天水市農業廢棄物資源化利用對策研究

武戊良毛海亮*祁佳

（甘肅林業職業技術學院，甘肅天水 741020）

1 引言

在國家發展改革進入深水區的背景下，合理利用、處置農業廢棄物，推行“循環農業”，守住“可耕地”這一人類生存的紅線已迫在眉睫。天水市地處我國內陸，橫跨渭水、嘉陵江兩大水系，位于六盤山、隴東黃土高原與秦嶺山脈交界之地，屬北溫帶與暖溫帶，氣候溫潤適宜，是我國西北地區重要的糧食、果蔬生產基地。天水市農業生產及畜禽養殖產生的各類廢棄物數量大，影響范圍廣，利用及處置效率低，制約了天水市生態文明建設的整體推進，影響了區域經濟可持續發展進程。

2 天水市農業廢棄物來源調查

農業廢棄物是農業生產、農產品加工、畜禽養殖和農村居民生活產生的各類廢棄物的總稱。天水市總轄秦州、麥積等2 區5 縣，通過對7 個縣區基礎資料的收集與分析可知，農產品加工主要集中在各縣區循環農業示范區，產生的廢棄物納入城市生活垃圾統一集中處理，主要農業廢棄物來源于種植業、養殖業及農村居民生活3 個方面。

2.1 種植業

天水市糧食作物有小麥、玉米、馬鈴薯、蕎麥、糜谷、豆類等20 多種，蔬菜有辣椒、茄子、大白菜等20余種，水果包括蘋果、梨、櫻桃、桃、葡萄等10 余種，其他種植作物主要是藥材生產，包括黨參、黃芪、甘草等9 種作物。針對農業生產技術落后、資源利用率低、產業結構單一等問題，天水市根據現有農業生產基礎，不斷調整結構布局，推廣循環農業生產，通過在各縣區設立農業示范園、科技示范園，按照“一縣一個優勢產業、一個特色品牌、一個示范園區”的思路，推行農業特點發展、品牌發展。現已成立中灘國家級循環農業經濟示范園、麥積區花牛蘋果產業示范園等10 個示范園區，建成以甘谷、武山渭河川道為主的設施蔬菜生產示范區等“一區兩園三基地”。天水市循環農業示范園匯總見表1。

表1 天水市循環農業示范園匯總

天水市蔬菜生產基地匯總見表2。

表2 天水市蔬菜生產基地匯總

2018 年，天水市完成蔬菜播種面積78.46 萬畝，總產量184.56 萬t，總產值88.0 億元，全市設施蔬菜播種面積33.73 萬畝，比上年凈增0.13 萬畝。蔬菜標準化生產面積102.8 萬畝，占總生產面積的76.1%。其中，秦州區蔬菜種植品種為花椰菜、甘藍、大白菜、芹菜、番瓜、胡蘿卜、蘿卜、大蔥和萵筍等，2018 年播種面積8.58 萬畝，總產量18.66 萬t；麥積區蔬菜種植品種為花椰菜、大白菜、娃娃菜、甘藍、蘿卜、大蔥、大蒜等，2018 年播種面積6.49 萬畝，總產量15.34 萬t；秦安縣蔬菜種植品種主要為白菜、蘿卜、蔥、蒜、胡蘿卜、西紅柿、黃瓜、辣椒，2018 年播種面積11.25 萬畝，總產量28.81 萬t；甘谷縣蔬菜種植品種為甘谷辣椒、韭菜、春蘿卜、菜豆、大白菜、大蔥、大蒜、蒜苗等，2018 年播種面積28.05 萬畝，總產量95.8 萬t；清水縣及張家川縣蔬菜種植品種為甘藍、菜花、娃娃菜、蘿卜、胡蘿卜、西葫蘆、西芹、萵苣等，2018 年播種面積24.09 萬畝，總產量25.95 萬t。

2.2 養殖業

通過查詢相關企業信用查詢系統，天水市現有養殖企業7 121 家，其中以家庭為單位的農場養殖企業639 家，各縣區養殖戶數量統計見表3，主要養殖禽畜有肉雞、蛋雞、生豬、肉牛、肉羊、驢，除此之外，還包括中華蜂、家鹿、家兔、雜交野豬等。

