食材废弃物再利用调查研究分析

摘" 要：基于我国化肥、农药、农膜等农业生产投入品的超量不合理使用，造成水体污染严重、耕地土壤的质量等问题，最终使农作物品质下降减产，同时在全球面临能源紧缺与环境污染的双重压力下，该项目以海鲜、果蔬、肥料等行业相关领域为调查对象，通过走访、座谈等方式对龙虾壳、蟹壳、花蛤壳、鱼鳞等海鲜壳食材废弃物，厨余果皮、水果蔬菜残次品等废弃物处理方法，以及目前肥料的生产情况进行调查，分析厨余、果蔬等废弃物的产出量及处理方式，根据分析结果提出采用科学的方式对厨余、果蔬等废弃物进行处理，生产高钙酵素肥料，实现绿色生产，期望该次调查研究能够引起人们重视废弃物再利用，实现“变废为宝”的技术开发。

关键词：食材;废弃物;发酵肥料;海鲜;果蔬

中图分类号：X705" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-9902（2025）01-0059-04

Abstract： Due to the excessive and irrational use of agricultural inputs such as fertilizers， pesticides， and plastic films in China， serious water pollution and soil degradation issues have arisen， resulting in decreased crop quality and yield. Concurrently， facing the dual pressures of energy scarcity and environmental pollution globally， this project targets industries related to seafood， fruits and vegetables， and fertilizers. Through surveys and interviews， investigations were conducted on the disposal methods of seafood shells （such as lobster， crab， and clam shells， as well as fish scales）， kitchen waste， fruit peels， fruit and vegetable rejects， etc.， and the current status of fertilizer production. The study analyzed the output and disposal methods of kitchen waste， fruits， and vegetables. Based on the analysis， it proposes the adoption of scientific methods for the treatment of kitchen waste and fruits and vegetables to produce high-calcium enzyme fertilizers， thereby achieving green production. The aim of this research is to contribute to the development of new technologies and further advance the progress of waste utilization towards a technological development paradigm of \"turning waste into treasure\".

Keywords： ingredients; waste; fermented fertilizer; seafood; fruits and vegetables

《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》是国家发展绿色农业的第一个文件，该文件贯彻落实了习近平总书记在农业方面新发展理念的重大举措，是我国在当前、今后发展绿色农业的第一个纲领性文件。文件确定了“三不、两零、一全”的总体目标，“三不”是指耕地数量不减少、耕地质量不降低、地下水不超采;“两零”是指化肥、农药使用量零增长，“一全”是指秸秆、畜禽粪污、农膜全利用。同时该文件还规定了发展绿色农业的总体目标、基本原则、目标任务和保障措施等。进行现代农业，需要在生产过程中保护、改善耕地，进而达到保护自然环境，遵循生态规律的目标。为了能够在农业方面提高经济效益、社会效益、生态效益，同时发展绿色农业，生态农业，我们必须采用现代化科学技术对农业生产、生活过程中产生的有机、无机等废弃物进行变废为宝处理，同时要求将传统农业的有效经验与现代化农业的科学技术有机结合起来才能建立高效、可持续发展的绿色生态农业。最终才能使环境、农业、经济实现良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一[1]。随着社会生产力的发展，物质生产可以满足人民日益增长的物质需要，人民的生活水平得到了提高，使人民对生活质量的提高有了进一步追求，健康生活是人民最大的愿望，人民愿意为其付出相应的成本，这就催生了生态农业的市场，人民越来越重视农作物的质量安全。但近年来农民一味地追求农作物产量，导致使用化学肥料以及农药过多，耕地板结，地力低下，农作物病虫害增多，土壤品质急剧下降，造成作物品质下降以及减产，致使作物经济效益下滑，严重影响农民收益。这些已经引起了政府以及农业专家的广泛关注。

