宣化县农业废弃物资源总量的现状、变化趋势及利用

　　引言
　　
　　农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，有广义和狭义之分。广义上的农业废弃物就是农业生产和再生产链环中资源投入与产出在物质和能量上的差额，主要包括作物生产过程中的植物废弃物、渔牧业生产过程中产生的动物废弃物、农业加工过程中产生的加工类废弃物和农村城镇生活垃圾等; 而狭义的农业废弃物特指秸秆和畜禽粪便。随着农村生产生活方式的改变、农业生产水平和农民生活水平的提高，农业废弃物越来越多，如果这些废弃物不经妥善处理排入环境，所造成的环境生态效应愈发突出。如农作物秸秆被简单的烧掉即会严重污染大气环境，畜禽粪便乱堆乱排会对地表水、地下水、土壤、空气造成严重污染，对资源也是严重浪费。因此，如何合理利用农业废弃物，进行农业废弃物的资源化利用和无害化处理，是控制区域农业环境污染、改善农村生态环境、实现农业可持续发展的有效途径。为此，以河北省宣化县为例，通过对该县统计数据和文献资料的整理，摸清宣化县农业废弃物资源总量的现状和变化趋势，提出宣化县农业废弃物资源化利用的技术措施。

　　1 研究区域概况与研究方法

　　1． 1 宣化县自然与农业生产概况
　　
　　宣化县地处冀西北浅山丘陵区，呈四周环山的盆地状，地形主要由河川平原、浅山丘陵和深山区组成。全县辖 8 镇 5 乡，306 个行政村，总人口 28． 13 万人。其中，农业人口 24． 04 万人; 耕地面积 42 243hm2，占全县土地总面积的 20． 5% 。县境内属大陆性季风气候，干旱少雨，分布不均，年降雨量 350 ～ 450mm，无霜期 110 ～140 天，平均气温 7． 7℃，平均海拔 900m，由于区域间地质地貌不同，气温差异大，适宜多种农作物生长，为冀西北坝下的农业大县。近年来，其通过调整农业结构，加快农业产业化进程，已经形成了高产玉米、玉米制种、无公害蔬菜、规模养殖及果品等主导产业。

　　1． 2 农作物秸秆资源量的估算

　　秸秆是指农作物籽粒收获后的植株，是区域农业生产中数量较大的农业副产物之一，也是一种重要的有机资源。由于秸秆产量未列入国家有关部门的统计范围，其产量通常依据农作物的产量计算而得。计算公式为: 秸秆资源量=作物经济产量×作物秸秆籽粒比。本研究作物的经济产量从宣化县统计局统计手册获得到，作物籽粒秸秆比参考文献获得，如表1 所示。【表1】

　　1． 3 畜禽粪便产生量的估算畜禽粪便产生量与饲养动物的品种、生长期等因素有关，宣化县各类畜禽粪便的年产生量由畜禽饲养量、饲养周期、粪便排泄系数计算而得，计算公式为:畜禽粪便产生量 = 畜禽饲养量×饲养期×粪便排泄系数。其中，畜禽饲养量从宣化县统计局统计手册获得，各种畜禽的饲养期和粪便排泄系数参考文献获得。粪便排泄系数如表 2 所示。【表2】

　　
　　2 结果与分析

　　2． 1 宣化县秸秆资源量

　　宣化县是传统的农业大县，粮食作物栽培历史悠久，种类繁多，尤其是近年来先后被列为国家级粮棉大县和商品粮基地县，农业生产基础条件及生产技术得到很大改善。2012 年，全县作物播种面积为 4． 35万 hm2。其中，粮食作物播种面积为 3． 72 万 hm2，占作物总播种面积的 85． 65% ; 油料作物 0． 14 万 hm2，占作物总播种面积的 3． 26% ; 其余为蔬菜作物和饲草、饲料作物。

　　从表 3 中宣化县 2012 年主要种植作物秸秆资源量和比例看出，宣化县的主要粮食作物为玉米、谷子、马铃薯和黍子。其中，玉米的产量最高，为 16． 24 万t，产生秸秆资源量为 32． 49 万 t，占秸秆资源总量的83． 02% ，远远高于其它作物产生的秸秆资源量; 其余谷子、马铃薯和黍子产生的秸秆资源量占总量的比例分别为 10． 11% 、2． 06% 和 2． 39% 。油料作物产生的秸秆资源量较少，向日葵、花生、油菜产生的资源量分别为 286． 04、4． 73、165． 00 万 kg。总之，通过计算分析得到宣化县 2012 年主要种植作物秸秆资源总量为39． 13 万 t。【表3】

　　图 1 为宣化县从 1991－2012 年 20 年多秸秆资源量的变化趋势。从图 1 中可以看出，宣化县的秸秆总万 t，年平均增加量为0． 92 万 t，但实际上从1991 年到2000 年 10 年基本没有明显变化。2000 年的秸秆资源量只有 19． 01 万 t，只是从 2000 年到 2012 年秸秆的资源量呈直线增长。从图 1 中还可以看出，宣化县主要种植作物玉米、谷子和马铃薯产生的秸秆资源量也呈不断增加的趋势，玉米产生的秸秆资源量在所有作物秸秆中一直占主导地位，1991、2000、2009、2012 年秸秆产 生 量 占 资 源 总 量 的 比 例 分 别 为 65． 71% 、67． 24% 、83． 06% 、83． 02% 。【图1】

