农业废弃物的资源化利用

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1 前言

1.1 研究背景

农业废弃物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[1, 2]。而日常所说的农业废弃物主要是程中产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等指狭义农业废物即农作物秸秆和畜禽粪便。本课题所说种植类及其加工废弃物指其中农业生产及加工过程中产生的废弃物。

中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约产出40多亿吨。随着农业经济的不断发展，农作物的产量随之提高，同时畜禽养殖数量也逐渐增加，使得农业废弃物种类和总量逐渐上升。然而近几年农村劳动力的缺失和劳动成本的增加，对用于农业废弃物的利用率越来越低，导致农业废弃物随意遗弃现象严重。

1.1.1 我国农业废弃物特点

我国农业废弃物主要由4个部分构成：养殖业废弃物，种植业废弃物，农村生活垃圾和[3]。农业加工废弃物1.1.1.1 养殖业废弃物

养殖业废弃物包括畜禽粪便和栏圈垫物等。其资源来自于牧、渔业生产过程中产生的残余物，主要来自圈养的牛、猪和鸡3类畜禽。畜禽粪便年产出量约为26.1亿吨，其中牛粪12.7亿吨，猪粪4.7亿吨，羊粪5.4亿吨，家禽类3.3亿吨，乡镇生活垃圾和人类粪便2.5亿[4]。个省份的排序为河南、山东、河北、四川、湖南、云南吨。畜禽粪便资源量最丰富的6随着畜禽养殖业的快速发展，粪便的生产量还会增加，预计到2020年，我国畜禽粪便量将达[5]。亿吨到401.1.1.2 种植业废弃物

表1-1 2009年农作物秸秆资源量

Tab.1-1 crop straw resources of 2009

(%)

秸秆种类占理论资源量百分比可收集资源量（亿吨）

稻草2.05 25%

麦秸18.3% 1.50

玉米秸2.65 32.3%

棉秆0.2584 3.2%

油料作物秸秆 4.6% 0.3737

豆类秸秆 3.3% 0.2726

薯类秸秆 2.7% 0.2243

可收集总量83.8%

6.87

种植业废弃物包括农田、食用菌种植及果园残留物如作物的秸秆、蔬菜的残体或果树的.

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枝条、落叶、果实外壳等。农作物秸秆7.0亿吨，其中稻草2.3亿吨，玉米秸秆2.2亿吨，豆类和杂粮作物秸秆1亿吨，花生、薯类藤蔓和甜菜叶等蔬菜残体1.8亿吨。2009年我国农作[6]。调查1亿吨，而可收集资源量约为6.87亿吨，具体分类见下表物秸秆理论资源量为8.2[7]。结果显示，我国的秸秆为利用资源量非常丰富，具有巨大的资源利用潜力1.1.1.3 农村生活垃圾农村生活垃圾包括农村居民生活废弃物如人粪尿和生活垃圾等。乡镇生活垃圾和人类粪便约为2.5亿吨。而这些废弃物虽然相比其他量不是很大，但是不能得到及时处理，也会对环境造成污染同时浪费资源。

1.1.1.4 农业加工业废弃物

农业加工工业废弃物包括农副产品加工后的剩余物例如稻壳、麦麸、玉米芯、锯末、秸秆、树皮、果壳、蔗渣、菇渣、酒糟渣、中药渣等，主要来源于动植物。其中肉类加工和农作物加工废弃物1.5亿吨，林业废弃物0.5亿吨；其他类有机废弃物约有0.5亿吨。农产品在初加工过程中产生的废弃物主要包括甘蔗渣、玉米芯、稻壳、花生壳等，这些废弃物的年产量现已超过1亿t。随着粮食产量的增长，这些废弃物也会增加，预计到2020年将达到2亿t。2006-2010年我国木材采伐剩余物和加工剩余物量为8056万吨，折合4592万吨标准煤，加上各类经济林抚育管理期间育林剪枝所获得的薪材实物量4813万吨，折合标准煤2743万[8]。标准煤7335万t12869吨，实物

量共计为万吨，可折合1.1.2 农业废弃物资源化利用意义

由于农业生产的迅速发展和人口不断增加，这些废弃物以年5%~10%的速度递增。预计到2020年我国农业废弃物产生量将超过50亿吨，其中秸秆将达到9.5亿吨~11亿吨，畜禽[1]。如果把这些农业废弃物随意丢弃或者排放到环境中，不能被作为资源粪便将达到41亿吨利用，将会造成严重的空气污染、水污染、固体废弃物污染，将对人们的身体健康带来很大危害，值得重视。同时，农业废弃物具有数量巨大，具有可再生、再生周期短、生物降解、环境友好等优点，是重要的生物质资源。

1.1.

2.1 消除日益严重的环境污染

目前，我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约有40多亿t，其中农作物秸秆7.0亿t，畜禽粪便排放量26.1亿t，废弃农膜等塑料2.5万t，乡镇生活垃圾和人粪便2.5亿t，蔬菜废弃物1~1.5亿t，肉类加工厂废弃物0.5~0.65亿t，饼粕类0.25亿t，林业废3[9]。随着市场经济的快速发展，种植业逐标准煤万万mt，相当于10003700弃物每年约达渐转向集中、高效、清洁的方式，传统的个体堆肥技术已经不能适应现代农业的发展需要。从而农业废弃物在原有堆肥的利用上又面临着新的问题和挑战。农业废弃物的污染主要表现[10]；(2)重金属、秸秆焚烧和臭气引起的空气污染农药和兽药残留引起的土壤污染；(3)为：(1)[11]；(5)农业废弃物引起细菌和病毒的传播。上(4)农业“白色污染”；粪便等造成的水源污染述污染均是伴随着农业生产过程产生的。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。因此，在大力发展农业的基础上，合理利用农业废弃物资源是非[12]。常必要的

1.1.

2.2 改善耕地土壤质量

随着农业生产日益集约化，生产资料投入的增加，农业生产有了飞跃的发展，传统的有.

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机肥料面临被抛弃的境地。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.

2.3 解决农村能源短缺问题

我国的人均生活用电很低不到韩国的五分之一，而人口占全国总人口的70%以上的农村电力供应缺口更大。因此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