1、12012 年 科 技 情 报 调 研 项 目山 区 农 业 废 弃 物 资 源 化 开 发 现 状 与 利 用 前 景调研报告完 成 单 位 ： 淳 安 县 微 生 物 研 究 所项 目 负 责 人 ： 余 建 妹项 目 完 成 人 员 ： 余 建 妹 、 黄 月 清 、 郑 社 会 、 何 次 平 、 鲁 浙 安2目 录一、农业废弃物的相关概念界定、农业废弃物的内涵、农业废弃物的构成、农业废弃物资源化利用的内涵二、农业废弃物资源化利用的意义1、消除日益严重的环境污染2、保持和提高耕地土壤质量3、解决农村的能源短缺和保护生态环境4、生物质能为国家能源和电力紧张做贡献三、淳安县废弃物资源化开发
2、现状分析1、淳安县的自然地理和气候状况2、淳安农业发展现状及农业废弃物数量估算3、淳安农业废弃物资源化利用潜力分析4、淳安县现有农林废弃物资的利用模式及经济效益。四、存在问题及成因分析1、农业废弃物粗放低效利用且闲置状况严重。2、农业废弃物的资源化利用技术与产业化水平滞后。3、农业废弃物利用相关的政策法规与社会化服务体系缺乏。五、我县农业废弃物资源化开发的对策措施1、建立与健全农业废弃物资源化开发相关的政策法规2、建立健全研发、推广及实用人才的技术支撑体系3、建立健全公共财政、信贷等政策支持体系4、加强农业废弃物利用的基础设施建设5、加快推动农业废弃物资源化利用产业化进程3山 区 农 业 废
3、弃 物 资 源 化 开 发 现 状 与 利 用 前 景 调 研 报 告完 成 单 位 ： 淳 安 县 微 生 物 研 究 所20 世纪 90 年代以来，发展循环经济和知识经济成为国际社会的两大趋势。循环经济作为 21 世纪社会经济可持续发展的重要措施与方向，对社会经济将产生深远影响。农业作为国民经济和社会发展的基础，发展循环农业是整个社会发展循环经济的基础。1992 年我国在联合国召开的巴西首脑会议上承诺实行可持续发展战略，率先制订了中国 21 世纪议程 。接着提出建设资源节约型与环境友好型社会，对改变长期以来以牺牲资源与破坏环境为代价的经济高速发展模式，实现可持续发展目标，具有重大的战略意义
4、。党的十七大进一步提出人与自然和谐发展，并首次提出建设生态文明，基本形成节约能源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。在经济发展目标上，提出“在优化结构、提高效益、降低消耗、保护环境的基础上” ，实现人均国内生产总值翻两番。其中“降低消耗、保护环境”是新增加的内容，同时要求建立资源有偿使用制度和生态环境补偿机制。党的十七届三中全会关于推进农村发展若干重大问题的决定中进一步提出“按照建设生态文明的要求，发展节约型农业、循环农业、生态农业，加强生态环境的保护” 。提出农村经营制度实行两个转变:一是家庭经营向采用先进科技和生产手段转变；二是统一经营向发展农户联合与合作，形成多元化、多层次、多
5、形式经营服务体系转变。2006 年中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见 、2007 年中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见和 2008 年中共中央国务院关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见连续三年的中央一号文件中都提出了加快发展循环农业的任务。这些政策的提出4都表明我国要大力发展循环农业的决心。但就目前来看，我国粗放型的经济增长方式尚未得到根本转变，与国际先进水平相比，仍存在资源消耗高、浪费大、环境污染严重等问题，随着经济的快速增长和人口的不断增加，我国淡水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾更加突出，环境压力日益增大。农业
