农业废弃物综合利用的研究与展望

2021-12-26付丽霞

农业开发与装备 2021年3期

付丽霞

（长治市农业能源环保监测站，山西长治 046000）

1 农业废弃物概述

农业废弃物可以分为四大类，分别是：农业生产过程中所产生的废弃物，包括农田内的秸秆、果壳、树枝、树叶等；农业产品在加工过程中所产生的废弃物；畜牧业养殖所产生的粪污；养殖场内人员生活废物等。农业废弃物70%左右是秸秆，所以对于秸秆的回收利用是农业废弃物综合利用事业中最为重要的[1]。

农业废弃物中的营养成分包括碳氢氧、钙、镁、硫等，也包括纤维素、蛋白质、果胶、天然橡胶、氨基酸、抗生素、单糖等。在物理表现上，农业废弃物中存在着表面密度小，抗冲击能力强，韧性较大等特点。秸秆类植物废弃物经过干燥处理后，对于声音的吸收能力以及绝缘性等都有不错的表现。燃烧农业废弃物也可以产生一定的热量，所以可以作为能源进行利用。

2 农业废弃物综合利用的技术分析

2.1 能源的回收利用

由于农业废弃物中的生物质能储备较大，是仅次于煤炭、石油、天然气的重大能源，所以可以对农业废弃物内的生物质能进行回收利用，包括利用农业废弃物制作沼气、农业废弃物的气化反应、固化反应等。将农业废弃物制作成沼气，主要使用到农业废弃物中的秸秆、蔬菜、瓜果等废弃物以及畜禽粪污。每吨秸秆所生产的沼气能源可以替代0.7 t的煤炭所产生的能量，而且，利用秸秆所生产的沼气能源能够有效地降低二氧化硫和烟气的排放量，成本也较低；农业废弃物综合利用中的气化作用，主要是利用了生物质能的热能气化反应原理，山西长治人，将农业废弃物中的可燃烧物质经过干燥、热解气化，可以生成可燃气体，为农户提供日常生活的能源；农业废弃物综合利用中的固化作用，主要是农业废弃物中的木屑、稻壳、秸秆等利用机械处理，将松散的、热量值低的生物原材料制作成便于运输和使用的、具有固定形态的，而且密度高的固体能源物质，其能源功效相当于中等品质的煤矿，但是燃烧过程中却有着污染率低的优势[2]。

2.2 肥料的生产利用

农业废弃物中的许多物质可以用来生产肥料，所采取的技术手段包括堆肥、有机生物肥料制作、有机复合肥料制作等。堆肥是指利用微生物生态降解作用，将农业废弃物中的秸秆、菜类、瓜果、畜禽粪污等经过生物降解反应，能够生成营养丰富的优良物质，可以用作对于土壤的改良；有机生物肥是指堆肥后早期内的固体残渣，同样可以经过处理生成有机肥料；有机复合肥是指堆肥过程中，会经过高温处理，将肥料内中的各类有害物质、虫卵等杀灭，之后配合一定比例的氮磷钾复合肥，有时也会加入一定的微生物，进而生产出高科技的复合肥料，不仅具备提高土壤的营养成分，也能够增加土壤中的电荷，促进土壤内的微生物成长。而且，有机复合肥供养能力快，不具备各类常见的副作用，施肥容易，所以目前是最为重要的农业废弃物综合利用生成肥的措施。

2.3 饲料的生产利用

农业废弃物除了经过堆肥用于土壤营养恢复或者是生产肥料外，也可以生产出经济价值高的、营养丰富的畜牧业饲料，包括氨化饲料、青贮饲料、生化蛋白饲料、糖化饲料、碱化资料以及动物粪便饲料。氨化饲料是最为常见的生产饲料的产品，主要利用了碱尿素等物质与秸秆发生化学反应，将秸秆中的纤维素进行处理，进而利于养殖牲畜的消化吸收；青贮饲料是指保持农业废弃物各类植物的绿色状态，提高动物口感。经过青储处理后农业废弃物内维生素等营养成分将得到增加，所有没有微生物或病毒问题的农业废弃物都可以进行青储饲料的生产；生化蛋白饲料是指利用微生物对农业废弃物进行生化反应，培养出酵母、菌类、蛋白质等物质，所生成的生化蛋白饲料会比一般的饲料有更高的营养成分；糖化饲料是指人工模拟出牛的消化系统，利用各类有积极作用的微生物将农业废弃物中的纤维素、木质素等进行发酵，转化为糖类，可以使低能的农业废弃物生成高能的畜牧业饲料；碱化饲料是指利用碱液将农业废弃物中的粗纤维、木质素等进行处理，能够有效地提高粗饲料的养价值，使难以消化的木质素被去除，便于动物消化吸收；动物的粪便饲料是指经过再处理后，可以将蛋白质营养或者是有效能、无氮浸出物、维生素等进行回收利用，需要经过干燥和氨化、发酵等处理，生产出可以供畜牧业使用的动物饲料[3]。

