有機(jī)廢棄物農(nóng)業(yè)利用的途徑與技術(shù)
遍布城鄉(xiāng)各地的有機(jī)廢棄物是一種非凡形態(tài)的可再生資源，在農(nóng)業(yè)上具有巨大的開發(fā)潛力。對(duì)它們加以有效的處理和利用，對(duì)節(jié)約自然資源，防止環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)具有重要意義。
1利用途徑和方法
1.1作畜禽(魚)的飼(餌)料這類廢棄物包括農(nóng)作物副產(chǎn)品(秸稈、糠麩等)、食品加工廢料、沼氣發(fā)酵殘余物和部分畜禽糞便等。禽糞便中含有許多未被利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、干燥雞糞含粗蛋白23%～31.3%，粗脂肪8%～10%，還有各種必需的氨基酸和大量維生素，用于喂豬、養(yǎng)魚，效果良好。長(zhǎng)春市英俊鄉(xiāng)屠宰廠年加工肉雞100萬只，產(chǎn)生下角料400t。該廠研制的畜食廢廢棄物熔煉裝置可將下角料經(jīng)高溫滅菌、水解粉碎、干燥等過程，加工成含水量低于12%、蛋白質(zhì)含量達(dá)80%的粉狀蛋白飼料，年產(chǎn)量達(dá)120t，創(chuàng)利潤(rùn)12萬。
1.2作植物肥料(1)直接還田如秸桿直接還田、施用糞肥等，操作簡(jiǎn)單、省工省事。山東省目前已推廣秸桿還田面積300萬hm2，初步實(shí)驗(yàn)表明，連續(xù)還田2～3年后土壤孔隙度增加2.1%～4.1%，有機(jī)質(zhì)增加0.5～1.7g/kg，速效鉀增加15.0～18.7mg/kg，堿解氮、速效磷也都有所提高，年均增產(chǎn)糧食534kg/hm2。(2)發(fā)酵還田如各種堆肥(好氧)，漚肥(兼性厭氧)、沼氣肥(厭氧)等，都是利用微生物進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，將有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化成類似腐殖質(zhì)的高效有機(jī)肥。其中，堆肥和漚肥由于簡(jiǎn)便易行而被廣泛采用，而通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼肥不僅營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失少，而且可回收能源，但較為復(fù)雜，所以推廣受限。(3)生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥將畜禽糞便、有機(jī)垃圾等刻棄物或糖醛渣等工業(yè)廢料經(jīng)一系列工藝處理(如高溫、高壓等)，加工成無病菌、無毒、無自，并便于運(yùn)輸和貯存的有機(jī)復(fù)合肥料，使其既含有機(jī)成分，又含無機(jī)成分，既可實(shí)現(xiàn)氮磷鉀平衡，又可實(shí)現(xiàn)有機(jī)與無機(jī)的平衡，具有較大優(yōu)越性。
1.3作生產(chǎn)和生活能源利用各種有機(jī)廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)沼產(chǎn)可以顯著提高熱效率，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)村目前作薪柴直接燒掉的農(nóng)作物秸稈占了總量的65%～84%，這只利用了其熱能的10%左右，而若改為發(fā)酵沼氣燃燒可使熱效率提高94%;同樣，通過沼氣發(fā)酵也可使糞便中不能直接燃燒的能量得到充分和。沼氣除了可供燒飯、照明、取暖之用外，還用來防治貯糧害蟲、大棚種菜、保鮮水果、孵化雛雞、增溫養(yǎng)蠶、發(fā)電等。
1.4作腐生生物的培養(yǎng)料有機(jī)廢棄物經(jīng)適當(dāng)處理可用來栽培食用菌，養(yǎng)殖高蛋白蠅蛆、蚯蚓等。如各種秸稈、棉籽粉碎后作培養(yǎng)基，每kg可產(chǎn)菇1～2kg;用食用菌下腳料喂蚯蚓，每1萬條1d消耗4kg料。