酵素肥料在使用过程中可使土壤的通气性、保水性、排水性、肥力、酸碱度和地温等达到良好的理化条件，使土壤的性能得到了改善，呈现膨松、多孔质的状态。而土壤中酵素菌的多少直接影响作物的生长状态，生态系统的好坏，同时土壤地力的好坏，也决定了植物的抗病能力。而酵素肥料的菌群种类有：硝酸菌群、固氮菌群、溶磷菌群、乳酸菌群、酵母菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群等可以基本满足农作物生产过程中的品质要求，例如通过在作物生长过程中使用促进生长酵素菌技术就可以提高蔬菜和果实的甘甜，改善农作物的口感，还原了农作物食品本来应有的品质。在我国化肥、农药、农膜等农业生产投入品的超量不合理使用，污染水体直接灌溉等造成耕地土壤的质量下降，使作物品质下降以及减产[2]，同时在全球面临能源紧缺与环境污染的双重压力下，我们将废弃物采用科学的方式，实现绿色生产，此技术的研究开发，可改变很多海鲜加工厂、农村水果蔬菜残次品等废弃物污染环境的问题，也可实现“变废为宝”。由于龙虾壳、蟹壳、花蛤壳、鱼鳞等海鲜壳食材废弃物中钙镁等矿物质、蛋白质含量较高，而厨余果皮、水果蔬菜残次品等废弃物等糖类、维生素等含量高，两者在肥料的营养成分中，达到了互补的效果，且成本低，绿色环保，容易操作，在解决垃圾处理问题同时制成多重功效复合有机发酵肥产品，取得环保效益双效果。

1" 走访调查废弃物处理方法

1.1" 当前废弃物处理危害

近年来，随着人民消费水平、生活水平的提高，我国的果蔬、餐饮等行业得到了快速发展，促进了经济发展、丰富了饮食文化、满足了饮食需求。与此同时，果蔬残次品、餐厨废弃物、食品加工废料等产量大大增加，如果处理不及时、不合理，将会影响市容、造成环境污染。果蔬残次品、厨余废弃物的有效利用、处置已成为政府及各部门迫切需要做的民生工程和进展要务。目前社会上多采用的方式是“收集—运输—处置”的运行模式，交给有资质的公司进行处理，但其成本较高，一些商家不愿负担其费用，加上政府全面监管难度较大，不能做到面面俱到，一些商家会私自处理厨余垃圾，造成环境污染、危害身体健康。目前国家已经尝试通过产学研结合，利用科研工程，将果蔬废弃物、餐厨废弃物等进行资源再利用，部分省市的废弃物饲料原料转化可达10%，油脂提取率达90%，基本实现了资源化技术集成，但未见废弃物肥料转化方面的报道。而在集中处理过程中也带来了很多社会安全问题，例如厨余垃圾的含水量高达80%～90%，如果其中的水分渗透到地下，那么将会造成地下水污染，其中的有机物在适合的温度下会发酵变质，而产生的一些致病微生物大肠杆菌等会直接威胁到人民的身体健康和生态环境;若将厨余废弃物生产成饲料养殖家畜，一些致病菌会富集到家畜身上，同时厨余废弃物腐败过程中产生的有害气体，对家畜的呼吸系统、消化系统产生剧烈刺激，引发各种疾病。最终这些患病的家畜会进入到农产品市场，被人民消费使用，造成的身体危害是无法估量的。若将其直接排入下水道进入城市污水管网，加重污水处理厂的处理负担;餐厨废弃物被非法收购后被提炼成“地沟油”最后回流到人们的餐桌上或进入食品加工厂，将会造成食品安全事件，危害人民的身心健康。

1.2" 废弃物处理方法

项目组成员以陕西省渭南市临渭区周边农村村民、社区居民、海鲜市场、海鲜餐饮店等为走访、座谈对象，了解到虽然政府要求将垃圾进行分类收集，将厨余垃圾进行集中收集处理，但实际生产生活中农民会将果蔬残次品，小商户会将厨余垃圾随意处理而无固定模式，海鲜商户、餐饮店会将小龙虾壳、蟹壳、花蛤壳和鱼鳞等海鲜壳食材废弃物作为垃圾进行处理，不仅造成环境污染，也浪费了资源。同时在座谈过程中项目组成员讲解了国家发展绿色农业的政策、保护生态环境的利害，引导农民收集食材废弃物、瓜果残次品、厨余垃圾等在家自制农家发酵肥，以及使用发酵肥对农作物、土壤的益处，并核算了生产成本，进而达到变废为宝，保护生态环境的目的。