表3 天水市7 縣區養殖企業統計匯總 家

2.3 農村生活垃圾

農村生活垃圾主要是指農村居民生活中產生的各類固態和半固態的固體廢物，主要以一次性的餐具、廢棄餐紙、塑料瓶、易拉罐、酒瓶及餐余垃圾為主。

居民生活產生的垃圾相對種類較多，一般包括可回收垃圾、有害垃圾、餐余垃圾及其他垃圾等4 種類型，見表4。

表4 農村生活垃圾主要類型

3 天水市農業廢棄物利用處理現狀

通過實地走訪，結合污染源調查結果發現，天水地區由于土地資源緊缺，人口負荷量大，地質條件復雜，部分地區水土流失嚴重，農村生產發展相對滯后。通過調查分析，天水市農業廢棄物有農作物秸稈、畜禽養殖糞便、蔬菜種植尾菜和農村生活垃圾四大類型。

3.1 農作物秸稈

農作物秸稈主要來源于小麥、玉米、馬鈴薯及其他雜糧作物，以小麥和玉米產生的秸稈為主要污染物，其主要成分是纖維素，除此之外，還包括一些木質素、粗蛋白、碳水化合物等。2018 年，天水市落實農作物播種面積728.79 萬畝。其中，糧食作物465.62 萬畝，經濟作物115.94 萬畝（油料72.31 萬畝、中藥材40.63 萬畝），其他作物147.23 萬畝（蔬菜135.1 萬畝），秸稈資源豐富。天水市各縣區多次組織專項整治、入村宣傳，秸稈焚燒現象基本杜絕，但由于技術、交通等因素限制，秸稈利用率低，資源浪費較為嚴重。

3.2 畜禽養殖糞便

主要來源是縣區內各養殖企業和家庭散養的畜禽排泄物，天水市域內畜禽養殖企業數量眾多，達7 121 家，其中家庭養殖企業639 家。2018 年，天水市畜禽飼養總量達到2 675 萬頭（只），肉蛋奶總產量達到35.37 萬t，全市畜牧業生產和加工總產值達到85.1 億元。畜禽養殖污染面廣量大，90%的大型養殖企業養殖場很重視糞污利用，廢棄物處理設施設備較為完善，處理效果較好，但家庭養殖場及農戶散養都只設立了簡單的畜禽養殖的糞便儲存設施，沒有配備遮蔽和防滲工程，養殖糞便都是以露天堆放的方式進行簡單的處理，沒有進行統一收集或處置，含有高濃度氮、磷元素的養殖廢水排入水體中，引起水質富營養化，污染環境質量，產生的揚塵污染空氣、傳播病菌，危害農村生態環境。

3.3 蔬菜種植尾菜

主要來源于蔬菜種植后剝棄的菜葉、菜根等植物。隨著天水市“一區兩園三基地”的建成與運營，天水地區的蔬菜種植面積不斷擴大，2018 年蔬菜主產區處理尾菜59.28 萬t，治理尾菜污染面積54.06 萬畝。其中，部分尾菜通過投喂畜禽被消耗，部分采用直接還田、集中傾倒填埋和田間堆肥進行處理，但處理率占比小，僅占全市尾菜總量的42.18%，大部分尾菜被遺棄、堆放于露天場地，腐爛后產生惡臭氣體，污染環境，浸出液下滲，進一步污染土壤及地下水。同時，尾菜所攜帶的各類病菌經多種途徑傳播，影響其他蔬菜菜品及產量。

3.4 農村生活垃圾

隨著當前小城鎮建設步伐的加快和農村居民生產生活方式的變化，天水市農村生活垃圾的成分較前更為復雜，包裝廢棄物、一次性用品廢棄物明顯增加［1］。2018 年，天水市學習借鑒浙江“千萬工程”經驗，開展農村人居環境整治工程，持續推進全域無垃圾治理，建立健全農村垃圾收集處理和污水處理機制，加快推進農村“廁所革命”，年內新建農村生活垃圾中轉站3 處、收集點192 個，建成“美麗鄉村”省市級示范村40 個、整潔村305 個，但由于天水市地質情況復雜，大部分偏遠農村沒有符合標準的垃圾處理設施，仍以利用廢舊坑塘簡易填埋為主，有些村莊的生活垃圾無法進行有效處理。

4 天水市農業廢棄物資源化利用對策

4.1 推動循環農業產業發展與轉型

天水市農業經濟定位明確，優勢明顯，形成了以林果、蔬菜、牧草為主打的農業產業，應充分利用目前農業發展基礎，出臺指導性文件及政策，優化農業產業結構，擴大產業品牌，拉長農業產業鏈，提升農業資源循環利用，提高農產品附加值，推動循環農業產業發展與轉型。

