农业废弃物生产食用菌栽培基质
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一、2011年项目执行进展及下一步进度安排
(2011年未安排执行本项目的,不填写此栏目)
二、2012年项目任务计划
(一)项目任务来由(背景)
1.农业废弃物利用存在的主要问题
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,主要包括农林生产过程中产生的植物残余类废弃物、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生活垃圾等。根据废弃物的形态,又可将其分为固体废弃物、液体废弃物和气态废弃物。随着现代农业集约化和规模化发展,农业废弃物的环境污染问题及其可持续利用问题已日益凸显。当前,我国农业废弃物利用主要存在以下几个方面的问题。
1.1 农业废弃物产生量巨大,环境污染严重
我国是一个农业大国,农业废弃物产量极其巨大。我国农业废弃物主要来自于种植业和养殖业。据2009年全国农作物秸秆资源调查与评估报告,2009年全国农作物秸秆理论资源量为8.20亿吨,其中玉米秸秆2.624亿吨,麦类秸秆1.476亿吨,稻草2.05亿吨,油料秸秆0.41亿吨,薯类、豆类及棉杆分别为0.246亿吨,其他类秸秆0.902亿吨。中国常年燃烧的秸秆量约为5×107~7×107 t,占秸秆产生总量的10%~15%。同时,我国是畜禽养殖大国,养殖业畜禽粪便年产量约为17.3×108t,其中牛粪10.7×108t,猪粪2.7×108t,羊粪3.4×108t,家禽粪 1.8×108 t,畜禽粪便中含有的氮磷分别为 1.60×107 t 和7953.63×106 t,相当于中国同期使用化肥量的78.9%和57.4%。由于受经济效益和技术普及的限制,许多养殖场并未对畜禽废物进行合理处理而直接外排,造成资源浪费和环境污染。数以几十亿吨计的农业
废弃物已经成为中国最大的污染源。畜禽粪便化学耗氧量的排放量已达9 118 万吨,远远超过中国工业废水和生活废水的排放量之和。由于我国农业生产主要以农户为单元,生产什么、生产多少主要由农民自行决定,使得生产内容千差万别,农业生产及其废物产生较为分散,这为农业废弃物数量的统计及综合利用带来了较大的困难。
1.2 农业废弃物粗放低效利用,闲置状况严重(粗放低效改一下)
在我国,农作物秸秆多采用燃烧等方式一次性利用。农作物秸秆用作燃料,能量只利用了10%,大多数的能量、矿物盐类、脂肪和粗蛋白等物质均被浪费。田间焚烧农作物秸秆,仅利用秸秆含钾量的1/3,其余氮、磷、有机质和热能则全部损失。农作物燃烧过程中还产生大量氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘,直接污染大气,经光照催化产生的有害物质进一步造成二次污染。畜禽粪便未经处理直接归田,属于一次利用,它严重污染周边的水域、土壤等环境,造成农副产品产量和品质下降,最终影响人体健康。据分析,鸡鸭粪便中含有粗蛋白28%~31.3%,可消化能(定义:从饲料中摄入的总能(GE)减去粪能(FE)后所剩余的能量,即已消化吸收养分所含总能量,或称之为已消化物质的能量。粪便的能量不应成为可消化能)7 888~9 216kJ·kg-1,另外还含有一定的钙、磷等营养物质,它们未能在一次利用中发挥作用。
农业废弃物是一类具有巨大潜力的资源库。据有关资料,就目前的沼气技术水平,我国产生的农业废弃物可转化成沼气3111.5 亿立方米,户均达1275.2m3,可解决农村能源短缺问题。以农作物秸秆为例,按1 kg 秸秆产生电1千瓦时计算,目前的6.5 亿吨秸秆就具有产生6.5 亿千瓦时电能的潜力;作为肥料可提供氮大约2 264.4 万吨、磷459.1万吨、钾2715.7 万吨;作为饲料,仅玉米秸秆就能提供1.9~2.2 亿吨。然而目前我国农业废弃物的利用率将近为零,使得农业废弃物一方面成为最大的搁置资源之一,另一方面又成为巨大的污染源