6、资源环境危机及常规农业对食物安全性的负作用或危害，农业化学物质和沉积物对地表、地下水的污染，农药残留对人类和动物健康的危害，水土流失及相应的土地生产力的降低以及对非再生资源的过分依赖，农业成本上升等问题，给环境、经济及社会带来严重的负效应，成为困扰农业发展的瓶颈。而要解决这些问题，其根本途径就是实现农业废弃物资源化利用，发展循环农业。现代农业以大量化肥代替原有农家有机肥的使用，以人工饲料代替农业废弃物饲料的使用，加之现代农业集约化和规模化的发展，打破了传统农业中废弃物的循环利用，造成了农业废弃物的大量积累，形成了大量的农业废弃物，从而导致了严重的环境问题和资源浪费问题。我国是一个人均资源相对较
7、少的国家，因此，把数量巨大的农业废弃物加以充分开发利用，变废为宝，不仅可以产生巨大的经济效益，还会产生巨大的生态和社会效益。一、农业废弃物的相关概念界定、农业废弃物的内涵：农业废弃物包括牧、渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物，农林生产过程中产生的植物残余类废弃物，农村城镇生活垃圾和农业加工过程中产生的加工类残余废弃物等在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质。、农业废弃物的构成：我国农业废弃物主要由四部分构成：分别是养殖业废弃物、种植业废弃物、农村生活垃圾、农业加工业废弃物。养殖业废弃物包括畜禽粪便和栏圈垫物等；种植业废弃物、包括农田和5果园残留物，如作物的秸秆、蔬菜的残体或果树的枝条、落叶、
8、果实外壳等种植业废弃物；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；农业加工业废弃物包括农副产品加工后的剩余物。、农业废弃物资源化利用的内涵：农业废弃物的资源化利用是指通过一整套废物综合利用技术，使农业废弃物的循环再生利用成为连接农业生产不同环节的纽带，从而把种植业、养殖业和农产品加工业联成一个有机整体，成为完整而协调的大农业生产系统，农业废弃物的资源化利用问题，已成为当今农业与农村可持续发展中的一个重要课题。二、农业废弃物资源化利用的意义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 多亿吨，其中畜禽粪便排放量 26.1 亿吨，农作物
9、秸秆 7.0 亿吨废弃农膜等塑料 2.5 万吨，蔬菜废弃物 1 亿1.5 亿吨，乡镇生活垃圾和人粪便 2.5 亿吨，肉类加工厂( 包括肉联厂、皮革厂和屠宰场) 废弃物 0.5 亿0.65 亿吨，饼粕类 0.25 亿吨，林业废弃物( 不包括炭薪林) ，每年约达 3700 万 m3，相当于 1000 万吨标准煤。过去，我国农民将农业废弃物作为有机肥使用，在促进物质能量循环和培肥地力方面发挥了巨大的作用。但是，随着市场经济的发展，农业废弃物转化为有机肥料面临一系列新的问题和严峻的挑战。一方面废弃物成分发生了很大变化，同时，种植业逐渐转向省工、省力、高效、清洁的栽培方式，传统的有机肥料积、制、存、用技
10、术已不能适应现代农业的发展。因此，农业废弃物不再受欢迎，成为严重污染生态环境的污染源。主要表现在:臭气、秸秆焚烧、温室气体排放，加剧了空气污染；重金属和农药、兽药残留污染土壤，增加环境生物的耐药性；农业“白色污染”严重影响土壤正常功能；污水横流增加面源污染和水体富营养化；病毒传播，疾病蔓延，尤其是人畜共患病等方面。62、保持和提高耕地土壤质量。我国用占世界 10%的耕地面积养活占世界 22%的人口，并保持地力不衰，在某种意义上应归功于有机肥料的施用。但是，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，传统的有机肥料面临被抛弃的境地。同时根据全国化肥试验网肥料长期定位试验和
11、国家土壤肥力与肥料效益监测资料显示，近年来，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。土壤养分库储存太少，土壤质量下降，导致只能靠大量施用化肥提高作物产量，化肥施用量越高，其利用率越低。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，并提高土壤中微量元素的有效性。增加有机肥的施用比例，一方面可减少或缓解化肥用量，另一方面可提高和保持土壤地力，促进农业的可持续发展。3、解决农村的能源短缺和保护生态环境。我国农村人口占全国总人口的 70%以上，生物质一直是农村的主要能源之一，农村生活用能源仍有 57%依靠薪柴和秸秆。薪柴消费量超过合理采伐量
