宋曉　陳莉　李建芬

摘要 針對蔬菜秸稈廢棄物資源浪費和污染環(huán)境等日益突出的問題，分析了蔬菜秸稈廢棄物利用的國內(nèi)外現(xiàn)狀，闡述了目前蔬菜秸稈資源化利用模式主要有工廠化生產(chǎn)制作有機肥、蔬菜產(chǎn)區(qū)就地堆肥、蔬菜秸稈原位還田等，提出了目前蔬菜秸稈廢棄物資源化利用中存在的問題，并提出了建設性的意見與建議，以期為今后的蔬菜秸稈資源化利用提供指導。

關鍵詞 蔬菜秸稈廢棄物;資源化;利用

中圖分類號 S216.2文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）21-0089-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.026

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on Vegetable Straw Waste Resource Utilization Model

SONG Xiao，CHEN Li，LI Jianfen

（Shijiazhuang Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shijiazhuang，Hebei 050041）

Abstract In view of the increasingly prominent problems of waste of vegetable straw resources and pollution of the environment，we analyzed the current situation of utilization of vegetable straw wastes at home and abroad， expounded that the main modes of utilization of vegetable straw resources at present were industrialized production of organic fertilizer， insitu composting in vegetable producing areas， and insitu returning of vegetable straw waste to the field.The existing problems in the utilization of vegetable straw waste were put forward， and constructive suggestions were put forward in order to provide reference for future utilization of vegetable straw resources.

Key words Vegetable straw waste;Resource;Utilization

作者簡介 宋曉（1972—），女，河北辛集人，高級農(nóng)藝師，從事蔬菜秸稈處理與設施土壤改良技術研究。

收稿日期 2019-05-06;修回日期 2019-05-16

近年來，我國蔬菜面積增速較快，已達2 200萬hm2[1]，占種植比例近34%，在農(nóng)業(yè)結構中占據(jù)了重要的地位，蔬菜產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)結構調整的突破口，成為促進農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的主渠道。

我國設施蔬菜種植面積集中度較高，北方在全國總面積中占比重較大;黃淮海及環(huán)渤海灣地區(qū)尤為集中，長江中下游地區(qū)、西北以及其他地區(qū)占比較小。尤其山東、河北、遼寧、江蘇、河南設施蔬菜總產(chǎn)量占比超60%。2016年初，河北省設施蔬菜面積已達69.33萬hm2。隨著蔬菜面積的增加，產(chǎn)生的蔬菜秸稈及廢棄物也逐漸上升，地區(qū)性、季節(jié)性、結構性的秸稈廢棄物過剩明顯，有效利用率相比于小麥、玉米秸稈明顯偏低，多年以來沒有得到有效處理和循環(huán)利用。一直以來，蔬菜種植每年換茬以后，大量蔬菜秸稈廢棄物堆滿道路兩旁、河溝地頭，秸稈腐爛，臭氣難聞，嚴重危害了空氣質量，極易造成土地和水源污染，一直成為政府的一大難題。另一方面，蔬菜秸稈中含有較高的營養(yǎng)成分，氮含量3.45%，磷含量0.84%，鉀含量2.46%，pH約為7[2]，這與常用的天然有機肥料含量相當。但是由于蔬菜秸稈中葉菜類秸稈含水量高達75%～95%，燃燒值低，作為燃料性價比太低，保存周期短，不易運輸，容易腐爛，茄果類蔬菜秸稈太硬，不能像大田作物秸稈那樣可通過機械實現(xiàn)直接還田[3]。另外，蔬菜秸稈更易腐爛，常年連作為病蟲害繁殖和傳播提供了條件，不易被菜農(nóng)利用，總是被隨意丟棄，有機質不能被歸還土壤浪費了大量的有機資源，造成了土壤板結，肥力減退。蔬菜秸稈廢棄物對人們生活和環(huán)境的影響日益嚴重。

針對目前設施蔬菜秸稈利用的現(xiàn)狀，進行蔬菜秸稈無害化資源化利用，以解決蔬菜秸稈廢棄物處理難的問題，使設施蔬菜生產(chǎn)保持綠色、高產(chǎn)、環(huán)保的生產(chǎn)能力，促進設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民增收，使蔬菜秸稈安全有效地回歸到土壤中，減輕環(huán)境污染，解決該區(qū)域蔬菜秸稈廢棄物的污染風險，實現(xiàn)資源的有效循環(huán)利用，成為目前蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要研究課題。

