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6卷 第 1期
9 8年 3月
生 态 农 业 研 究
EC0一AGRICULTURE RESEARCH
VDl_6 No．1
March．1998
s 渊
我国有机废弃物农业利用生态工程
查堑羞一， ●_— _一
(山东省沂源县卫生防疫站 沂源 256100)
摘 要 论述了我国有机麈弃糟农韭年j用的现状与水平 分析了作物秸秆、畜青粪便、箝气发
酵残留物和有机垃圾农业利用的主要生态工程技求及效益．探讨了当前有机虚弃糟农业利用
存在的主要问题及发展趋势
关蕾词
．壹垄 溘盥．查些狃 兰查三兰，兰堡-技求
Eco-engiaeerlng for utilzatiot of CMaese agricultural organic waste．Qi Xinying(Sanitation
and Antiepidemic Station of Yiyuan County of Shandong Province，Yiyuan 256100)，EAR,，
1998．6(1)l73～76．
Ab6tract The status and standard of the utilization of agricultural organic wastes in China
are expounded．The principle eco—engineering techniques such as utilization of crop straws，
livestock excreta·the fermented remainder of marsh gas and agricultural organic refuse and
benefits in their application are discussed．The existing problems in utilization of organic
wastes and its development trend afe also discussed．
Key words Organic wastes．Agricultural utilization．Eeo-engineering．Methods，Tech-
niques
有机废弃物按其来源不同可分为第一性生产废弃物(如作物秸秆、枯枝落叶等)、第二
性生产废弃物(如畜禽粪便等)、工副业有机废弃物(如农畜产品加工废弃物)和人类生活
废弃物(如城市生活垃圾、人粪尿等)4类。我国有机废弃物产量居世界前列，其中农作物
秸秆年产量达 5000多亿 kg(千重)，可供青贮的茎叶等鲜料约 1万亿 kg，锯洙、刨花等林
业废弃物1 60亿kg，畜禽粪便排放量1340亿kg，城市生活垃圾700亿kg以上。农畜产品
加工、食品、酿酒、制糖、造纸、制革等行业产生大量加工废料，如糠醛渣、酒糟、造纸废液、
滤泥等 随着工农业生产迅速发展和人El增加，有机废弃物以年均 5 ～10 的速度递
增。这些有机废弃物是可再生资源，在农业上有巨大的开发潜力，运用农业生态工程对其
有效处理和利用，对节约自然资源，防止环境枵染，实现生态经济良性循环具有重要意义。
1 现状与途径
目前我国有机废弃物利用途径主要有用作饲料、肥料、能源、培养料及多层次循环利
用5种方式。用作畜禽(鱼)饲(饵)料的有机废弃物包括农作物副产品(如秸秆、糠麸等)、
食品加工废料、沼气发酵残留物和部分畜禽粪便等。秸秆经青贮或氮化后作草食动物饲
收稿日期：1997—02—17
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料，氨化秸秆主要为小麦秸秆 ，青贮秸秆主要有玉米秸秆、甘薯藤和花生藤。1994年我国
