農業廢棄物資源化利用的發展現狀、問題及對策分析

摘要：本文闡述了農業廢棄物資源化利用在減少農業面源污染方面的貢獻與潛力，重點分析了生物質能源和有機肥生產等技術的最新進展及其對減少污染、控制養分流失、降低病蟲害風險的貢獻，以及存在技術瓶頸、成本高昂等問題，進而提出加強技術研發、健全收儲運體系、提高農民積極性等對策建議。

關鍵詞：農業廢棄物；資源化；農業面源；農業污染；生態農業

農業面源污染是現代農業生產中的嚴重環境問題，主要源于不合理施用化肥、農藥和畜禽糞便等，通過多種途徑滲透到土壤、水源和空氣中，威脅生態平衡。農業廢棄物是農業產業鏈的副產物，包括作物剩余物、畜禽糞便和廢渣等，數量大且成分復雜。以往廢棄物處理不當，浪費資源且加重環境污染，但農業廢棄物實為“綠色礦藏”，富含有機質和營養成分，可通過資源化利用轉化為清潔能源和有機肥料，改善生產條件，提高農產品品質，緩解環境壓力[1]。因此，探討和推廣農業廢棄物資源化利用技術及其在污染減排中的作用至關重要。本文旨在剖析其內在邏輯與操作模式，量化污染減排貢獻，展望發展潛力與技術革新方向，為政策制定提供科學依據，推動農業綠色可持續發展。

1 農業廢棄物的資源化利用概述

1.1 農業廢棄物的類型與特性

農業廢棄物是指在農業生產過程中產生的固體、液體和氣體等形態的廢棄物。根據其來源和性質，農業廢棄物主要可以分為以下幾類：（1）農作物秸稈。包括水稻、小麥、玉米、棉花等農作物的秸稈，是農業生產中數量最大的廢棄物之一。秸稈富含纖維素、半纖維素和木質素等有機成分，具有可燃性、可降解性和可生物轉化性等特點。（2）畜禽糞便。來源于豬、牛、羊、雞等畜禽養殖業。畜禽糞便中含有豐富的有機質、氮、磷、鉀等營養元素，但同時也含有病原體、重金屬等有害物質，須經過適當處理后才能安全利用。（3）農產品加工廢棄物。稻殼、果皮、果渣、蔬菜葉等，這些廢棄物往往富含膳食纖維、維生素、礦物質等營養成分，具有較高的開發利用價值。（4）農村生活垃圾。雖然不屬于傳統意義上的農業廢棄物，但隨著農村生活水平的提高，生活垃圾量也在逐年增加。其中，部分垃圾如廚余垃圾、植物性廢棄物等可納入農業廢棄物資源化利用的范疇。不同類型的農業廢棄物具有不同的物理、化學和生物特性，這些特性決定了其資源化利用的途徑和潛力。例如，秸稈的纖維素含量高，適合用于生物質能源生產；畜禽糞便則富含有機質和營養元素，適合用于有機肥料生產[2]。

1.2 資源化利用的現狀分析

近年來，隨著環保意識的增強和科技的進步，農業廢棄物的資源化利用逐漸受到重視，并取得了一定成效。目前，農業廢棄物的資源化利用主要包括以下幾個方面：（1）生物質能源生產。利用農作物秸稈、畜禽糞便等廢棄物進行氣化、發酵、熱解等處理，生產生物氣、生物質顆粒等可再生能源。這種方式不僅減少了廢棄物對環境的污染，還提供了清潔的能源供應。（2）有機肥料生產。通過堆肥化、厭氧發酵等技術手段，將畜禽糞便、農作物秸稈等廢棄物轉化為有機肥料。有機肥料的應用有助于改善土壤結構、提高土壤肥力、減少化肥使用量，從而保護生態環境和提高農產品品質。（3）生物基材料開發。利用農業廢棄物中的纖維素、木質素，制備生物基材料，具有可再生、可降解等優點，有助于減少環境污染。但農業廢棄物的資源化利用仍面臨技術、成本和政策等問題，限制了其利用的廣度和深度。未來需加強技術研發、完善政策體系、推動產業化應用，以促進農業廢棄物資源化利用的健康發展[3]。

2 農業廢棄物資源化利用對環境的多重貢獻

2.1 有效減少空氣污染

農業廢棄物資源化利用對減少空氣污染至關重要。廢棄物包括農作物剩余物、畜禽糞便等，未經處理易被焚燒產生煙塵和有害氣體，影響空氣質量，引發健康問題。實施資源化利用策略，將廢棄物轉化為可再生能源或有機肥料，實現無害化處理，降低環境負面影響，減少空氣污染。

