农业有机废弃物资源化利用
中国农业大学烟台研究院 丁 强
内
容
一、农业废弃物的涵义、种类、数量
二、农业有机废弃物资源化利用的意义
三、农业废弃物资源化利用 四、农业废弃物资源化利用技术发展方向
一、农业废弃物的涵义
农业废弃物是整个农业生产过程中被丟弃的有机类物质
主要包括：
• 一是农林生产中产生的植物残余类废弃物（农作物秸秆、也包括 果树枝干、蔬菜秧蔓）； • 二是畜牧渔业生产中产生的动物类残余废弃物（畜禽粪便）； • 三是农产品加工过程中产生的加工类废弃物（食品加工、制糖、
358.13
2394.81
86.42
679.80
24.13
28.39
72.86
449.67
20.34
18.78 8.0 0.33
18.62
224.33
5.20
9.37
10.24
75.80
2.86
3.17
秸秆还田, 28.39%
52.54
60.03
注：秸秆产量和秸秆利用数量的单位是万吨。
玉米秸秆总的利用率为60.03%， 还有39.97%的玉米秸秆没有得 到很好的利用。
2500
玉米秸秆的五种利用方式中， 生产食用菌带来的经济效益最
国民经济贡献率（元/吨）
2000
1500
1000
大，国民经济贡献率最高。
500
0 秸秆还田 秸秆发电 秸秆青贮 秸秆生产沼气 生产食用菌
图4 玉米秸秆不同利用方式的国民经济贡献率对比
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调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益
结论
••••乡镇生活垃圾及人粪尿
• 我国目前乡镇生活垃圾总量大约0.4—0.5亿吨，有机 物质含量约在60%左右。 • 我国每年可收集人粪尿量大约在1.8亿吨。
二、农业废弃物资源利用的意义
1、消除日益严重的环境污染 • 污染空气：秸秆焚烧产生大量二氧化碳、二氧化硫 、可吸入颗粒等有害物质；畜禽粪便产生大量有害 恶臭气体严重影响空气质量。 • 传染疾病：病毒传播，疾病蔓延，人畜共患病的发 生； • 污染水体：畜禽粪便进入水体后，含氮磷高，增加 农业面线源污染和水体富营养化。 • 化学残留，污染土壤：农药、兽药残留污染土壤； 农业“白色污染”
3、解决农村的能源短缺
• 我国农村人口占全国总人口的70％以上，农村的生活用 能57％以上靠薪柴和秸秆，致使薪柴消费量超过合理采 伐量的15％，直接燃烧作物秸秆热效率低于10％。而采 用生物质能转化技术可使热效率提高到35％—40％。 • 另外将作物秸秆或畜牧粪便发展为沼气等能源，可有效 解决农民的生活用能，据测定农民建一个 8 ㎡ 的户用沼 气，年可产气500方，除做饭用气约300方，其余可用于 取暖。
计
••畜禽粪便
• 畜禽排泄物的总称，包括粪便、尿及其与垫草的 混合物。 • 我国每年总量大约在28.6亿吨左右。
种类 牛马驴的大牲粪 鸡 粪 猪
粪
其它
数量（亿吨）
16.8
3
9
0.6
合计
28.6
•••农产品加工废弃物
• 肉食加工工业废弃物，制糖业的甘蔗和甜菜渣，罐 头、食品厂植物加工废物，酿酒的酒糟、葡萄渣， 果汁加工业的果渣、水产品加工废弃物等。 • 肉类加工废弃物年产生量大约0.65亿吨。
秸秆反应堆优点：
• 提高棚室气温1～3.5℃，提高地温2～7℃。 • CO2浓度可提高大约1000µL/L，试验棚CO2浓度是对照 棚的2.4倍。 • 土壤中速效磷和速效钾含量均比对照棚室高约150%。 • 土壤微生物群落结构丰富，物种均匀，多样性高，植 株对抗病原菌的综合能力增强。 • 提高植物的农艺性状，产品提早成熟，采摘期延长， 产量提高，产品质量改善。 • 减少农药和化肥的使用量，甚至不使用农药化肥，产 品做到真正无公害，是安全食品、绿色食品、有机产 品。
剩余48.44%的尚未利用。
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图1 黄淮地区小麦秸秆利用情况
调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益
小麦秸秆不同利用方式的效益分析
表2 小麦秸秆利用效益、转化率和贡献率
利用方式 秸秆还田 秸秆发电 生产食用菌 经济效益（元/亩） 122.9 115.11 973.32 生物学转化率 13.79% 35.7% 38.5% 利用方式占比例 28.93% 19.48% 3.15% 利用秸秆数目（万吨） 1203.51 810.60 114.34 贡献率（元/吨） 300.27 631.25 1940
、小麦、玉米等籽粒以后不能食用的茎、叶等。
2010年全国农作物秸秆数量约为6.86亿吨。
农 作 物 秸 秆数量
种 类 稻 草 稻 壳 玉米秸 秆 麦秸 大豆 秸 高粱 秸 花生 秧花 生壳 棉籽 棉秆 苷薯 蔓