用作饲料的秸秆约 1800亿 k窟，占其总量的 35 ，其中氨化处理 160亿 kg，青贮处理 640
亿kg。全国利用沼液喂猪 267万头、养鱼4．oN hm。。畜禽粪便饲料化限于小范围试验开
发阶段，以鸡粪喂猪、养鱼等为主。用作肥料或生长促进液有 4种方式：一是直接还田、小
麦留高茬等，全国秸秆直接还田约 3000万hm ，还田量 381okg／hm }二是发酵还田，包括
各种堆肥(好氧)、沤肥(芾 陛厌氧)、沼气肥(厌氧)等；三是生产有机商品肥或有机一无机复
合肥料，将畜禽粪便、沼渣、糠醛渣等有机废弃物加入化肥等无机肥中，经系列工艺处理
(如高温、高压等)加工成无病菌、无毒、无臭，便于运输和贮存的复合肥，实现 NPK平衡
和有机与无机平衡，具有较大的优越性；四是通过沼液浸种或沼液叶面喷旄等方式促进植
物生长发育。1994年全国沼液浸种达 62万 hm 。用作生产和生活能源利用的有直接燃
烧、沼气发酵或其他生物气化技术等方式。我国已建成农户用沼气池 550多万个，年产沼
气13亿m 、沼肥660亿 k窟{沼气集中供气站e00多处，用户8．5万户，户年均供气量431m ；
城镇生活污水净化沼气池约 3万座，总容积 115万m。，供2．3万户居民用气。沼气除供做
饭、照明、取暖外，还用于防治贮粮害虫、大棚种莱、保鲜水果、孵化雏鸡、增温养蚕和发电
等。至 1994年全国共建招气动力站 200多个 ，总功率 3720多kW，招气发电机组 97台，装
机 37ookw，年发电480万kW ·h，沼气贮粮 4．7亿kg。用作腐生生物培养料以棉籽壳、
作物秸秆、沼渣等为主，用于食用菌栽培，高蛋白蝇蛆、蚯蚓养殖等。近年我国已成为世界
食用菌生产大国，1995年产量约48亿kg(鲜)，主要品种有平菇、香菇、金针菇、猴头菇、白
蘑菇和草菇等。多层次循环利用，即利用食物链原理，通过有机物多重循环和多次利用提
高资源利用率及整体效益，如“秸秆 塑 一平菇—重堕一猪 堡一沼气 里
(喂鱼、养蚯蚓)”模式产品总能量利用率>50 ，有机质和营养元素利用率达 95 。
2 技术与效益
2．1 怍物秸秆综合利用生态工程技术
肥田
作物秸秆转化为饲料的生态工程技术有物理法(粉碎、制造颗粒、叶茎分离等)、化学
法(碱化、氨化)、生物法(青贮、酶发酵)等，运用这些技术可显著提高秸秆营养价值和适口
性、消化性。广泛推广青贮、氨化法极大促进了我国农区畜牧业的发展 ，使 80 的牛和
75 的羊由草原进入农区，年节粮 160亿 kg。氨化处理技术多采用简便的堆垛式，用液氨
或尿素、碳铵的水溶液，可使粗蛋白含量增加 1～1．5倍，消化率提高 20 以上。北京等地
试验表明，用 3：2的小麦秸秆与精料饲喂肉牛，肉牛对氨化秸秆进食量 比未氨化秸秆进
食量高 43．9 ，日增重高 1倍 青贮有壕贮、窖贮、塔贮等形式，青绿秸秆经切碎、压紧、密
封 30~45d后使用可保持蛋白质和纤维素，减少营养损失 20 以上。而热喷技术、秸秆压
块技术和秸秆水解生产酵母饲料等新技术效益更佳。试验证明，热喷麦糠饲喂奶牛可完全
代替青干草，每头年降低粗饲料成本 256元，产奶量提高 1．1 ；而压块饲料可使牲畜消
化率提高 6o ，饲料粗蛋白含量提高 8 ～12 。秸秆直接还田可培肥土壤、蓄水保墒和
抑制杂草生长。山东省已推广秸秆还田400万hm ，初步表明连续还田2～3年后土壤孔
隙度增加 2．1 ～4．1 ，田间持水量增加 1．4 ～3．5 ，有机质增加 0．05 ～0．17 ，
速效钾增加 15~18．7mg／kg，碱解氨、速效磷均有所提高，年均增产粮食534kg／hm。。
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第 1期 齐新英：我国有机废弃物农业利用生态工程 75