4.1.1 加快循環農業經濟產業化布局

探索適宜于天水的農業產業化發展模式，在政府引導及經費支撐下，以產業化發展攜領整個農業經濟的轉型，調整產業結構，拉長產業鏈條，做大做強三張品牌，提高天水農業經濟的市場競爭力。以張家川縣、清水縣的牧草產業為龍頭，以張家川縣現代畜牧產業示范園、清水縣現代農業示范園為基地，拓建為牧草品牌；以武山縣和甘谷縣辣椒、韭菜等蔬菜產業為龍頭，以甘谷縣現代農業示范園、武山縣蔬菜產業科技示范園為基地，拓建為隴東南蔬菜品牌；以秦州區和麥積區花牛蘋果、天水大櫻桃為龍頭，以麥積區花牛蘋果產業示范園、秦州秀金山現代農業綜合開發示范園為基地，拓建為林果品牌，實現農業產業多極發展，從農產品的生產、加工、營銷等多個環節，實現資源的重復利用，由傳統的農業經濟向清潔化生產方向發展。

4.1.2 發揮示范園區引領帶動作用

依托現有三大優勢產業，突出農業示范園示范引領效果，發揮示范帶動作用，以中灘國家級循環農業經濟示范園為核心，以省級示范園為骨干，以市級示范園為輻射，拉伸整個產業鏈，大力扶持優勢產業龍頭企業，大力發展“龍頭企業”—“產業基地”—“深加工”—“互聯網＋銷售”的產業鏈條，以三大品牌集約化生產—規模化深加工—資源循環利用，從根本上減少農業生產中廢棄物的產生量，實現農業經濟循環、清潔化發展。

4.2 加大技術資金投入，減少秸稈污染

加大宣傳力度、提高資金投入，提高農作物秸稈的利用率，以“眾興菌業”等菌類企業為核心，推行秸稈—食用菌生產—綠肥的循環式生產鏈，在政策方面加大資金技術投入，在農村推行以沼氣池為中心的生態農業模式，對難以直接利用或偏遠農田的秸稈，做好秸稈還田、堆漚等技術指導，杜絕秸稈焚燒引起二次污染，導致空氣質量惡化的現象。

4.2.1 推行生態農業模式

發展秸稈飼料技術，可減少規模化集約養殖場重金屬添加劑、抗生素和獸藥的使用量，提高畜產品品質，保證食品安全；有助于減少因畜禽糞便農田施用而引起的農田土壤重金屬和抗生素等污染物輸入量，從而改善土壤和水體環境質量；還能減少農業秸稈田間焚燒量，減少大氣顆粒污染物和PM2.5的排放量［2］。

結合天水市水文氣象資料，建議以沼氣池為循環中心，以太陽能為循環能量輔助，各農戶建立沼氣池、水窖，并結合正在進行的農村“廁所革命”，建設廁所及管網設施，配套2 畝農田或果園，推進“5 配套”生態農業生產模式。以玉米、馬鈴薯種植為基礎，將秸稈作為青飼料，進行牛羊豬等畜禽養殖，養殖廢料及農村沖廁廢水引入沼氣池中，進行厭氧發酵，產生沼氣進一步利用，沼液及沼渣引入農田或果園當做肥料使用，從而提高秸稈的有效使用，減少農村環境污染。在該模式的實際運行中，應加大政府的投入及導向，一是沼氣在使用中，會因氣溫高低出現供氣不足的情況，應加強沼氣池使用時的技術指導；二是沼氣廢液及廢渣需專用的抽液車抽取，所耗費用較高，建議政府給予一定的經濟補償，或對相關沼液處理個體予以政策傾斜；三是充分利用太陽能為該模式的輔助能源，減少農戶使用費用，提高農戶使用的積極性。

4.2.2 推行秸稈還田模式

秸稈還田是把沒用作飼料的秸稈直接或堆漚后施入土壤中的方法，具有培肥、蓄水、調溫、增產、減少污染的作用。常見的還田技術包括堆漚還田、過腹還田、直接還田、留高茬還田等幾種類型［3］。