2" 废弃物分析

2.1" 海鲜废弃物产出分析

目前，我国海产品加工处理过程中，大多数下脚料作为废弃物丢弃，不但浪费其自身营养价值，导致自然资源浪费，而且造成了环境污染[3]。虾是主要的海产品之一，在虾加工过程中，占原料80%的虾头、虾壳和虾尾[4]，还有无法食用的小虾，都作为垃圾处理了。尤其是近几年小龙虾很受人们欢迎，2023年我国小龙虾产量达316.10万t，而产生过程中虾头、虾壳等虾副产物达百万吨均作为副产品被遗弃，然而虾加工副产品中有丰富的蛋白质、矿物质元素、虾青素等，虾头、壳蛋白质中含有多种必须氨基等可利用物质，所含营养成分极其丰富。而我国对这样的水产品加工下脚料综合利用虽然也有研究，但是都会涉及有机溶剂，生产成本高，限制了其广泛应用。在政府有利的政策引导下，更多的科学研究院以及农业生产者，试想通过科学、安全、绿色的化学发酵措施，将海鲜废弃物进行合理转化，生产出发酵有机肥，降低生产成本的同时，改善环境，为农业实现增收增产，减少化肥的使用，以降低对土地肥力的损伤。

2.2" 发酵技术现状分析

以海鲜壳废弃食材、厨余果皮、水果蔬菜残次品等废弃物主要原料发酵制得的高钙矿物质发酵复合肥有机肥，可用于园林绿化和种植业。当前化肥市场，由原来以化肥和复合肥为主，有机肥占有量比较低的局面，逐渐在扭转，“生态农业”“有机农业”正在兴起。在生产酵素肥的过程中，一般将采用科学的化学、发酵方法及措施，充分将农业生产过程产生的果蔬残次品，生活过程产生的厨余废弃物，海鲜加工产生的废弃物进行发酵，以期获得所需的发酵有机肥料。

在国际上，尤其是工业化水平较高的美国，已经将酵素技术作为核心技术将“化学农业”向“有机农业”“生态农业”慢慢过渡。在我国由于农业大量使用化学肥料的使用导致我国的农产品质量降低，使我们的农副产品进入国际和国内的市场竞争力大大降低。因此酵素技术的发展和普遍应用，将会在农业生产过程进行第二次改革发展中起到重要的作用，也必将成为我国进行绿色农业生产的依托和选择。因此进行发酵技术的研究和应用是十分必要的。而在实际应用中，酵素肥料的效果明显，国家科委已将此列为国家级重点科技项目，农业农村部也已明文在全国推广，酵素肥料的广泛推广必将给农业生产带来良好的经济效益和社会效益。

3" 技术成果分析

将海鲜废弃物，果蔬废弃物、残次品等原料进行加工处理时，利用细菌、纹线菌和酵母菌进行糖化—酒化—醋化等步骤的微生物发酵，在深度发酵的过程中将产生多种分解酶的有益微生物群体，进而实现无机物质的有机质化，有机物质的无机质化或分解作用，形成菌种丰富的酵素发酵肥料，在使用过程中可以增加土壤营养成分。同时，好气性发酵微生物群酵素所产生的糖化酶、蛋白分解酶等加水分解酶能促进有机质材料和综合加水分解反应[5]。酵素生产技术主要是采用好气性分解的，这是利用空气或者水中的氧气（游离氧气）进行繁殖的好气性微生物参与分解的。好气性发酵约在50～60 ℃时产生发酵热，有时也能达到70 ℃以上[6]。因此酵素生产过程中，关键技术是要控制水分的含量（55%～60%），如果水分过多原材料的通透性降低，将会阻碍空气中的氧气充分进入其中的顺畅性，容易造成厌氧状态而使发酵过程向逆方向运转，造成发酵失败;而水分含量不够时，发酵开始是我们所需的好气性发酵，在发酵过程中将会产生气化热，造成水分蒸发，使原材料中心可能发生脱水干燥的情况，出现异常高温状态。发酵热可急骤上升到70～80 ℃，高温会使有益的好气性发酵微生物死亡，只剩下喜好高温的好热性和一部分耐热性的放线苗，所以发酵产物变白，产生上热发烧现象造成发酵的失败;碳氮比值的调整，微生物活泼的活动是以有机物作为营养源的，为使该营养源能得到最为理想的利用，则需保持各营养素之间的平衡关系[7]。