12、的 15%，导致大面积森林植被破坏，水土流失加剧和生态平衡破坏。农村的生物质能利用大多以直接燃烧为主，不仅热效率低(低于 10%)，而且大量烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化，损伤了农民的身体健康。采用生物质能转化技术可使热效率提高 35%40%，节约资源，改善农民的居住环境，提高生活水平。 “九五”以来的全国生态农业和生态家园建设的实践已经证明，有效利用农林废弃物和乡镇生活废弃物，发展农村沼气等能源工程和生态农业模式，可有效地促进生态良性循环，减轻对森林资源的破坏，减少土壤侵蚀和水土流失，保护生物多样性。4、生物质能为国家能源和电力紧张做贡献。我国已由石油出口国转变为石油进口国，
13、2000 年，净进口量已达到 7000 万吨。生物质可通过各7种工艺转化为液体燃料，直接代替汽油、柴油等石油燃料，作为民用燃料或内燃机燃料。而同期我国含农业废弃物在内的生物质资源量达 7 亿吨标准煤，2020 年的生物质资源量至少可达到 15 亿吨标准煤。如果将其中的 50%用于生产液体燃料，即可为我国石油市场提供 2 亿吨液体燃料。另外，如果能采取种植能源植物(能源作物和能源林) 等措施发展我国的生物质资源，可促进农业结构的调整，增加农村就业机会和农村居民收入，对振兴农村经济具有重要意义。农林废弃物生物质能可以在填补农村电力供应缺口方面做出贡献。2007 年我国年人均用电 2328kWh，只
14、有韩国的 1/3 左右。尤其农村电力供应缺口更大。要实现 2020 年国民经济翻两翻的目标，保障电力供应是必备条件。因地制宜地利用当地生物质能资源，秸秆、薪柴、谷壳和木屑等，建立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前景。如果用当前农林废弃物产量的 50%作为电站燃料，可发电 4000 亿 kWh，占目前我国总耗电量的 30%左右。三、淳安县废弃物资源化开发现状分析。1、淳安县的自然地理和气候状况淳安县位于浙江省西部，钱塘江上游。全境东西长 96.8 公里，南北宽 94.4 公里，县域面积 4427km2，耕地面积 29.7 万 hm2，是浙江省地域面积最大的县。属中亚热带季风气候北缘，终年
15、气候温和湿润，雨量充沛，四季分明，光照充足，适宜于多种农林物及经济特产的生长。年平均气温 17，年平均降水量 1430mm，年平均日照时数为 1951h，年均大于 10的积温为 5410。著名的国家级风景名胜区“千岛湖”坐落其中，千岛湖湖区面积 573km2，水库蓄水量为 178.4 亿 m3，水质明净，达到国家一级饮用水标准，誉为“天下第一秀水” 。湖区四周群山叠翠，森林覆盖率达 93%，空气清新，没有污染。由于受巨大人工湖的影响，气温比8同纬度的其它地区显得冬暖夏凉。2、淳安农业发展现状及农业废弃物数量估算。淳安县地势构造复杂，地貌类型丰富，形成气候因子、土壤因子、生物因子类型丰富的农业生
16、态环境。境内生物种类繁多，动植物资源丰富，农业物产众多。农作物有粮、油、瓜、菜等，经济作物有茶、果、桑、药等，畜牧有猪、牛、羊、禽、兔等，此外林产品和水产品种类也不少。2012 年，全县实现农村经济总收入 266.9 亿元，同比增长 20%，农民人均纯收入达到 9418 元，同比增加 1127 元，增幅 13.6%。全年粮食作物及大豆共播种面积 2.22 万公顷，其中：小麦 902.2 公顷，玉米6191.13 公顷，单季稻 3636.26 公顷，甘薯 5855.73 公顷，马铃薯 841.27公顷，大豆 3880.27 公顷，杂豆及其它谷物 700.07 公顷。全年实现畜牧产值 3.16 亿