2．2 畜禽粪便无害化利用生态工程技术
畜禽粪便无害化利用生态工程技术很多，如经高温堆肥或化粪池发酵后直接还田，建
设露天氧化塘，进行招气厌氧发酵，生产有机一无机复台肥、饲料等 1994年上海市郊 729
家大中型畜禽场粪便处理利用率达 87．4 其中73．4 经高温堆肥或化粪池发酵后直接
还 田，14 经褶气发酵、制造颗粒肥料或饲料方式利用。干燥鸡粪含粗蛋白 23 ～
31．3 、粗脂肪 8 ～1O 及各种氨基酸和大量维生素，是良好的饲料资源。主要处理方
法有微波、高温干燥、发酵、青贮等。干爆处理多采用机械热烘干，如北京峪口鸡场建成的
鸡粪机械化直热式烘干处理车间，通过高温、高压、热化、灭菌、脱臭等处理过程，将鲜鸡粪
制成千粉状饲料添加剂，产量loookg／h。目前较先进的是微波处理工艺，如上海农业机械
研究所设计的9W}F一800型微波处理设备，可产颗粒饲料 8OOkg／h，用于饲喂肉牛每公斤
饲料可代替玉米 0．27～0．33kg、棉籽饼 0．77～0．88kg，降低成本0．40～0．57元。鸡粪发
酵处理是利用某些细菌和酵母菌通过好氧性发酵，有效利用鸡粪中的尿酸，使其蛋白质含
量达 5o ，氨基酸含量也大大提高。青贮方法是将鸡粪与适量玉米、麸皮和米糠等混合装
缸或入袋厌氧发酵，使其具有酒香昧，营养丰富，含粗蛋白20 和粗脂肪5．7 ，高于玉米
等粮食作物。建设筒易露夭氧化塘．结合生物技术处理大量畜禽粪便既经济又高效。辽宁
省盘锦市大洼县西安生态养殖场探索总结出猪粪尿“三段净化四步利用 技术，一级处理
池种水葫芦吸附N．二级处理池种细绿萍吸附P、K，达渔业水质标准后，排入三级处理池
养鱼、蚌，再达灌溉水质标准后排入农田。此项技术年获青饲料近 30万 ，鲜鱼5万kg，
珍珠 50kg，增产稻谷6．4万kg，经挤和生态效益显著 有机一无机复合肥开发是将占1o％
～ 40 的畜禽粪便，经干燥粉碎后与化肥混合造粒。吉林省试验成功以鸡粪为主要原料加
入一定种类和数量化肥的作物专用肥．可使作物增产 1 5 。
2．3 沼气发酵及残留物利用生态工程技术
通过厌氧发酵生产褶气作能源提高能量利甩率，如秸秆改直接燃烧为发酵沼气燃烧
可使热效率由 10 提高到 60 以上。我国农村现广 采用的小型沼气池容积 6～10m
(多与猪圈、厕所连通)日均产气 0．12~2m ，年产沼渣 5～7m。、沼液2．5万 kg。随着沼气
厌氧发酵技术的不断改进，已由最初的水压式发展到较先进的浮罩式、集气罩式、干温分
离式和太阳能式等池型；已开始应用干发酵、两步发酵、干湿结合发酵、太阳能加热发酵等
发酵工艺新技术；由小型沼气池逐步向发酵罐、大中型集中供气沼气发酵工程发展；发酵
温度采用常温(10～26U)、中温(28~38"C)和高温(48～55℃)，气压有低压式、恒压式等
多种形式。上海星火沼气站是目前全国最大的畜禽粪便处理场，每天可处理8万kg牛粪、
2万 鸡粪和发酵工业废料，年产沼气80万m ，供3000多户居民使用．沼渣再制成花卉
肥或鱼饲料。沼气发酵残留物是高效有机肥和动物饲料，沼渣含有机质36．0 ～49．9 ，
腐殖酸 lO．1 ～24．6 ，粗蛋白5 ～9 ，全 N 0．8 ～1．5 ，全 P 0．4 ～O．6 ，全 K
0，6 ～1．2，‘ 四川省农业科学院采用等量沼液与敞口池粪水施肥对比试验，前者增产粮
食 6．5 ～15．2 、棉花17．5 、油菜10．6 ，且防治病虫害。有关试验表明，沼液喂猪可
缩短3O d育肥期，节省饲料80kg；沼渣比猪粪养鱼增产25．6 ，还改善鱼品质。1 993年全
国利用沼液喂猪节省饲料 o．529亿 ，沼遣养鱼增产鲜鱼D．144亿 kg。用沼渣裁培食用
菌 、养殖蚯蚓和沼液浸种效果均显著。南京市古泉农村生态工程实验场用50 浓度沼液