筆者分析了國外、國內(nèi)蔬菜秸稈利用的現(xiàn)狀，闡述了我國蔬菜秸稈利用的幾種方式，指出來目前秸稈利用存在的問題，提出今后蔬菜秸稈利用的意見與建議，旨在為今后蔬菜秸稈的資源化利用提供借鑒意義。

1 國內(nèi)外蔬菜秸稈利用情況分析

1.1 國外秸稈利用現(xiàn)狀

國外對蔬菜秸稈的利用始于20世紀20年代，主要為好氧堆肥、厭氧消化以及好氧-厭氧聯(lián)合處理等。近年，發(fā)達國家對蔬菜秸稈廢棄物的處理及利用已日趨成熟，大體處理方式為秸稈還田循環(huán)利用、秸稈離田產(chǎn)業(yè)化利用[4]，秸稈離田產(chǎn)業(yè)化利用主要為新能源利用方面，如秸稈發(fā)電、秸稈乙醇等，秸稈環(huán)保材料在發(fā)達國家得到了大力推廣。

1.2 國內(nèi)秸稈利用現(xiàn)狀

秸稈是我國三大農(nóng)業(yè)廢棄物之一，資源豐富但利用不充分，如何有效利用一直是困擾環(huán)保、農(nóng)業(yè)等多個部門的難題。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部副部長張?zhí)伊直硎荆斩捑C合利用已經(jīng)到了全面推進的時刻，要由試點示范轉變到全面鋪開。堅持因地制宜，農(nóng)用優(yōu)先、就地就近、政府引導、市場運作、科技支撐，以肥料化、飼料化、燃料化利用為主攻方向，基料化、原料化為輔助方向，以完善利用制度、出臺扶持政策、強化保障措施為推進手段，形成政府推動、市場驅動、主體帶動的長效機制，切實提高秸稈利用產(chǎn)業(yè)化水平[5]。我國在2016年啟動秸稈綜合利用試點，在試點省份推廣19項秸稈利用技術，發(fā)布了秸稈農(nóng)用十大模式。目前，全國秸稈綜合利用率達83.68%，8個試點省份達86%，以小麥玉米秸稈利用為主。蔬菜秸稈的轉化利用還不是很普及，蔬菜秸稈資源化利用研究在蔬菜大省山東逐漸開始興起，山東泰昌進行的工廠化秸稈好氧堆肥處理有一定規(guī)模，一些蔬菜產(chǎn)區(qū)大多將秸稈清除到棚外，進行厭氧發(fā)酵和高溫堆肥處理[6]。

2 目前蔬菜秸稈的利用方式及途徑

筆者通過到山東等地參觀學習、下當?shù)厥卟水a(chǎn)區(qū)深入調研，總結蔬菜秸稈廢棄物廣泛利用的技術模式主要有以下幾種，即工廠化生產(chǎn)制作有機肥、蔬菜產(chǎn)區(qū)就地堆肥、蔬菜秸稈原位還田等。

2.1 蔬菜秸稈廢棄物工廠化生產(chǎn)制作有機肥模式

山東泰昌生物科技有限公司依托山東省農(nóng)業(yè)機械科學研究所創(chuàng)新團隊設計方案和生產(chǎn)技術工藝及裝備，以當?shù)卮笈锓训仁卟私斩捈爸苓呏行⌒团＜S、豬糞等畜禽糞便為主要原料，在生產(chǎn)的不同環(huán)節(jié)，分別添加高溫腐熟菌群、低溫腐熟菌群和功能性益生菌群，進行槽式整池、深池好氧生物發(fā)酵，實現(xiàn)畜禽糞便和蔬菜秸稈的資源化利用，每年可無害化處理循環(huán)利用畜禽糞便17萬t，蔬菜秸稈100萬t，年產(chǎn)高品質生物有機肥25萬t。山東農(nóng)業(yè)機械科學研究所蔬菜秸稈肥料化研究創(chuàng)新團隊研制的“蔬菜秸稈和畜禽糞污一體化好氧發(fā)酵堆肥技術及裝備”“蔬菜秸稈制肥清塑揉搓技術及裝備”等為蔬菜秸稈產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；逊恃h(huán)利用提供強有力支撐的機械裝備，創(chuàng)新團隊采用秸稈粉碎預處理技術、快速高效發(fā)酵菌劑篩選、精準配料制肥等技術，制定了蔬菜秸稈工廠化高溫好氧快速腐熟堆肥生產(chǎn)工藝規(guī)程，研制了蔬菜秸稈工廠化、肥料化處理與循環(huán)利用模式和技術，突破了蔬菜秸稈廢棄物肥料化利用的關鍵技術[7]，為蔬菜秸稈利用提供了新的途徑與方法，具有十分重要的推廣價值。