4" 肥料分析

4.1" 肥料应用分析

原料资源充足，厨余果皮和农作物秸秆、虾壳等有机废弃物都是常见的，根据《中国统计年鉴（2020）》，2019年中国城市生活垃圾清运量约2.420 6亿t，其中厨余垃圾产量约为121.03～145 24万t，约占城市生活垃圾的50%～60%。有机食品市场不断扩大：消费者越来越注重健康和环保，有机食品的需求不断增加，有机肥料的市场需求也相应增加。城市化进程加快，农村劳动力逐渐减少，这使得传统农业耕作遇到了困难，因此越来越多的农户选择使用现代化的农业生产方式，其中包括使用酵素肥料，这也推动了酵素肥市场的扩大。在各种生活资源充足的今天，老百姓最关心的是食品是否安全。因此，政府制定了一系列政策行动，如化肥和农药零扩大、水果、蔬菜和茶叶用酵素肥替代化肥等。主要任务是发展绿色有机农业。有机农业示范基地建设，农村一、二、三产业创新融合，标志着我国农业转型升级正式启动。因此，有机肥料将迎来一股发展浪潮。

近年来，传统化肥对土壤污染及土壤重金属超标等原因，加大我国酵素肥料市场空间。目前，美国等西方国家发酵生物肥料用量已是其肥料总用量近50%，而在我国，酵素肥料的市场占比只是化肥使用量的5%～10%，如果发酵肥料的使用量能够达10%，其市场的使用量将会达到1 400万t。随着酵素肥使用的占比逐步扩大，到2023年达到2 300万t。由此可见，我国酵素肥料的需求量较大[8]。政府在环保和可持续发展方面的政策支持也推动了酵素肥料市场的增长，特别是在一些欧洲国家，政府采取了一系列措施鼓励农民使用酵素肥料。在酵素肥市场上，有很多竞争对手，包括传统的化学肥料、其他酵素肥料以及其他植物生长促进剂。针对这些竞争对手，酵素肥生产企业需要通过降低成本、提高产品质量和创新性能等方面进行差异化竞争，从而获得更大的市场份额。同时，在市场营销上，企业需要注重品牌宣传、产品推广和售后服务，提高消费者满意度，树立品牌形象，提高市场占有率。为了能够使农业进行绿色生产，使用发酵肥是非常必要的，且成本较低。因此，我们应当重视发酵肥的开发研究，更应当大力推广其使用，让农业生产者真正感受到发酵肥发优势，进而生产更多绿色、无公害的农产品，以满足人民生活的需求。

酵素肥市场是农业和园林市场。根据国家统计局发布的数据，中国的农业用地约为8.9亿亩，而园林市场也有很大的发展空间。通过分析农业市场和园林市场的特点进行市场估算，农业绿色化环保化政策引领下，酵素肥市场的潜在市场相当巨大。中国的农民人口数量众多，他们不仅需要提高收成，而且越来越注重环境保护和健康问题。有机肥料在未来有望替代部分传统化学肥料，因此，预计酵素肥的目标市场在农业领域、园林市场，园林市场包括公园、绿化、景观等，这是城市和乡村居民活动、休闲、游览的重要场所。维护和改善园林公共绿地的质量需要大量的肥料，而园林公共绿地质量的提升是城市建设和环境保护的重要内容之一。因此，预计酵素肥在园林市场也有非常大的市场需求。

4.2" 发酵肥成分分析

多重功效矿物质复合有机发酵肥产品主要成分有活菌：固氮菌、解磷菌、解钾菌、酵母菌、放线菌、真菌等植物有益的菌群以及糖类、蛋白质分解的机质成分[9];矿物质：含有多种非金属、矿物质元素，与动植的生长密切相关。其中有碳、氢、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁和硫等植物生长必需的营养元素及微量元素，且其中钙、镁含量较高[10]。