4.2.2.1 直接還田

直接還田是將秸稈經簡單機械處理后直接播撒于耕地中，這種方法省時省工，經一個種植周期，秸稈分解率可達70%以上，大部分秸稈都可經生化作用轉化為農田肥料，進入農業種植鏈反復循環利用。根據天水地區主要農作物類型，選擇將玉米、小麥、馬鈴薯等作物進行秸稈還田，在相對平緩的渭河谷地、葫蘆河谷地等使用“覆蓋還田”，可使用久保田、小太郎等“半喂入式收割機”進行低茬收割，這類收割機一般都配有自動秸稈粉碎裝置，可以邊收割邊粉碎邊拋撒。在地勢陡峭及偏遠地區使用“翻壓還田”，在人工收割后，用大功率旋耕機直接破碎后以翻耕入田的方法進行秸稈還田，這類方法將秸稈翻埋入土壤中，借助土壤中的微生物進行分解，提高土壤的疏松度，有利于農作物的生長。

4.2.2.2 過腹還田

過腹還田是將秸稈收集、粉碎后當做反芻家畜養殖飼料，經過家畜養殖后轉化為肉、奶。同時，家畜排泄糞便可進入農田進行堆肥或直接施用，也可進入沼氣池中進入生態循環農業，提高資源利用率。秸稈飼料處理一般有物理法（切段、粉碎）、化學法（氨化、堿化）以及生物法（微貯、青貯）［4］。在天水地區常用的方法是將玉米等秸稈進行粉碎（2～5 cm）后，裝進鋪有聚乙烯塑料薄膜的青貯窖中，在厭氧環境中，乳酸菌將秸稈中可溶碳水化合物發酵生成乳酸等有機化合物，形成適宜于天水地區氣候環境的長期貯存飼料。

4.2.2.3 留高茬還田

4.依法保護民營企業合法權益。加強民營企業產權保護，依法保障民營企業和企業家合法財產不受侵犯、合法經營不受干擾。嚴厲打擊針對民營企業的不正當競爭行為，對侵犯民營企業商標、專利、商業秘密等知識產權以及損害民營企業商業信譽、商品聲譽的違法行為，及時予以糾正。對民營企業和人員的一般違法行為，慎用查封、扣押、凍結等措施，最大限度降低對涉案企業正常生產經營活動的不利影響。依法必須采取查封、扣押、凍結措施處置涉案財物的，必須嚴格區分個人財產和企業法人財產、區分違法所得和合法財產、區分涉案人員個人財產和家庭成員財產，結案后及時解封、解凍非涉案財物。

留高茬還田是指作物收割時提高留茬高度，翻耕后使根茬在田間腐爛分解的方式。針對天水地區小麥、玉米種植面積大的特點，可對部分進行機械作業的農田采用留高茬還田的方法進行秸稈的減量化與資源化利用。在農作物收割時留茬約30 cm 高，用返轉滅茬機械一次完成旋耕、滅茬還田。增加土壤中有機質、全氮、磷、鉀等營養肥料的返回量，提高土壤孔隙度及容重，改善土壤物理性狀，提高土壤肥力，增加種植業收入，同時還可以減輕因焚燒秸稈帶來的污染［5］。

4.2.2.4 堆漚還田

秸稈堆漚還田方式主要是利用高效生物菌劑產生含有大量有益的高溫高濕型微生物群體，生成具有較強活性的各種酶，過程微生物發酵能將秸稈的中粗纖維快速催化分解，使之轉化為有機肥的過程。將玉米等秸稈進行粉碎（5 cm 左右），在粉碎后的秸稈中加入腐熟劑、沼渣或禽畜糞便，混入沼液或者人糞尿，在秸稈吸足水分后壓實，堆積成梯形秸稈堆，用泥封閉，夏季可直接堆肥，冬季則需上層加蓋覆蓋物，增加保溫。堆漚還田工藝簡單，非常適合于天水山區秸稈資源量大，又不方便集中處置情況，堆漚時間短，省工省力，不僅能減少秸稈焚燒后的污染，還能充分利用資源提高土壤肥力。

4.3 推行尾菜循環利用模式

天水地區突出區域化特色發展，已建有“一區兩園三基地”六大蔬菜生產基地，產業相對集中，尾菜的收集更加集中、便捷。天水地區尾菜處理主要通過直接還田、田間堆漚及飼料化3 種方式進行處理。2018 年蔬菜主產區處理尾菜59.28 萬t，治理尾菜污染面積54.06 萬畝，尾菜量大、潛在資源豐富。

4.3.1 尾菜飼料生產

尾菜中含有大量的纖維素和蛋白質，但由于蔬菜生產有較強的季節性，尾菜水分含量大，直接投喂不易畜禽吸收。建議采用尾菜飼料生產的方法，降低尾菜水分含量，增加尾菜的貯存時長。常見有加濾和添加吸水劑等方法，通過造粒、制塊，制成供畜禽自由采食的粗飼料，不但加工簡單、耐儲、方便運輸，而且可依據商品化處理量配備相應設備，實現環境保護和資源化再利用［6］。