2.2 蔬菜秸稈廢棄物在產(chǎn)區(qū)就地堆肥模式

在蔬菜產(chǎn)區(qū)將秸稈進行就近堆漚處理是一種比較切實可行的方法。在蔬菜成熟采摘后，將蔬菜秸稈及廢棄物移出棚室，在棚室前緣、地頭空地根據(jù)蔬菜產(chǎn)區(qū)情況選擇合適場地，進行條垛式堆肥或椎體型堆肥。操作時，去掉地膜、蔬菜秸稈及廢棄物上的繩子、塑料夾子等物，用秸稈粉碎機將蔬菜秸稈粉碎成3～5 cm長的碎末，由于蔬菜秸稈中碳氮比較低，堆肥中可以適量摻一些玉米秸稈，將粉碎的秸稈和畜禽糞便按照7∶3～5∶5的比例進行摻混，用翻拋機將上述物料拌勻，調整堆體的含水率在50%～70%，以手握緊物料水滲出但沒有滴下為宜，添加上述物料總量0.3%～0.5%的腐熟菌劑，調節(jié)C∶N比為25∶1～35∶1，堆肥條垛寬度為2.8～3.0 m，高為1.2～1.4 m，堆肥底部用塑料布作防滲處理，防止液體滲漏，污染土壤和地下水，堆肥表面用塑料布覆蓋、密封，防止雨水淋洗。堆肥過程一般持續(xù)20～25 d，第1次發(fā)酵7～10 d，過程控制參數(shù)為溫度、含水率、碳氮比、外觀，溫度為55～70 ℃，溫度達70 ℃開始通風，并進行翻堆處理，溫度低于55 ℃時停止通風，第1次發(fā)酵過程中，堆肥保持55 ℃的高溫時間不少于7 d，而且65～70 ℃的高溫不少于3 d。第1次發(fā)酵后堆體物料全部萎蔫、變軟呈淡褐色，堆體內(nèi)有菌絲，物料有微腐味，二次發(fā)酵時堆體溫度有所降低，夏季一般在30～50 ℃，持續(xù)發(fā)酵5～10 d，發(fā)酵成熟后，物料顏色為黑褐色，物料疏松，無臭味，碳氮比≤25，發(fā)酵完成[8]。

2.3 蔬菜秸稈廢棄物原位還田模式

現(xiàn)階段蔬菜秸稈的利用還主要是就地堆肥的利用方面，將蔬菜秸稈廢棄物進行棚內(nèi)原位還田還比較少見，主要是菜農(nóng)出于對蔬菜秸稈廢棄物中病害、蟲害對下茬蔬菜的影響考慮，一般將蔬菜秸稈清除棚室，隨著微生物技術研究的發(fā)展，針對蔬菜秸稈分解的菌劑研究不斷進步，遵循源于土地還予土地的原則，解決蔬菜秸稈還田技術問題，以實現(xiàn)蔬菜秸稈的安全有效利用，保護環(huán)境，使設施蔬菜生產(chǎn)保持綠色、高產(chǎn)、環(huán)保。山東紀臺鎮(zhèn)曹官莊支部書記自主設計了一款蔬菜秸稈粉碎還田機，經(jīng)過不斷地實驗、改造，創(chuàng)新性地加入了旋轉輪軸，大大降低了蔬菜秸稈的處理難度，再配合生物秸稈腐熟菌劑的施用總結出在棚室內(nèi)將蔬菜秸稈進行原位粉碎、還田的方法，在紀臺鎮(zhèn)80%蔬菜大棚采用后成效顯著，得到了廣泛推廣。主要做法為蔬菜產(chǎn)品收獲后，采用適宜的配套蔬菜秸稈粉碎機將棚內(nèi)的蔬菜秸稈粉碎，加入稻殼雞糞和生物菌劑，將濕度調整到合適的范圍，進行15～20 d的高溫悶棚發(fā)酵，通過溫度控制，消滅蔬菜秸稈中的有害菌和病蟲害，就地將秸稈進行肥料化處理，此種處理由于秸稈與畜禽糞便進行高溫發(fā)酵以后，等同于施用了高效有機肥，大大減少了下茬作物種植過程中農(nóng)藥和化肥的施用量，實施后，平均節(jié)省肥料45 000～60 000元/hm2，而且產(chǎn)量有明顯提高，菜農(nóng)效益增收15萬～30萬元/hm2。因為效益顯著，菜農(nóng)普遍接受，蔬菜秸稈大部分得到了有效的利用。蔬菜秸稈原位還田不用將秸稈清除出大棚，節(jié)省了人力物力，減少了亂堆亂放引起的環(huán)境污染，綠色環(huán)保同時也解決了病蟲害對下茬蔬菜的侵染。蔬菜秸稈原位還田增加了土壤有機質和氮磷鉀養(yǎng)分含量，提高了土壤的通透性，活化了土壤，培肥了地力，不僅增加了蔬菜產(chǎn)量，還大大改善了產(chǎn)品品質，成效顯著，值得在設施蔬菜產(chǎn)區(qū)大面積推廣[9]。