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76 生 态 农 业 研 究 第 6卷
追肥和喷f西春菇，增产 14 ；若作基肥拌^基料中比一般栽培提早 14d出菇。
2．4 城镇有机垃圾农用堆肥生态工程技术
城镇垃圾合有大量有机物和农作物所需营养元素，如天津市商业垃圾平均合 N
0．78 、P：O 0．25 、K 0．58 以及 Fe、Mn等微量元素。若全国城市垃圾的农用率以
6O 估算．则可年产420亿kg优质堆肥，约相当于21．5亿kg标准化肥。堆肥处理分野外
堆肥法和高温堆肥法，其中高温堆肥法较有效。瓤 艺主要分为前处理、发酵、后处理 3阶
段，前处理包括垃圾收集、筛分、配料、加温、混合及除去不宜堆肥物、统一粒度、调整温度
和C／N等工序，要求有机质含量达 4o ～6o ，C／N为 30左右，含水量 40 ～6o ；发
酵包括布料、发酵、翻堆、通风、后熟等生物降解过程{后处理包括筛分、去石、造粒、装袋等
工序。t985~1989年无锡市在国内首建 1座日处理 10万 kg城市垃圾堆肥工厂，垃圾经
多次机械分选去除非堆肥物后，经 20 d发酵处理成为腐熟度好、无臭味、无污染的优质有
机肥料。施用这种肥料改善土壤结构，使小麦增产 2o 、油菜增产近 1倍。
3 存在问题及发展趋势
由于受认识、技术和投入等诸因素限制，我国有机废弃物农业生态工程开发利用尚存
在一些问题，首先，处理能力和利用规模十分有限，主要以分散、小型农户利用方式为主，
集中、大型工厂化利用方式较少。如 1989年全国仅有29座中、小型垃圾处理厂，年处理城
市垃圾 7．82亿 kg，约占总量的 1 ，其无害化处理率不足 6~／Q，农用率仅 2o ，绝大部分
未经处理即裸露堆放、简单填埋或直接施于农田；其次，一些传统的利用方式工艺设备简
单，技术落后，利用效率很低，资源浪费巨大 目前我国农村年总耗能 6亿 t标准煤中仅
6O 为商品能源，其余 4O 依靠燃烧生物质，其中作薪柴作物秸秆 3．25～4．2亿 t，占总
量的 65 ～84 ．作饲料作物秸秆约 53 ～6o ，因未经适当处理而造成 70 以上纤维
素、木质素等利用不充分，且大部分为1次利用方式，而将秸秆作畜禽饲料，畜禽粪便作有
机肥等多层次循环利用方式较少，限制丁资源利用率的提高。有机废弃物若作肥料直接施
用，其所舍能量几乎全部浪费，营养物质损失率达 4o ～50 。
我国有机废弃物农业利用发展趋势一是规模化和商品化，有机废弃物处理与利用生
态工程将由分散、小型向集中、大型工厂化、机械化和自动化方向发展。由废弃物转化的商
品肥料、饲料和能源增多；二是多元化与多级化，运用生态工程进行有机废弃物处理及利
用的途径和方法增多．通过巧接食物链或增加加工环，将某营养级(或生产环节)的废弃或
排泄物作其他营养级(或生产环节)的食物(或原料)而加以转化利用 ，提高资源利用效率；
三是高效化和洁净化，由于现代高新技术(包括各种物理、化学和生物工程技术)的广泛应
用，有机废弃物利用率和产品质量提高。有机废弃物资源化将与城镇生态环境综合整治和
生态农业建设更密切结合．实现洁净安全生产，防止重复污染}四是规范化与法律化，随着
有机废弃物农业资源化研究不断深^，符合我国实际的生态工程技术、配套设备及工艺流
程将进一步规范化，有关废弃物开发利用及污染防治法律法规需进一步完善。
参 考 文 献
】 黄士忠等．农林牧废弃物资源饲料化的新逢径．农业环境保护，l 993．12(5)；233~235．
2 贾晓葵．有机废弃物的农业利用．农业环境保护，1991．10(2)；94~96．
3 孔々毅．国内外鸡粪处理利甩概况．农村生鸯环境，1991(2)：55~56．
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