2.2 切實降低水源污染

農業廢棄物含多種有害物質，如農藥殘留、氮磷污染物、重金屬和病原微生物。降雨時，這些物質易隨雨水徑流至地表水或地下水，引發水體富營養化或水源污染，影響水生生物多樣性，威脅人類飲用水安全，甚至危及生命。通過實施農業廢棄物資源化利用策略，科學收集、儲存、處理和再利用農業廢棄物，如堆肥化、沼氣發酵等技術，減少廢棄物直接排放風險，降低水源污染，促進農業資源循環利用，實現經濟效益與生態效益雙贏，保護水源地生態安全[4]。

2.3 顯著改善土壤質量

農作物秸稈、畜禽糞便、水產養殖廢棄物等處置不當會造成資源浪費，還可能對土壤和環境造成負面影響。針對這一問題，資源化利用技術受到重視并得到廣泛應用。具體來說，有機肥料能補充和平衡土壤中的氮、磷、鉀等大量元素以及微量元素的供應；促進土壤團粒結構的形成，改善土壤的通氣性和保水能力；增加土壤微生物群落的多樣性，提高土壤生物活性，改善土壤的養分循環和轉化效率；減少化肥的使用量，降低環境污染風險，有利于培育健康的土壤生態系統，為農作物提供更加優質、安全的生長環境。

3 農業廢棄物資源化技術的發展與應用

3.1 生物質能源生產技術

生物質能源生產技術是將農業廢棄物轉化為可再生能源的重要手段，主要包括生物氣的生產和生物質顆粒的制備。

3.1.1 生物氣的生產

生物氣是通過厭氧發酵農業廢棄物產生，成分包含甲烷和二氧化碳，具有環保、高效、可再生等優點，可解決農村能源短缺和環境污染問題。生產關鍵技術有原料預處理、發酵控制、氣體收集與凈化，優化這些環節可提高產量和質量，降低生產成本。此外，生物氣用途廣泛，可做生活燃料、發電、供暖等。

3.1.2 生物質顆粒的制備

生物質顆粒是由農業廢棄物經粉碎、干燥、壓縮成型等工藝制成的固體燃料，具有密度大、熱值高、易儲存運輸等優點，是替代化石能源的重要選擇。其制備關鍵技術包括原料選擇、粉碎粒度控制、干燥條件優化、成型壓力與模具設計等。通過合理工藝設計與設備選型，可生產出高質量生物質顆粒，滿足不同需求。

3.2 有機肥料生產技術

有機肥料生產技術是將農業廢棄物轉化為有機肥料的重要手段，主要包括堆肥化處理和厭氧發酵技術。

3.2.1 堆肥化處理

堆肥化處理是將農業廢棄物轉化為有機肥料的過程。該技術是農業廢棄物資源化利用的主要方式之一。關鍵技術包括原料配比、堆體構建、溫度與濕度控制、翻堆與通風等。通過優化這些技術環節，可以提高有機肥料的品質和產量。此外，堆肥化處理還可以減少環境污染，改善土壤結構，提高土壤肥力。

3.2.2 厭氧發酵技術

厭氧發酵技術是將農業廢棄物在厭氧條件下進行微生物分解，產生沼氣和沼肥的過程。該技術具有高效、環保、資源化利用程度高等優點，是實現農業廢棄物資源化利用的重要途徑之一。在厭氧發酵過程中，關鍵技術包括原料預處理、發酵條件控制、沼氣收集與凈化、沼肥后處理等。通過優化這些技術環節，可以提高沼氣的產量和質量，降低生產成本。同時，沼肥作為一種優質的有機肥料，具有改良土壤、提高作物品質等優點，具有廣泛的應用前景。

綜上所述，農業廢棄物資源化技術的發展與應用對于減少農業面源污染、促進資源循環利用具有重要意義。未來，隨著技術的不斷進步和政策的推動，農業廢棄物資源化利用將得到更廣泛的應用和發展。

4 農業廢棄物資源化利用面臨的挑戰與問題

4.1 技術瓶頸與成本問題

目前，農業廢棄物資源化利用受技術瓶頸和成本問題影響，生物質能轉化效率、有機廢棄物無害化與資源化技術尚不理想，高效、環保、低成本方法缺失。生物質能提取轉化中，提升能量轉換率、降低能耗與設備成本等亟待解決。有機廢棄物處理周期長、儲存運輸難，可能引發環境污染[5]。