3 蔬菜秸稈資源化利用中存在問題

3.1 企業(yè)處理蔬菜秸稈及廢棄物成本高、困難大

由于蔬菜秸稈及廢棄物綜合利用成本大，利潤薄，政府無補貼或者補貼較低，加上收儲難度大，致使公司開工困難加大，處理秸稈能力不足;再加上市場上有機肥種類繁多，菜農(nóng)難以分辨有機肥的優(yōu)劣，造成銷售受限，致使工廠運轉困難，大部分廠家開工不足，甚至機器設備閑置，造成資源浪費。

3.2 蔬菜秸稈及廢棄物收集、儲運、分揀難度大

蔬菜秸稈一般在3～10月集中產(chǎn)生，菜農(nóng)一般是在蔬菜采摘完成后，將秸稈及廢棄物從棚室內(nèi)完全清除，傾倒在田間地頭、公路兩旁及溝渠河汊，若交到企業(yè)必須將塑料吊繩、地膜、鐵絲等分揀干凈，分揀難度大、成本高，菜農(nóng)一般都不愿意投入如此高的成本，如果轉嫁到企業(yè)，成本無形中又增加不少，因此，這也是企業(yè)進行蔬菜秸稈及廢棄物利用的瓶頸問題。

3.3 病蟲害對下茬蔬菜的侵染

由于蔬菜秸稈原位還田還不是很普及，許多菜農(nóng)普遍認為蔬菜秸稈及廢棄物會造成連作障礙，使下茬蔬菜病蟲害的侵染加劇，因此基本上都是將蔬菜秸稈及廢棄物清除到棚外，這不僅浪費了大量的肥料資源，還造成了土壤板結、土壤退化的現(xiàn)象。

4 蔬菜秸稈資源化利用的意見與建議

4.1 加大政府倡導與補貼力度

政府出臺相應標準和補貼政策，加大宣傳力度，在蔬菜產(chǎn)區(qū)大力提倡蔬菜秸稈資源化、無害化利用，同時，加大政府補貼力度，按照處理秸稈的能力對工廠、公司分級別進行補貼，對將蔬菜秸稈處理較好、運送工廠處理的菜農(nóng)進行現(xiàn)金補貼或肥料補貼，使蔬菜秸稈實現(xiàn)高效、循環(huán)利用。

4.2 建立完善的蔬菜秸稈收集、儲運制度

政府應發(fā)揮職能作用，在蔬菜生產(chǎn)密集區(qū)設立蔬菜秸稈及廢棄物收儲點，各企業(yè)設置多處小型收儲點，選擇合適的地點設立大的收儲點，便于菜農(nóng)能及時轉運蔬菜秸稈，切實改變菜農(nóng)隨意傾倒蔬菜秸稈及廢棄物的習慣，形成良好的生產(chǎn)、社會秩序。各蔬菜產(chǎn)區(qū)成立執(zhí)法隊，加大對隨意傾倒蔬菜秸稈及廢棄物行為的巡查力度，對隨意焚燒、傾倒的菜農(nóng)進行引導與勸阻，有效避免蔬菜秸稈及廢棄物亂倒現(xiàn)象，創(chuàng)建良好的菜區(qū)環(huán)境風貌[10-11]。

4.3 加強棚室所用物品替代品的研究與應用

設施蔬菜秸稈及廢棄物中含有大量塑料膜、吊繩等雜物，無法降解，加大了廢棄物處理成本，應加強替代品的研發(fā)與推廣應用，如麻繩、可降解塑料繩、生物氧化雙降解地膜等，以減輕分揀的步驟或減輕勞動強度。