尾菜堆漚與秸稈堆漚還田模式基本一致，主要通過微生物的生化作用，控制尾菜中的有機物轉化成有益于農田耕作的腐殖質，為提高肥質，可配入一定比例的無機氮、磷、鉀肥，形成復合肥一起發酵。通過尾菜堆漚可以提高土壤有機質含量，增加土壤肥力，改良土壤結構，提高蔬菜質量和產量。

4.4 推進養殖面源污染治理

4.4.1 嚴格畜禽養殖污染治理標準

開展畜禽養殖場（戶）普查，重點針對7 個縣區的畜禽養殖戶開展調查，包括養殖種類、數量，養殖場面積、結構，養殖工藝，污染產生、排放、處理情況，環保審批驗收情況等。在摸清底數的基礎上，逐場逐戶制定畜禽養殖排泄物和污水治理方案，排出時間表、責任人，簽訂協議、承諾書，建立檔案，落實責任。

4.4.2 開展畜禽生態養殖

推行生態養殖、資源化利用模式。鼓勵畜禽養殖場按畜禽“果—林—菜”等生態養殖模式對養殖場所進行綜合改造，實現養殖排泄物資源化利用。按照減排要求，結合實際，選擇實施“雨污分離+干清糞+糞便生產有機肥”“雨污分離+沼氣池+廢棄物還田利用”“雨污分離+干清糞+有機肥+深度處理+在線監控”“雨污分離+干清糞+糞便農業利用+深度處理”“雨污分離+干清糞+儲存池+農業還田”等多種減排利用模式。

4.4.3 開展畜禽養殖污染治理

加強對重點畜禽養殖場的污染治理力度，禁止養殖污水直接排入河道。繼續推廣新型、科學的環境技術和設施，新建、改建、擴建規模化畜禽養殖場要配套建設與養殖規模和污染防治需要相適應的糞便、污水與雨水分流設施，糞便、污水貯存設施，糞污厭氧消化和堆漚、沼氣制取、沼液沼渣分離和輸送等綜合利用和無害化處理設施。

4.5 加強農村環境綜合整治

4.5.1 加強農村廁所改造

以清除簡易戶廁、建設衛生廁所為重點，結合農村污水處理工程建設，推進農村改廁和人、畜（禽）糞便無害化處理及化糞池的建設和改造，原則上要保證所有農戶都配套規范的化糞池，對于已建有化糞池的住戶應視其狀況而定，對不符合要求的化糞池應進行改建或購買安裝成套的化糞池，在住戶較為集中的區域，可考慮就近幾戶合用一個標準化糞池或集中建設一個大容積標準化糞池，以減少投資和占地［7］。

4.5.2 大力推進農村生活垃圾處理

農村生活垃圾因其自身特性，如不及時清運、處理，會與微生物發生各類生化反應，導致滲出液外流，發出臭味，污染環境空氣，下滲后還會污染土壤和地下水。

針對農村生活垃圾問題，可采取以下措施進行治理：（1）實施垃圾分類收集制度，實施環保積分制度，將垃圾分類收集與運營管理相結合，督促、規范農村生活垃圾的處理；（2）加強基礎建設，向各村鎮免費提供垃圾分類收集箱，定期回收、更換垃圾箱，加大行道兩側垃圾箱的分布密度，方便村民及時投放垃圾；（3）建立固廢定期清除制度。天水市省道兩側鄉鎮生活垃圾回收及處理程度較高，但部分偏僻地區垃圾回收利用率較低，建議加大資金投入，對各村鎮生活垃圾進行統一的收集后集中處理。

5 結語

天水市是典型的農業主導型城市，近年來市委市政府出臺多項措施，通過落實“鄉村振興”“精準扶貧”“現代農業建設”等項目，實現了農業現代化、特色化、集團化高速發展，通過“鄉風文明建設”“美麗鄉村建設”，有效提升了村容村貌，農村人居環境得到有效整治。但由于秸稈、尾菜、畜禽糞便總量巨大，加之資金、技術配套不到位，農業固廢無法有效處置，本文通過對天水地區種植業、養殖業等基礎資料的分析，依托農業廢棄物處理現狀，從推動循環農業產業發展、加大技術資金投入、尾菜循環利用、推進養殖面源污染治理、加強農村環境綜合整治等5 個方面，提出了適宜于天水區域特點的農業固廢治理對策和建議。