农业废弃物的资源化利用及问题分析

刁润丽

（河南质量工程职业学院，河南 平顶山市 467001）

农业废弃物可划分为养殖业的畜禽粪便及屠宰畜禽的废弃物、种植业的农作物秸秆、尾菜和农业生产残留的农膜及农副产品加工过程中产生的废弃物等。中国是农业大国，农业规模巨大，农业废弃物数量也十分巨大，废弃物的污染问题也很突出，危害严重，加之随意焚烧、乱堆乱放，浪费资源的同时影响了生态环境；然而由于人口众多农业资源的人均可用量依然少，生态环境承受的压力大，没有被充分利用的农业废弃物，需要加以重视并充分利用，将农业废弃物资源化利用，在美化人居环境、改善能源短缺、实现农业绿色可持续发展等方面发挥其重要的促进作用［1，2］。通过秸秆回收还田、废旧农膜再利用、畜禽粪污综合利用等，加大对还田管网设施、农业废弃物处理体系等方面的投入，推广可再生能源利用技术，加大对农业废弃物能源综合建设投入力度，把经济发展同环境保护两者有机协调起来，在满足人民群众对农产品需求的同时，维持生态系统的稳定，保持其持续发展，加快农业发展的步伐［3,4］。

1 农业废弃物的定义及主要特征

1.1 农业废弃物的定义

农业废弃物和农业生产过程有关，农业生产过程一方面需要投入大量资源，另一方面产出相应物质，包括两部分：一部分是对人们有用的理想产品，另一部分是暂时无用的物质。暂时无用的这部分称为农业废弃物，它们既是资源也是流失的部分能量［5］。

关于农业废弃物的内涵，学者们的意见比较一致，但在细节上又各有所偏重。《环境科学大辞典》中农业废弃物分为4类：农业生产废弃物，其中2/3以上为秸秆；禽畜养殖业产生的废弃物；农产品加工过程中产生的废弃物；包括人粪尿在内的生活废弃物［6］。《农业大词典》中的农业废弃物为农业生产、畜禽养殖、农产品加工和居民生活废弃物的总称［7］。孙振钧等认为农业废弃物是包括植物类、动物类、加工类残余废弃物和生活垃圾等有机类物质［8，9］。综合各文献，我们认为农业废弃物包括农产品加工、农业生产、畜禽养殖业和农村居民生活产生的废弃物，具体有秸秆、杂草、残株、落叶、树枝、藤蔓和果壳等，以及农产品加工中的污水、禽畜粪便以及废料［10］。

1.2 农业废弃物的主要特征

1.2.1 数量特别大 我国农业废弃物主要产于种植业和养殖业，每年可产生数以亿计的废弃物。据估算，每年秸杆的总产量约为6.5×109t，燃烧的数量为5×107～7×107t，每年畜禽粪便产生的总量约为17.3×108t。同时，我国农业生产的主要单位是农户，每个农户要生产什么、生产多少全部都是由农民自己决定，这就造成生产内容千差万别，再加上农民的废弃物再利用意识缺乏、对废弃物的界定不清，可能会把一些资源当作废弃物进行处理。从这个意义来说，农业废弃物的具体总量很难计算，因此，我国农业废弃物的总量只能依靠估算来统计，或许实际数量远不止这些。

1.2.2 品质差 由于我国农业生产相对滞后，农业所投入的生产资料主要是传统的秸秆还田、粪便施用、化肥使用，科技含量非常低，导致土壤及农作物的有机含量相对较低。因此，农业废弃物中的有益成分增加有限，可利用性也就不高。但随着社会的发展，科技在农业中的比重越来越大，使得农业废弃物中的有益成分含量逐渐增加。

1.2.3 价格低 由于农业废弃物品质差，相应的价格较为低廉。我国农业废弃物所含有益成分较少，可以再利用的可能性更低，因此卖不上一个好的价钱。长此以往，只能闲置堆放大量的废弃物，污染环境，影响人体健康。

1.2.4 利用率低，污染严重 农业废弃物中含有较多的有害物质，对环境的破坏性较大。在我国，农作物的秸秆大多都是直接焚烧，这种利用方式使得其能量只被利用了十分之一，秸秆所含的大部分能量、粗蛋白、矿物盐类等都浪费了。仅仅三分之一的钾得到利用，其他的热能、有机质、氮和磷都被浪费了。秸秆在燃烧时有大量的二氧化硫等气体和烟尘，还会污染大气。畜禽粪便也是采用直接归田的一次性利用方式，不但污染土壤和附近水源，还对农副产品和人体健康造成不利影响。农业废弃物不能有效利用，会严重破坏农村生态环境，因此，急需实现废弃物的资源化利用。根据农业废弃物的这些特点，我们应该加快推进农业废弃物再利用的研究步伐，学习和掌握国内外先进技术，充分而有效地利用农业废弃物，为建设生态农业、走循环经济之路做出贡献。

2 农业废弃物资源化利用现状

回收农业废弃物可将其转换为可被工业、农业利用的资源，实现资源化利用。如利用废弃物建沼气池、废弃物还田沤肥、循环利用作工业原料等。资源化利用对生态农业的发展、新农村建设都有重要的促进作用。