4.4 大力提倡蔬菜秸稈原位還田模式

蔬菜秸稈及廢棄物原位還田，不用將蔬菜秸稈清除到棚室外，節(jié)省了勞動力，還有效地利用了蔬菜秸稈，增加了土壤有機質，作用非常顯著，是最為經(jīng)濟且可持續(xù)發(fā)展的方式，因此有必要大力提倡，廣泛推廣;同時應加大研制微生物菌劑的力度，與高溫悶棚相結合，將蔬菜秸稈原位還田，減少蔬菜秸稈運輸轉場等環(huán)節(jié)，節(jié)約生產(chǎn)成本，爭取菜農(nóng)最大收益。

4.5 研發(fā)推廣多種途徑的蔬菜秸稈利用方式

加大力度研發(fā)蔬菜秸稈的多種利用途徑，例如蔬菜產(chǎn)區(qū)周圍建沼氣池，進行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣、沼肥;對茄果類木質化程度較高的蔬菜秸稈進行碳化，制作木炭，實現(xiàn)蔬菜秸稈的高效利用;蔬菜秸稈在厭氧條件下制作生物質油、生物質碳粉，生物質油可以作為新能源，生物質碳粉可用于土壤的修復;番茄秸稈堆肥作為有機肥可有效促進番茄生長、提高番茄質量，改善番茄品質，這樣既可提高經(jīng)濟效益又可實現(xiàn)蔬菜秸稈的有效循環(huán)利用[12]。

5 結語

我國蔬菜面積不斷增加，蔬菜秸稈的產(chǎn)量也日益增加，搞好蔬菜秸稈廢棄物無害化資源化利用任重而道遠，蔬菜秸稈的合理利用不僅能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，而且能產(chǎn)生巨大的社會效益和環(huán)境效益。蔬菜秸稈的無害化資源化利用一方面能增加作物產(chǎn)量，提高作物品質，實現(xiàn)蔬菜秸稈廢棄物的資源化利用，同時可減少化肥農(nóng)藥的用量，減少農(nóng)業(yè)面源污染;另一方面還可改善土壤團粒結構，提高土壤通透性，改善土壤的理化指標，增強地力，增加土壤有機質、培肥土壤，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的清潔生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)，形成良好的生態(tài)循環(huán)。這對促進我國農(nóng)業(yè)資源的有效循環(huán)利用、保障食品安全、促進蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、建設高效生態(tài)環(huán)保農(nóng)業(yè)具有十分重大的歷史意義。

47卷21期宋 曉等 蔬菜秸稈廢棄物資源化利用模式研究

參考文獻

[1]

宋玉晶，柴立平.我國蔬菜廢棄物綜合利用模式分析：以壽光為例[J].中國蔬菜，2018（1）：12-17.

[2] 秦淵淵，郭文忠，李靜，等.蔬菜廢棄物資源化利用研究進展[J].中國蔬菜，2018（10）：17-24.

[3] 李亞新.探尋2.3億噸蔬菜秸稈的出路[N].農(nóng)民日報，2018-10-26（005）.

[4] 孫寧，王飛，孫仁華，等.國外農(nóng)作物秸稈主要利用方式與經(jīng)驗借鑒[J].中國人口·資源與環(huán)境，2016，26（S1）：469-474.

[5] 張?zhí)伊?實現(xiàn)東北黑土地保護與秸稈綜合利用雙贏[J].農(nóng)機科技推廣，2018（10）：23.

[6] 杜鵬祥，韓雪，高杰云，等.我國蔬菜廢棄物資源化高效利用潛力分析[J].中國蔬菜，2015（7）：15-20.

[7] 姜偉，張華，李娜，等.山東省農(nóng)作物秸稈利用與裝備現(xiàn)狀[J].中國農(nóng)機化學報，2019，40（2）：169-174.

[8] 王麗英，史建碩，郭麗.蔬菜秸稈廢棄物堆肥技術[N].河北科技報，2019-01-15.

[9] 楊淏然，馬兆紅，司智霞.山東壽光設施蔬菜土壤修復對策與實例[J].中國蔬菜，2016（6）：1-5.

[10] 李培之.壽光蔬菜廢棄物處理措施與成效[J].中國蔬菜，2017（3）：13-15.

[11] 王秀珍，馮喜玲.國內(nèi)外農(nóng)作物秸稈處理方法概述[J].農(nóng)機使用與維修，2015（3）：94.

[12] 胡曉婷，陳丹艷，牛博宇，等.番茄秸稈堆肥對番茄生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2019，47（1）：108-111.