　　
　　2． 2 宣化县畜禽粪便资源量

　　宣化县依托京津张宣市场，以满足主要畜产品数量和质量要求为出发点，结合生猪、奶牛良种补贴项目的实施，积极发展规模养殖业和城郊型质量畜牧业。2012 年，牛、猪、羊、家禽的养殖量分别为 5． 24、48． 25、21． 48、677． 50 万头，通过养殖量、养殖周期和粪便排泄系数计算得到宣化县主要牲畜粪便产生总量为 191． 83 万 t。其中，牛的粪便产生量最多，为89． 80万 t，占总量的比例为 46． 81% ; 其次为猪的粪便产生量，为 50． 89 万 t，占总量的比例为 26． 53% ; 家禽和羊的粪便产生量分别为 22． 31 万 t 和 18． 69 万 t; 最后为马、驴、骡和兔。4 种牲畜的粪便产生总量只占粪便总量的 5． 29% ( 见表 4) 。【表4】

　　
　　图 2 为宣化县从 1991 年到2012 年20 多年畜禽粪便产生量的变化趋势。从图 2 中可以看出，1991－2012年宣化县畜禽粪便产生总量呈不断增加的趋势，1991年为 50． 69 万 t，2012 年增加到 191． 83 万 t，年均增加量为 6． 72 万 t; 同样从图 2 中可以看出，宣化县主要饲养牲畜牛和猪的粪便产生量也呈不断增加的趋势，牛的粪便产生量从 1991 年的 5． 63 万 t 增加到 2012 年的89． 80 万 t，猪的粪便产生量从 1991 年的8． 25万 t 增加到 2012 年的 50． 89 万 t。分析牛和猪粪便产生量占粪便总量的比例可以得到，1991 年牛和猪所占的比例为11． 10% 和 16． 28% ，2012 年牛和猪所占的比例增加到46． 81% 和 26． 53% 。这主要是因为宣化县从 2000 年以后，大力发展奶牛、生猪等产业，推进畜牧业快速发展，使奶牛和生猪的数量快速发展，粪便的产生量也增加很快。【图2】

　　
　　3 结论与讨论

　　农业废弃物也称农业垃圾，是指农业生产和农村居民生活中不可避免的非产品产出，主要来自于种植业和养殖业。农业废弃物具有“双重性”，既是环境污染源，也是一个大的生物质资源库。根据上面的分析可知，从1991 年到2012 年，宣化县的主要农业废弃物秸秆资源量和畜禽粪便产生量均呈不断增加的趋势。其中，2012 年秸秆资源总量为 39． 13 万 t，畜禽粪便产生总量为191． 83 万 t，两者总和达到230． 96 万t。因此，宣化县农业废弃物利用潜力相当可观。

　　从农业废弃物秸秆产生的组成来看，宣化县农业废弃物中农作物秸秆主要是玉米秸秆，其他作物产生的秸秆数量少而分散; 畜禽粪便主要是牛粪和猪粪。

　　因此，根据宣化县的农业废弃物特点提出利用技术如下: 首先，秸秆作饲料来利用。玉米秸秆是由 C、N 等元素构成的有机物质，作物光合作用生物产量的 50%在籽粒中，而另 50% 就存在于秸秆中，因此玉米秸秆是很重要的营养物质，可以做饲料来利用; 但是秸秆中 44% 的纤维素、8% 的木质素和 33% 的半纤维素等均不易被家畜消化吸收，且适口性差，因此应把近年来出现的秸秆氨化、青贮、无氧发酵等处理技术应用于秸秆饲料生产中，不但可以增加饲料的养分含量，家畜的采食量也显着增加。其次，开展沼气工程建设，对牛粪、猪粪为主的畜禽粪便和秸秆进行发酵生产沼气。利用畜禽粪便制沼气即用畜禽粪便和秸秆混合发酵制沼气，不仅可解决农村的煮饭和照明问题，沼液沼渣中还含有丰富的氨基酸和蛋白质，是很好的速效肥。此外，沼气液的中下层是喂猪和养鱼的优良饲料添加剂，沼渣是栽培食用菌的好原料，因此这种利用方式具有较高的经济、环境和社会三大效益。最后，在一定温度、湿度、pH 值条件下，加入高温好热降解菌，对牛粪、猪粪和玉米秸秆进行高温堆肥，并经机械翻抛等过程将其转化为优质的有机肥可起到改良土壤作用; 同时，堆肥形成的有机肥经过二次加工，还是一种高档的商品肥，可带来相当的经济效益。

　　近年来，随着农业产业结构的调整和人民消费需求的不断提高，宣化县设施蔬菜种植面积也在不断扩大，随之产生的蔬菜废弃物也在不断增多，因此将蔬菜采收后的废弃菜叶、菜秧作为沼气和堆肥原料也能实现整个蔬菜产区无废弃物，保证生产的良性循环。

　　此外，对宣化县农业加工过程中产生的加工类废弃物和农村城镇生活垃圾进行合理无害化处理对实现区域农村循环经济良性发展也具有很重要的意义。

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