耕地中，这种方法省时省工，经一个种植周期，秸秆分解率可达70%以上，大部分秸秆都可经生化作用转化为农田肥料，进入农业种植链反复循环利用。根据天水地区主要农作物类型，选择将玉米、小麦、马铃薯等作物进行秸秆还田，在相对平缓的渭河谷地、葫芦河谷地等使用“覆盖还田”，可使用久保田、小太郎等“半喂入式收割机”进行低茬收割，这类收割机一般都配有自动秸秆粉碎装置，可以边收割边粉碎边抛撒。在地势陡峭及偏远地区使用“翻压还田”，在人工收割后，用大功率旋耕机直接破碎后以翻耕入田的方法进行秸秆还田，这类方法将秸秆翻埋入土壤中，借助土壤中的微生物进行分解，提高土壤的疏松度，有利于农作物的生长。

4.2.2.2 过腹还田

过腹还田是将秸秆收集、粉碎后当做反刍家畜养殖饲料，经过家畜养殖后转化为肉、奶。同时，家畜排泄粪便可进入农田进行堆肥或直接施用，也可进入沼气池中进入生态循环农业，提高资源利用率。秸秆饲料处理一般有物理法（切段、粉碎）、化学法（氨化、碱化）以及生物法（微贮、青贮）［4］。在天水地区常用的方法是将玉米等秸秆进行粉碎（2～5 cm）后，装进铺有聚乙烯塑料薄膜的青贮窖中，在厌氧环境中，乳酸菌将秸秆中可溶碳水化合物发酵生成乳酸等有机化合物，形成适宜于天水地区气候环境的长期贮存饲料。

4.2.2.3 留高茬还田

4.依法保护民营企业合法权益。加强民营企业产权保护，依法保障民营企业和企业家合法财产不受侵犯、合法经营不受干扰。严厉打击针对民营企业的不正当竞争行为，对侵犯民营企业商标、专利、商业秘密等知识产权以及损害民营企业商业信誉、商品声誉的违法行为，及时予以纠正。对民营企业和人员的一般违法行为，慎用查封、扣押、冻结等措施，最大限度降低对涉案企业正常生产经营活动的不利影响。依法必须采取查封、扣押、冻结措施处置涉案财物的，必须严格区分个人财产和企业法人财产、区分违法所得和合法财产、区分涉案人员个人财产和家庭成员财产，结案后及时解封、解冻非涉案财物。

留高茬还田是指作物收割时提高留茬高度，翻耕后使根茬在田间腐烂分解的方式。针对天水地区小麦、玉米种植面积大的特点，可对部分进行机械作业的农田采用留高茬还田的方法进行秸秆的减量化与资源化利用。在农作物收割时留茬约30 cm 高，用返转灭茬机械一次完成旋耕、灭茬还田。增加土壤中有机质、全氮、磷、钾等营养肥料的返回量，提高土壤孔隙度及容重，改善土壤物理性状，提高土壤肥力，增加种植业收入，同时还可以减轻因焚烧秸秆带来的污染［5］。

4.2.2.4 堆沤还田

秸秆堆沤还田方式主要是利用高效生物菌剂产生含有大量有益的高温高湿型微生物群体，生成具有较强活性的各种酶，过程微生物发酵能将秸秆的中粗纤维快速催化分解，使之转化为有机肥的过程。将玉米等秸秆进行粉碎（5 cm 左右），在粉碎后的秸秆中加入腐熟剂、沼渣或禽畜粪便，混入沼液或者人粪尿，在秸秆吸足水分后压实，堆积成梯形秸秆堆，用泥封闭，夏季可直接堆肥，冬季则需上层加盖覆盖物，增加保温。堆沤还田工艺简单，非常适合于天水山区秸秆资源量大，又不方便集中处置情况，堆沤时间短，省工省力，不仅能减少秸秆焚烧后的污染，还能充分利用资源提高土壤肥力。

4.3 推行尾菜循环利用模式

天水地区突出区域化特色发展，已建有“一区两园三基地”六大蔬菜生产基地，产业相对集中，尾菜的收集更加集中、便捷。天水地区尾菜处理主要通过直接还田、田间堆沤及饲料化3 种方式进行处理。2018 年蔬菜主产区处理尾菜59.28 万t，治理尾菜污染面积54.06 万亩，尾菜量大、潜在资源丰富。