单位亿吨 油菜 杆 糖麻 等其 它
产 1.8 量 合 6.86 亿吨 2.2 1.3 0.3 0.12 0.18 0.26 0.12 0.52 0.3
肉类加工、屠宰、水产加工、酿酒、罐头、淀粉加工）
• 四是乡镇生活垃圾及人粪尿
农业废弃物资源的数量
单位：亿吨
种类
秸秆
畜禽粪便 废弃农膜
菜秧
乡镇生活 垃圾及人 粪尿
产品加工 （肉）
林业 M3
数 量
6.86
28.6
2.5
1.5
2.5
0.65
3700
合 计
41
• 农作物秸秆
农作物秸秆是指在农业生产过程中，收获了稻谷
在秸秆的各种利用方式中，秸秆 养殖食用菌模式的效益最高，国民 经济贡献率最高； 秸秆养殖食用菌的生物学转化率 可达到38.5%，远远的高于秸秆还 田、秸秆发电和秸秆青贮，是农作 物秸秆资源高效转化的重要途径； 食用菌产业具有低碳、环保、循 环、营养、安全等特点，具有极大 的生态和社会效益； 黄淮地区小麦秸秆和玉米秸秆尚 有45.35%未被利用，应当创造条件 推广秸秆生产食用菌。
2、保持和提高耕地土壤质量，生成有机农品 • 我国用占世界 10% 的耕地养活占世界 22% 的人口近年来 由于有机肥的投入显著减少。耕地土壤有机质含量有 下降趋势（下降 1/2-1/3, 胶东地区由于秸秆还田及果 园有机肥施用量较高土壤有机质成上升趋势， 82 年含 量平均0.84%，2011年平均值为1.01%，增加近17%)。 • 土壤肥力减低缓冲能力减弱，抗灾能力衰退。 • 实现农业废弃物肥料化利用，一方面可提高和保持土 壤肥力，促进农业可持续发展。另一方面可以生产有 机农产品提高效益。（有机农产品较一般产品的价格 增加2—3倍）
4、为国家能源和电力紧张做贡献
• 我国目前含农业废弃物在内的生物质资源量达 7亿吨标 准煤，到 2020 年可达 15 亿吨。如果将 50 ％用于生产液 体燃料可为我国石油市场提供 2亿吨液体燃料（2000年 我国进口 7000 万吨），（利用玉米秸秆玉米芯开发乙 醇）; • 农业废弃物质能可以在填补农村电力供应缺口方面做 出贡献。目前我国电力人均用电不倒 1000kw ；只有韩 国的五分之一。人均生活用电只有110kw，农村用电缺 口很大。如果利用农业废弃物量 50 ％作为电站燃料， 可占目前我国总用电量的 30 ％左右。（德国利用秸秆 发电厂，每年可处理 3000 万吨秸秆，电费只需 5 美分 /kwh，美国目前有150家）。
2500
小麦秸秆生产食用菌转化率最高为
国民经济贡献率（元/吨）
2000
38.5% ，经济收益明显高于其他利用方
式，目前小麦秸秆生产食用菌占总秸 秆的比例较低，发展食用菌产业对促 进循环经济的发展有着深远意义。
秸秆还田 秸秆发电 生产食用菌
1500
1000
500
0
图2 麦秸不同利用方式的国民经济贡献率对比
比例%
33.91 35.37 11.56
数量
103.22 211.00 23.25
比例%
18.38 21.59 12.58
数量
8.0
比例%
1.31
数量
62.54 90.76 20.21
比例%
11.16 9.29 10.50
数量
29.45 31.30 1.84
比例%
5.25 3.20 0.96
江苏
汇总
三、农业废弃物资源化利用 --秸秆资源化利用
• 肥料化—秸秆还田（粉碎、直接覆盖还田、秸秆反应 堆）、发酵（堆沤）有机肥、牲畜垫圈（每年利用秸 秆2.0亿吨，约占28%） • 饲料化—青贮饲料、直接饲喂（每年大约利用秸秆 1.6亿吨，约占22%） • 能源化—沼气发酵、秸秆气化、生物质能源（秸秆发 电和炭化）、农村生活燃料— 年利用秸秆2千万吨， 约占3%。 • 材料化—板材、建筑材料、提取物、工艺品（年利用 1千万吨，不足2%） • 高值化--食用菌栽培（年利用秸秆2千万吨,不足3%) • 整个秸秆利用率57%左右，尚有40%左右的秸秆未被利 用，随意丢弃造成资源浪费及环境的污染
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秸秆还田, 28.73
未利用, 45.35
生产食用菌, 3.16
秸秆能源化, 19.35 秸秆青贮, 3.42
Hale Waihona Puke 图5 黄淮地区小麦玉米秸秆利用情况
秸
秆
收
集
秸秆肥料化利用方式：
• 直接还田：留茬、粉碎后还田（依靠大型机具） • 堆沤还田：集中处理，稳定养分，减少病虫害传播， • 秸秆反应堆还田：设施农业，果树 • 过腹还田：饲料
注：秸秆产量和秸秆利用数量的单位是万吨。
秸秆还田, 28.93%
小麦秸秆还田是主要的利用方式，
约占总秸秆的 28.93% ，秸秆发电
未利用, 48.44%
约 占 19.48% ， 生 产 食 用 菌 约 占 3.15% 。 麦 秸 总 利 用 率 为 51.56% 。