[3]。
1.3 农业废弃物的资源化利用技术与产业化水平滞后
由于长期以来人们对农业废弃物资源的认识不清,加上技术落后、投入不足等诸多因素,对其开发利用还较落后。目前大部分多采用一次性和粗放式的利用方式,工艺简单,技术落后,利用率低,处理能力和利用规模也十分有限。目前,我国每年仅作物秸秆量就达8.2亿吨以上,但因缺乏相应的技术和设备,其中的2/3 只能废弃或焚烧。我国虽然具有利用农业废弃物资源的传统,但是创新的技术少,拥有自主知识产权的技术和具有较好适应性能以及推广价值的技术更少,一些废弃物高效生产设备及其配套利用设备等在技术上未能有大的突破。同时,农业废弃物资源化产品开发的主攻方向不明,导致中国的农业废弃物所转化的产品品种少、质量差、利用率低、商品价值低,而且产业化进程滞后,因此,无论在国内还是在国际市场上都缺乏竞争力;另一方面,在废弃物资源化设备的投入上,由于资金缺乏,一些很好的技术在产业化过程中得不到应用和推广,许多技术在低水平上重复,不能适应农业现代化发展的需求。
1.4 农业废弃物利用相关的政策法规与社会化服务体系缺乏
首先,农业废弃物资源化利用方面的意识及生态环境意识淡薄,许多农业生产者往往追求短期效益,追求“短、平、快”,而不愿意对废弃物资源进行深度开发利用,多肆意排放,或简单粗放利用。第二,相关的政策支持力度不够。我国虽然已出台了废弃物资源化利用相关的政策法规,但一些实质性、可操作性的政策措施尚未很好地建立或执行,如鼓励农业生产者进行农业废弃物利用的优惠政策太少或支持力度不够,缺乏有效的激励机制。因此,大多数农业生产者和企业缺乏应有的积极性。第三,资金投入或扶持力度不够。由于政策扶持和资金支持的不足或缺乏,一些专门从事农业废弃物资源化利用的龙头企业未能很好
地成长起来,相关的产业体系也未能得到很好地建立。第四,目前有利于农业废弃物利用的社会化服务体系尚未形成,如废弃物资源的信息服务体系、技术服务体系、加工生产体系、市场服务体系、企业与农户的对接与组织模式等,在一定程度上制约了农业废弃物资源的产业化和规模化发展。
2.“循环再生”是农业废弃物利用的必然选择
农业发展方式的改革与升级已成为必然。循环农业广泛吸收国内外可持续农业的成功经验,把农业经济活动与自然生态循环融为一体,注重农业清洁生产和废弃物综合利用,通过物质能量的多级循环利用达到节约资源与减轻污染的目的,促使农业生态系统和经济系统逐渐向良性循环方向转变,是农业可持续发展的必然选择。
20世纪60年代美国经济学家波尔丁提出“循环经济”思想。它强调经济系统与生态系统之间的和谐,着眼于通过资源的循环利用和节约,实现以最小的资源消耗,最小的污染获取最大的发展效益。其基本原则是:减量化、再利用、资源化。随着我国人口、资源、环境矛盾异常尖锐,农业和农村生态环境问题日益突出,迫使人们不断研究农业发展的新思路。2006年6月中科院沈阳应用生态研究所研究员武志杰提出“循环农业”,运用可持续发展思想和循环经济理论与生态工程学的方法,在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上,调整和优化农业生态系统内部结构和产业结构,提高农业系统物质能量的多级循环利用,严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生,最大程度地减轻环境污染,把农业生产经济活动真正纳入到农业生态系统循环中,实现生态的良性循环与农业的可持续发展。
农业废弃物循环利用技术就是通过物质能量的多级循环利用达到节约资源与减轻污染的目的,促使农业生态系统和经济系统逐渐向良性循环方向转变。由于农业生产方式与生产环境的改善,农业成本大幅度