4.3.1 尾菜饲料生产

尾菜中含有大量的纤维素和蛋白质，但由于蔬菜生产有较强的季节性，尾菜水分含量大，直接投喂不易畜禽吸收。建议采用尾菜饲料生产的方法，降低尾菜水分含量，增加尾菜的贮存时长。常见有加滤和添加吸水剂等方法，通过造粒、制块，制成供畜禽自由采食的粗饲料，不但加工简单、耐储、方便运输，而且可依据商品化处理量配备相应设备，实现环境保护和资源化再利用［6］。

尾菜堆沤与秸秆堆沤还田模式基本一致，主要通过微生物的生化作用，控制尾菜中的有机物转化成有益于农田耕作的腐殖质，为提高肥质，可配入一定比例的无机氮、磷、钾肥，形成复合肥一起发酵。通过尾菜堆沤可以提高土壤有机质含量，增加土壤肥力，改良土壤结构，提高蔬菜质量和产量。

4.4 推进养殖面源污染治理

4.4.1 严格畜禽养殖污染治理标准

开展畜禽养殖场（户）普查，重点针对7 个县区的畜禽养殖户开展调查，包括养殖种类、数量，养殖场面积、结构，养殖工艺，污染产生、排放、处理情况，环保审批验收情况等。在摸清底数的基础上，逐场逐户制定畜禽养殖排泄物和污水治理方案，排出时间表、责任人，签订协议、承诺书，建立档案，落实责任。

4.4.2 开展畜禽生态养殖

推行生态养殖、资源化利用模式。鼓励畜禽养殖场按畜禽“果—林—菜”等生态养殖模式对养殖场所进行综合改造，实现养殖排泄物资源化利用。按照减排要求，结合实际，选择实施“雨污分离+干清粪+粪便生产有机肥”“雨污分离+沼气池+废弃物还田利用”“雨污分离+干清粪+有机肥+深度处理+在线监控”“雨污分离+干清粪+粪便农业利用+深度处理”“雨污分离+干清粪+储存池+农业还田”等多种减排利用模式。

4.4.3 开展畜禽养殖污染治理

加强对重点畜禽养殖场的污染治理力度，禁止养殖污水直接排入河道。继续推广新型、科学的环境技术和设施，新建、改建、扩建规模化畜禽养殖场要配套建设与养殖规模和污染防治需要相适应的粪便、污水与雨水分流设施，粪便、污水贮存设施，粪污厌氧消化和堆沤、沼气制取、沼液沼渣分离和输送等综合利用和无害化处理设施。

4.5 加强农村环境综合整治

4.5.1 加强农村厕所改造

以清除简易户厕、建设卫生厕所为重点，结合农村污水处理工程建设，推进农村改厕和人、畜（禽）粪便无害化处理及化粪池的建设和改造，原则上要保证所有农户都配套规范的化粪池，对于已建有化粪池的住户应视其状况而定，对不符合要求的化粪池应进行改建或购买安装成套的化粪池，在住户较为集中的区域，可考虑就近几户合用一个标准化粪池或集中建设一个大容积标准化粪池，以减少投资和占地［7］。

4.5.2 大力推进农村生活垃圾处理

农村生活垃圾因其自身特性，如不及时清运、处理，会与微生物发生各类生化反应，导致渗出液外流，发出臭味，污染环境空气，下渗后还会污染土壤和地下水。

针对农村生活垃圾问题，可采取以下措施进行治理：（1）实施垃圾分类收集制度，实施环保积分制度，将垃圾分类收集与运营管理相结合，督促、规范农村生活垃圾的处理；（2）加强基础建设，向各村镇免费提供垃圾分类收集箱，定期回收、更换垃圾箱，加大行道两侧垃圾箱的分布密度，方便村民及时投放垃圾；（3）建立固废定期清除制度。天水市省道两侧乡镇生活垃圾回收及处理程度较高，但部分偏僻地区垃圾回收利用率较低，建议加大资金投入，对各村镇生活垃圾进行统一的收集后集中处理。

5 结语

天水市是典型的农业主导型城市，近年来市委市政府出台多项措施，通过落实“乡村振兴”“精准扶贫”“现代农业建设”等项目，实现了农业现代化、特色化、集团化高速发展，通过“乡风文明建设”“美丽乡村建设”，有效提升了村容村貌，农村人居环境得到有效整治。但由于秸秆、尾菜、畜禽粪便总量巨大，加之资金、技术配套不到位，农业固废无法有效处置，本文通过对天水地区种植业、养殖业等基础资料的分析，依托农业废弃物处理现状，从推动循环农业产业发展、加大技术资金投入、尾菜循环利用、推进养殖面源污染治理、加强农村环境综合整治等5 个方面，提出了适宜于天水区域特点的农业固废治理对策和建议。