2.1 农业废弃物资源化利用途径

2.1.1 肥料化 还田利用是农业废弃物肥料化，是通过将畜禽粪便和秸秆等还田的方式转化为农作物可吸收利用的肥料。还田方式有直接和间接两种，借助土壤微生物将养分释放出来并加以吸收利用的方式是直接方式。将废弃物经过多个环节的加工处理后再还田的方式是间接方式。还田农业废弃物一方面可降低化肥的用量，提高作物产量，还能有效改善土壤状况，另一方面还可以减少有害气体排放，生态、经济效益良好［11］。

2.1.2 饲料化 通过一系列加工过程将农业废弃物制作成动物饲料的过程叫做饲料化。秸秆类废弃物含有少量的蛋白质和一些纤维类物质，经过加工，消化率和适口性更好，既能缓解饲料不足问题，又可获得良好的经济效益［12］。动物性废弃物可能有寄生虫卵和病原体等，且气味特殊，需经热喷、发酵、干燥等多个环节的前处理才能被有效利用，所以对于其饲料化的研究不多，技术尚不成熟，没有达到广泛应用［13,14］。

2.1.3 能源化 能源化利用的传统方式主要是通过燃烧秸秆等获得能源，效率不到10%，且污染严重，危害健康。随着环保意识的增强和技术的进步，能源化利用逐步向高值的清洁方向转变。目前的高值化方式有燃料乙醇、沼气发酵、热解气、生物柴油等［15］。其中，能源化最典型的利用方式是发酵产沼气技术。该技术一方面处理了农业废弃物，另一方面产生了能源物质沼气，同时还输出有价值的沼液沼渣等附加产物，社会效益、生态效益和经济效益俱佳，因此该技术近年来发展迅速并得到大力推广。

2.1.4 基料化 基料化是将农业废弃物加工成有机固体物料［16］。依据加工所用原料的不同将这些固体物料分为饲养垫料基质、栽培基质和吸附基质等。应用最广泛的是基质栽培，它对于温室种植、立体化种植、育苗等技术都可适用，它可以提高土地利用效率，根据需要对植物生长状况进行调整，并能降低成本。基料化是一种形式多样、经济效益理想的资源化利用形式，应用前景十分广阔。

2.1.5 工业原料化 工业原料化是将农业废弃物用作工业产品的原材料。随着工业产品需求量的大幅增长，对原料数量和价格的要求也越来越高。农业废弃物因具有价格低廉、来源广泛的优势，在工业原料化领域得到了广泛应用。例如将秸秆等做成手工艺品、制备活性炭、生产纸浆、制造可降塑料和环保建材等［17,18］。工业原料化可以有效处理利用大量的农业废弃物，潜力巨大、市场广阔，是资源化利用的一个重要发展方向［19,20］。

2.2 农业废弃物资源化存在的问题

2.2.1 先进技术设备缺乏，利用效果不理想 对于资源化利用从思想上不够重视，研发力度及资金投入不够，致使其水平比较落后。目前采用的仍然是技术落后、工艺简单的方式，相应的生产规模、处理能力和利用率都受到限制。一方面，技术研发能力不足、装备落后，至今主攻方向不明，导致缺乏竞争力，影响产业化进程；另一方面，由于资金投入及市场开发不足，一些实用技术得不到有效的应用和推广，不能很好地适应现代农业发展的需求。

2.2.2 政策支持力度不够，农户参与积极性较低 单就经济效益而言，资源化利用的成本是很高的。据测算，秸秆离田成本为作物收入15%～30%，还田成本9%～15%，养殖场废弃物的处理就更高了，因此需要投入大量的资金和设备。目前，资源化利用方面国家还没有系统性的政策出台，现有的部分政策如秸秆还田、秸秆禁烧、农机补贴、粪便处理、污水处理等，针对性不够强。而且，与成本相比，现有的补贴标准明显偏低，如秸秆还田的补贴只有成本的1/3。

2.2.3 社会化服务体系不健全，产业链条没有形成 农业生产的环节多、过程复杂，这些决定了废弃物资源化利用的繁杂性和多样性，各环节单凭农户而没有产业链条是难以高效运作的。秸秆收储运方面，服务机制不健全，秸秆需要在短时间内集中收集，储存时又占用场地，所以大部分农民对其采取焚烧处理。此外，资源化利用时，如设备、场地和设施等都需要大量的资金来支持，个体农户或小企业没有那么大的实力，原材料也受限。就急需走产业化的道路，推动配套产业，拓宽利用渠道，加快下游产品开发，逐步形成废弃物利用的完整产业链，并在此基础上健全相应的社会化服务体系，推动农业废弃物循环利用的快速发展。

2.2.4 技术规范化程度低，技术和产品利用难以标准化 农业废弃物循环利用大多是凭感觉、靠经验，在实际操作中没有明确的技术标准和操作规程。如秸秆还田，秸秆的种类、还田的时间、还田的方式等都不明确。在秸秆肥料化、饲料化、养殖废弃物生产有机肥过程中，大都有肥效难以确定、养分含量不稳定等问题。因此急需制定关于农业废弃物利用技术、方式、方法等方面的标准和技术规范，并进一步形成农业废弃物利用的标准和技术体系。

3 总结与展望

中国是农业大国，经济发展水平与农业的发展水平两者密切相关。随着时代的发展、科技的进步，农业正在向现代化的方向迈进，发展水平不断攀升，在这过程中仍然存在一些问题，其中最突出的就是废弃物处理问题。农业废弃物利用的传统模式中，大量的废弃物闲置，很多无法自行降解，残留下来就破坏土壤环境，落后地区甚至直接焚烧处理废弃物，严重污染空气，因此急需做好废弃物的处理，实现资源再利用和农业实现可持续发展。