我国农业废弃物资源的利用现状及开发前景

摘要：论述了我国农业废弃物资源化利用的意义及当前能源化、肥料化、饲料化和材料化利用现状，概括了当前农业废弃物资源化利用中存在的一些问题，并提出了今后农业废弃物开发利用的重点和前景。
关键词：农业废弃物；秸秆；资源化利用；环境污染；生物质能
农业废弃物（agricultural residue）是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括：农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物，畜牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物，农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等。通常我们所说的农业废弃物主要指农作物秸秆和畜禽粪便。
我国是一个农业大国，随着农业生产水平和农民生活水平的不断提高，对原来用作肥料和燃料的农业废弃物的利用越来越少，因此农业废弃物越来越多。我国已成为世界上农业废弃物产出量最大的国家，其中农作物秸秆年产量达5亿t(干质量)，可供青贮的茎叶等鲜料约10亿t，锯末、刨花等林业废弃物16000t，畜禽粪便排放量134亿t，城市垃圾7万t以上。随着工农业生产的迅速发展和人口的增加，这些废弃物以年均5%～10%的速度递增。这其中大部分废弃物被当作垃圾丢弃或排放到环境中，造成可利用资源的浪费和对生态环境的污染。因此，如何合理利用农业废弃物资源，真正实现农业废弃物变“废”为“宝”，对缓解我国能源压力，保护生态环境，促进农业的可持续发展具有重大意义。
1我国农业废弃物资源的利用现状
1.1农业废弃物资源化利用的意义
1.1.1消除日益严重的环境污染
农业废弃物的污染主要表现为：（1）秸秆焚烧和臭气引起的空气污染；（2）重金属、农药和兽药残留引起的土壤污染；（3）农业“白色污染”；（4）粪便等造成的水源污染；（5）农业废弃物引起细菌和病毒的传播。合理利用农业废弃物资源可以有效地降低或者消除以上存在的环境污染问题。
1.1.2改善耕地土壤质量
根据全国化肥试验网肥料长期定位试验和国家土壤肥力与肥料效益监测资料显示，近年来，我国耕地土壤有机质含量有下降趋势，土壤缓冲能力减弱，抗灾能力衰退，化肥利用率低，土壤肥力降低。实现农业废弃物的肥料化利用，生产有机肥料可以补充土壤养分，提高土壤中营养元素的有效性，并有助于改善土壤质地。
1.1.3解决农村能源短缺问题
我国农村人口占全国总人口的70%以上，生物质能一直是农村的主要能源之一，农村生活用能源仍有57%依靠薪柴和秸秆。薪柴消费量超过合理采伐量的15%，导致大面积森林植被破坏，水土流失加剧和生态环境失衡。“九五”以来的全国生态农业和生态家园建设的实践已经证明，有效利用农林废弃物和乡镇生活废弃物，发展农村沼气等能源工程和生态农业模式，可有效地促进生态良性循环，减轻对森林资源的破坏，减少土壤侵蚀和水土流失，保护生物多样性。
1.2农业废弃物资源化利用的现状
我国农业废弃物再利用有着悠久的历史，堆肥和沼气技术在传统的生态理念指引下被广泛应用，从全国生态农业示范县收集到的370多个生态农业实用模式中，有1/3是以农业废弃物的循环利用技术为纽带联结形成的高效生产模式。近些年来，我国农业废弃物资源再利用的方式主要有能源化、肥料化、饲料化和材料化等。
1.2.1能源化利用
生物质能是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在世界能源消费总量中占14%，而且与前三大能源相比具有可再生的独特优势。我国农业废弃物的生物质能是农村能源的重要组成部分，在解决农村能源短缺和农村环境污染方面有重要的价值。近年来，中国先后对禽畜粪便厌氧消化、农作物秸秆热解气化等技术进行了攻关研究和开发，已经取得了一定成绩。比如利用粪便产生沼气发电，燃烧秸秆产生热能供热，将有机垃圾混合燃烧发电等。
1.2.2肥料化利用
农业废弃物和乡镇生活垃圾的肥料化在提高土壤肥力，增加土壤有机质，改善土壤结构等方面有其独特的作用。
1.2.3饲料化利用
目前，农业废弃物的饲料化主要分为植物纤维性废弃物的饲料化和动物性废弃物的饲料化，因为农业废弃物中含有大量的蛋白质和纤维类物质，经过适当的技术处理便可作为畜禽饲料应用。
植物纤维性废弃物主要指秸秆。当前我国秸秆的饲用量约为1.6亿t，相当于3.67亿hm2天然草地的产草量，其相应的养殖量约为4.67亿只羊单位，占我国草食畜养殖总量的3/4。秸秆大多可以直接饲喂，经过一定的加工处理，可以提高其营养利用率和经济效益。加工处理方法包括粉碎等物理方法、酸碱处理等化学方法和微生物发酵等。
动物性废弃物主要指畜禽粪便和加工下脚料。如鸡粪的有效能值为7524kJ/kg，含粗蛋白27%左右，无氮浸出物20%以上，还含有丰富的钙、磷和微量元素，通过特定的物理、化学和微生物方法处理后可作为畜禽饲料。但是，动物性废弃物的饲料化利用存在一定的安全隐患，目前人们对动物性废弃物的饲料化利用观点不一致，存在争议。1.2.4材料化利用利用农业废弃物中的高蛋白质资源和纤维性材料可生产多种生物质材料，比如利用农业废弃物中的高纤维性植物废弃物生产纸板、人造纤维板、轻质建材板，通过固化、炭化技术制成活性炭，生产可降解餐具材料和纤维素薄膜，利用稻壳作为生产白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料，利用秸秆、稻壳经炭化后生产钢铁冶金行业金属液面的新型保温材料，利用棉秆皮、棉铃壳等含有酚式羟基化学成分制成聚合阳离子交换树脂吸收重金属。