4.2 農業廢棄物收集、處理和利用的產業鏈尚未完善

我國農業廢棄物資源化利用鏈條不健全，存在薄弱環節。廢棄物收集難，小規模農戶廢棄物收集效率低下；運輸和儲存環節缺乏標準化處理，易造成二次污染；利用環節技術限制及市場需求不匹配，導致資源錯配或低效利用。

4.3 農業廢棄物利用的公眾認知度低，缺乏社會共識

社會公眾對農業廢棄物資源化利用的重要性認識不足，缺乏社會共識和群眾基礎。農民對廢棄物處理方式存在認知誤區，消費者對食品來源和環保關注度低，媒體宣傳和輿論引導不足，導致環保理念未深入人心。

4.4 農業廢棄物資源化利用產業發展的可持續性待考

農業廢棄物資源化利用產業的可持續發展前景面臨嚴峻考驗。要想實現農業綠色發展，必須從根本上解決上述問題，強化技術創新、政策引導、市場機制建設以及公眾參與等多方面的協同作用，從而推動我國農業廢棄物資源化利用邁上一個新的臺階。

5 農業廢棄物資源化利用的對策建議

5.1 加強科技創新與技術研發，推動農業廢棄物高效轉化和利用

積極推動農業廢棄物資源化利用領域的科技創新與技術研發，致力于研發高效轉化和利用農業廢棄物的新技術、新設備和新工藝。通過與科研機構、高校和企業合作，探索前沿科技，如生物質能轉化技術、微生物發酵技術、廢棄物熱解氣化技術等，以實現對農業廢棄物的深度轉化和高效利用。

5.2 建設健全的收儲運體系，確保農業廢棄物高效收集和運輸

建設健全的農業廢棄物收儲運體系，確保廢棄物的高效收集和運輸，具體措施包括：在農村地區建立廢棄物收集站點，培訓專職或兼職的收集人員，形成覆蓋面廣、服務完善的收集網絡；設計科學合理的運輸路線和方式，確保在收集過程中對廢棄物進行密封、防散落、防污染的處理后再進行高效運輸；在縣城或區域性中心設立農業廢棄物資源化利用中心，將收集的廢棄物進行集中處理和資源化利用[6]。

5.3 加強資源化利用和無害化處理，促進農業廢棄物循環利用

加強農業廢棄物的資源化利用和無害化處理工作，促進農業廢棄物的循環利用。通過以上措施的實施，將極大地推動農業廢棄物轉化為可再生資源，變廢為寶，減少對環境的污染，同時提高農民收入水平，助力鄉村振興和生態文明建設。

6 結論

農業廢棄物資源化利用是指將農作物在種植、收獲、加工等過程中產生的廢棄物，以及養殖業產生的畜禽糞便、農作物秸稈、稻草、麥稈、果蔬殘渣、食用菌棒等有機廢棄物，通過一系列技術手段進行無害化處理、轉化為可再利用資源的過程。這些廢棄物如果得不到妥善處理，不僅會造成資源的嚴重浪費，還會對土壤、水源和空氣質量造成面源污染，影響生態環境平衡。通過加強研發更加高效、環保的農業廢棄物資源化利用技術，提高廢棄物的轉化效率和資源利用率；建立健全收儲運體系，解決農業廢棄物收集、儲存和運輸過程中的問題，提高廢棄物的可利用性；加強宣傳教育與培訓，增強農民和農業企業的環保意識和資源利用意識，促進農業廢棄物資源化利用的普及和應用。

參考文獻

[1] 袁守軍.城市污水廠污泥制復混肥的研究[D].合肥：合肥工業大學，2002.

[2] 郭大清.秸稈利用技術推廣存在的問題與發展前景[J].農業機械化與電氣化，2004（2）：7-8.

[3] 黃姝，楊現其，蔡騰.試析滇中地區利用農業廢棄物生產固態有機肥的方式[J].南方農業，2023，17（7）：93-95.

[4] 趙會杰，于法穩.農戶參與農業廢棄物資源化利用的意愿及其影響因素分析——基于黑，魯，豫，川4省684戶農戶的調查數據[J].生態經濟，2021，37（1）：8.

[5] 陳冠益，孫志利，程占軍，等.人居環境改善與鄉村振興相向而行的資源清潔利用技術發展模式——以華北，東北村鎮有機廢棄物利用為例[J].農業資源與環境學報，2022，39（6）：1079-1088.

[6] 侯韶毅，田為庚，陳天福，等.畜禽糞污資源化利用助推畜牧業綠色發展[J].中國畜牧業，2022（10）：80-83.