5" 土壤质量调查分析

由于农民在耕作过程中，每户拥有的耕地因为环境、技术的限制，基本都是常年种植同类农作物，而同类作物在生长过程中往往会偏好于吸收特定的某种或某些元素，并且根系活动的深度、范围相对固定，根系吸收的范围也相对固定，随着对偏好养分的连年不断吸收，会导致土壤中一些元素出现缺失现象。而农民在施加肥料过程中，不会对土壤进行质量检测、评价，却不断地施加肥料，加之市面上的化肥大多都是固定的单一元素肥料或复合肥，导致了需求较少甚至不需要的养分元素不断积累[11]，土壤所需的营养平衡被打破。其次，农民在施肥过程中受传统习惯的影响，不进行科学测土配方，往往是重施大量元素如氮磷钾元素，有机肥的使用往往没有得到重视，进而轻视了对耕地及时补充中微量元素肥，造成中微量元素相对缺乏[12-13]。尤其是目前温室大棚的使用，农民在一味地追求高产的情况下，会使用大量的畜禽粪肥、农用化学品（化肥、农药、农膜等），尤其是使用的化肥种类单一，导致了设施土壤酸碱度、盐分、重金属的改变，造成了土壤重金属的持续积累。而重金属具有高毒性、持久性和易积累等特征，其污染问题一直是环境领域的研究重点之一。而重金属是温室大棚在种植农作物过程中比较隐蔽的污染物，如果土壤一旦被重金属污染了，很难除去，土壤很难得到修复。而土壤的酸碱度对重金属在土壤中的含量及形态的影响也至关重要[14]，故科学地使用肥料是保障土壤质量安全的基本方法。

6" 结束语

综上所述，通过本次调查分析，在农业方面我国存在化肥、农药、农膜等使用超量不合理的情况，加上污染水体直接灌溉等造成耕地土壤的质量下降，使农作物产量、品质下降，同时在全球面临能源紧缺与环境污染的双重压力下，我们将对废弃物采用科学的方式，实现绿色生产，通过开发此技术，可改变大量海鲜加工厂、农村水果蔬菜残次品等废弃物的污染问题，实现变废为宝。因此引导农民变废为宝，减低生产成本，保护生态环境，是十分有意义的[15]。

参考文献：

[1] 何金富.广西生态农业建设问题与对策研究[D].武汉：华中科技大学，2005.

[2] 梁光源.“土十条”的“前事”与今生[J].环境，2016（10）：16-20.

[3] 邓楠.海产品下脚料酶解液制备肉味香精[D].青岛：中国海洋大学，2012.

[4] 高秀君，闫培生.海产品加工废弃物再利用研究进展[J].生物技术进展，2014（5）：346-354.

[5] 张体坤，秦世春，刘子仪，等.桉树废弃物再利用探讨[J].现代农村科技，2018（10）：100-101.

[6] 王险峰，刘友香，刘延秸，等.秆还田技术进展[J].现代化农业，2015（2）：1-4.

[7] 魏西根.浸吸式营养强化大米生产工艺的研究[D].成都：西华大学，2008.

[8] 宋春雨，张兴义，刘晓冰，等.土壤有机质对土壤肥力与作物生产力的影响[J].农业系统科学与综合研究，2008，24（3）：357-359.

[9] 李谷丰，牟钰得，赵伟洁，等.浅析液体微生物有机菌剂[J].农村实用科技信息，2012（9）：59-60.

[10] 孙志强.果树科学施肥是优质丰产的保证[J].农机导购，2017（3）：76-80.

[11] 刘淑云.日光温室蔬菜连作障碍的因果分析及防治措施探究[J].农业工程技术，2020，40（13）：571-573.

[12] 徐盛生，东莎莎.设施蔬菜连作障碍成因、为害及绿色防控技术[J].长江蔬菜，2022（7）：54-56.

[13] ASHWINI C. A review on Chaetomium globosum is versatile weapons for various plant pathogens[J]. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry，2019，8（2）：946-949.

[14] 何琳.温室土壤pH值及重金属含量变化研究[J].现代农业科技，2012（7）：274-276.

[15] 李琪，胡斌，胡青平，等.山西省秸秆类农业固体废弃物综合利用概述[J].农业科技通讯，2012（8）：166-169.

基金项目：陕西省教育科学“十三五”规划青年课题（SGH20Q301）;陕西省职业技术教育学会2024年度职业教育教学改革研究课题（2024SZX525）;渭南市科技计划项目（ZDYFJH-234）

第一作者简介：杨玉娜（1986-），女，硕士，副教授。研究方向为土壤检测改良技术。