2.4 长治市秸秆综合利用

长治市秸秆综合利用坚持“多元利用、农用优先”的原则，以就地消纳、能量循环、综合利用为主线，积极推广新技术、新模式和新设备，推进秸秆的减量化、资源化和无害化利用，突出秸秆肥料化、饲料化、能源化利用重点，拓宽基料化、原料化利用途径，长治市秸秆综合利用水平稳步提升。长治市农作物秸秆可收集量120万t，秸秆综合利用量109万t，秸秆综合利用率达90.84%，比全省平均水平高0.54个百分点，比全国平均水平高4.14个百分点。市县农业部门充分利用报纸、广播、电视、新媒体等途径，采取面向基层、贴近农民、生动活泼的形式，全方位宣传秸秆综合利用法规政策、技术普及、典型案例等，提高农民的环保意识和参与意识。同时编印了《农业废弃物资源化利用技术手册》《农作物秸秆综合利用资料汇编》和《农作物秸秆综合利用技术简介》等资料，结合新型职业农民培训、新型农业经营带头人培训等，分层次、分环节、分对象举办秸秆综合利用技术培训班，加强对基层技术推广人员、实施主体管理人员的培训力度，不断提高专业化水平[4]。

从2016年开始，长治市积极争取中央、省级秸秆综合利用示范项目，襄垣县、屯留区、长子县、上党区和壶关县先后被列入全省秸秆综合利用重点县，超过全市总县数的五分之二。共争取到中央投资3 796万元，通过整县集中推进，打造全省秸秆综合利用的“样板县”，示范带动全市秸秆综合利用水平显著提高。长治市坚持“政府引导、市场运作”原则，以秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化利用为重点，培育了一批市场化利用主体，涌现出了以农机专业合作社为实施主体开展机械化粉碎还田肥料化利用；以上党区易通环能、武乡县弘晟能源、潞城区创蓝科技等农林废弃物加工成型（颗粒）燃料，以及襄垣县七一华富、长子县山西禾能生物质发电等燃料化利用为主体的燃料化利用；以武乡县多维牧业、长子县晋西牧业、襄垣县绿海养殖等为主体的饲料化利用；以壶关县紫团公司、潞州区宾花合作社等为主体的食用菌栽培基料化利用。目前长治市秸秆市场化利用主体达到40余个。在实践中总结提炼出秸秆机械化粉碎还田、玉米整秆半耕半覆盖还田、玉米整秆地膜二元覆盖、玉米秸秆饲料化加工、秸秆固化成型燃料、秸秆打捆直燃集中供暖、生物质气炭联产集中供热、沼气工程集中供暖、农林废弃物生物质发电、秸秆栽培食用菌等十大秸秆综合利用技术模式，为长治市秸秆综合利用提供技术支撑。

3 农业废弃物综合利用未来发展建议

3.1 推广多种技术综合发展

各个农业生产地区应该根据自身的情况提高农业废弃物的利用率。一般情况下，重点应该推广的技术包括：秸秆饲料技术、秸秆生物反应技术等。利用多种方式，将农业生产中最为重要的废弃物秸秆进行回收利用，将传统的粗放式利用进行升级，进一步提高秸秆的经济价值和生态环保价值。可以使用干馏裂解法进行秸秆气化反应，将秸秆经过专业的生产处理生成可燃的气体，能够为附近的用户进行能源的供给。采取统一加工、统一处理的方式，实现集中供气的目的，进一步提高经济效益。对于沼气的开发利用也是目前最为重要的农业废弃物综合利用手段，不仅可以为农户的生活提供清洁优质的能源供给，也可以减少农村污染问题，促进农村生态环境的改善。在进行新农村建设时，应该积极地开展沼气的开发利用，运用先进的沼气发酵技术来进行沼气生产，同时将沼气生产过程中所生成的副产品进行有机化肥的回收利用，可以进一步提高沼气生产的经济效益和社会效益。

3.2 加强资金投入

必须提高对于农业废弃物综合利用的重视，可以采取政府政策支持或者是资金支持的方式全面提高农村农业废弃物综合利用的能力。推进农业和农村生产的高科技发展，政府应牵头与相关的科研机构共同开展深入研究，通过开设专项资金的支持方式，提高农业废弃物综合利用的技术创新和推广，实现产学研结合。既要保障农业废弃物综合利用的生态环保效益，也要提高经济效益，而这也将进一步地加强政府资金投入的社会效益。