17、元，其中生猪存栏 16.81 万头，出栏 18.93 万头；家禽存栏71.46 万羽，出栏 77.56 万羽；兔存栏 8600 只，出栏 17406 只；羊（大户）存栏 1693 头，出栏 1474 头；牛（大户）存栏 133 头，出栏 111 头。还拥有桑园 10.27 万亩，茶园 18.0 万亩，水果 12.6 万亩，山核桃 28.8 万亩，竹园 27.3 万亩，油茶、山茱萸、青枣、板栗、无核柿等干果园 19.7 万亩。主要农作物秸秆资源量的估算。根据农作物产量和各种农作物的草谷比， 大致估算 2012 年淳安县主要农作物秸秆的产量共有 15.5 万吨（表 1） 。表 1：2012 年淳安
18、县主要农作物秸秆产量类型 产量（吨） 草谷比 资源量（吨）玉米 27355 2 54710小麦 1832 1.28 1832稻谷 25855 1.1 284419豆类 8100 1.5 12150薯类 28927 0.5 14464油菜 19687 2.212 43548合计 88883 155145主要经济林修剪枝资源量的估算。根据经济林现有种植面积及年修剪亩产量， 大致估算 2012 年淳安县主要桑园、茶园修剪枝条的产量共有 17.61 万吨（表 2） ，另还有山核桃蒲 7750 吨，板栗蒲 4750 吨。表 2：2012 年淳安主要经济林修剪枝条产量类型 种植面积（万亩） 年修剪量（kg
19、/亩） 资源量（t）桑树 10.27 400 41100茶树 18.0 750 135000合计 28.27 176100主要畜禽粪便资源量的估算。各类畜禽粪便的年产生量由畜禽饲养量、饲养周期、排泄系数计算而得。其中畜禽年度饲养量数据来源于淳安年鉴(2012 年) ，牛、生猪、羊、家禽指年末出栏数，饲养周期: 牛、羊为 365d，生猪为 199d，家禽主要为鸡、鸭，取平均值 55d，兔的生长期一般为 90d，畜禽粪便排泄系数采用原国家环保总局推荐的数值，具体计算公式如下:畜禽粪便的年度产生量=饲养量 饲养周期排泄系数。淳安县 2012 年禽畜粪便大约 8.2 万吨（表 3） 。表 3：2012
20、 年淳安县禽畜粪便数量估算类型 年出栏数（头或羽） 饲养周期 （d） 排泄系数（kg/d） 资源量（t）生猪 189300 199 2 75341.4家禽 775600 55 0.12 5118.96牛 111 365 20 810.3羊 1474 365 1.5 807.0210兔 17406 99 0.12 206.78合计 983891 82284.463、淳安农业废弃物资源化利用潜力分析农业废弃物蕴藏着巨大的资源，我县 2012 年产生的农业废弃物大约为 42.6 万吨，按目前的沼气技术水平能转化成沼气 776.81 万立方，相当于 17.49 万吨标准煤，若能充分利用可有效解决农村能
21、源短缺问题。以农作物秸秆为例，2012 年淳安县主要农作物秸秆的产量共有 15.5 万吨，以1 千克秸秆产生电 1 千瓦时计算，就有电能 15.5 万千瓦时；作为肥料可提供氮（N）46.53 吨、磷（P 2O5）9.31 吨、钾（ K2O）35.1 吨。表 4 ：2012 年淳安县农业废弃物资源化利用潜力分析肥料 能源类型 数量（万吨） 有机质（吨）含氮量（吨）含磷量（吨）含钾量（吨）沼气（万立方）标准煤（万吨）禽畜粪便 8.23 867.27 46.53 9.31 35.10 157.59 0.35农业秸秆 15.51 8062.09 95.28 12.63 144.24 3427.40 7
22、.71林业废弃物 18.86 12089.26 128.25 209.35 1885.99 4191.82 9.43合计 42.6 21018.62 270.06 231.29 2065.33 7776.81 17.494、淳安县现有农林废弃物资的利用模式及经济效益。“桑枝、茶枝、山核桃蒲等农林副产物食用菌”循环模式。在 2006 年威坪镇开展利用桑枝条栽培黑木耳示范取得初步成功的基础上，充分结合我县农林副产物资源特点，先后开展了茶枝栽培食用菌、山核桃蒲栽培食用菌预处理等技术研究，因地制宜地发展食用菌生产。在县委县政府的高度重视和各有关部门、乡镇的共同努力下，我县食用菌产业连续保持较快发展，并迅速建成年生产规模在 50 万袋以上的如界