1.5多層次循環(huán)利用利用食物鏈原理，通過有機(jī)物的多重循環(huán)，多次和，提高資源利用率及整體效益。以“秸稈-食用菌-豬-沼氣-肥田(喂魯、養(yǎng)蚯蚓)”模式為例，其能量利用率50%以上，有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素的利用率可達(dá)95%。但若秸稈只經(jīng)過牲畜過腹還田，則其能量利用率僅為20%，氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的利用率僅為60%。另據(jù)中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)沙農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所實(shí)驗(yàn)，用飼料喂雞，雞糞喂豬，豬糞制取沼氣，沼渣種蘑菇、養(yǎng)魚、養(yǎng)蚯蚓，飼料能量利用率由一次利用的64.7%提高到90.5%，氮素利用率由45%提高到92.4%。
2主要技術(shù)與效益
2.1作物秸稈的飼料轉(zhuǎn)化技術(shù)秸稈轉(zhuǎn)化為飼料的技術(shù)的很多，如物理法(粉碎等)、化學(xué)法(堿化、氨化)、生物法(青貯、酶發(fā)酵)等，運(yùn)用這些技術(shù)可以顯著提高秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和適口性、消化性。目前適宜我國(guó)廣泛推廣的主要是青貯和氨化法。氨化處理技術(shù)現(xiàn)多采用簡(jiǎn)便的堆垛式，即用液氨或尿素、碳銨的水溶液(用量液氨占秸稈干重的3%左右，尿素占3%～5%，碳銨占8%～10%)，保持秸稈含水量20%～50%，經(jīng)1～8周，可使粗蛋白含量增加1～1.5倍，消化率提高20%以上。青貯有壕貯、窖貯、塔貯等形式，青綠秸稈經(jīng)切碎、壓緊、密封，30～45d后使用可減少營(yíng)養(yǎng)損失20%以上，尤其能保持蛋白質(zhì)和纖維素。青貯對(duì)纖維素的消化性影響甚微，現(xiàn)人們正試圖尋找某些纖維分解菌以提高青貯飼料的消化率。此外，近年來發(fā)明的制作膨化飼料的熱噴技術(shù)和復(fù)合化學(xué)處理后的秸稈壓塊飼料新技術(shù)，可使各種植物秸稈由低粗飼料變成色、香、味具佳營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的商品飼料。熱噴是將原料投入壓力罐內(nèi)，經(jīng)短時(shí)間低、中壓蒸汽處理，然后全層噴放改變其化學(xué)物理結(jié)構(gòu)而成為優(yōu)質(zhì)飼料。沂蒙山區(qū)的平邑縣試驗(yàn)證實(shí)，熱噴麥糠飼喂奶？赏耆媲喔刹荩款^牛年降麥糠飼喂奶？赏耆媲喔刹，每頭牛年降低飼料成本256元，產(chǎn)奶量提高1.1%。另外，秸稈水解生產(chǎn)酵母飼料是近年來秸稈飼料化的又一新技術(shù)。
2.2畜禽糞便的處理利用技術(shù)(1)氧化塘處理的多層次利用建設(shè)簡(jiǎn)易露天氧化塘并結(jié)合一系列生物技術(shù)處理大量的畜禽糞便，既經(jīng)濟(jì)又高效。遼寧省盤錦市大洼縣生態(tài)養(yǎng)殖場(chǎng)探索總結(jié)出了豬糞尿“三段凈化四步利用”技術(shù)：一級(jí)處理池種水葫蘆吸附氮，二級(jí)處理池種細(xì)綠萍吸附磷、鉀，達(dá)漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，排入三級(jí)處理池養(yǎng)魚、蚌，再達(dá)澆灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后排入農(nóng)田。此項(xiàng)技術(shù)每年可收獲青飼料近300t，鮮魚50t，珍珠50kg，增產(chǎn)稻谷64t，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。(2)飼料加工利用主要以雞糞為主，處理方法有干燥處理、發(fā)酵處理等。干燥處理多采用機(jī)械熱糞干，如北京峪口雞場(chǎng)建成的機(jī)械化直熱式糞干處理車間，通過高溫、高壓、熱化、滅菌、脫臭流水技術(shù)處理，將鮮雞糞制成干粉狀飼料，產(chǎn)量1000kg/h，年產(chǎn)值12萬元。目前最為先進(jìn)的是微波處理工藝，如上海農(nóng)墾局農(nóng)機(jī)研究所設(shè)計(jì)的9WJF-800型微波處理設(shè)備，可產(chǎn)顆粒飼料800kg/h，用于飼喂肉牛每kg可代替玉米0.27～0.33kg、棉籽餅0.77～0.88kg，降低成本0.40～0.57元。另外，吉林大學(xué)的膨化機(jī)、東北大學(xué)的熱噴技術(shù)等也都是值得推廣的成功技術(shù)。雞糞的發(fā)酵處理，一種是利用某些細(xì)菌和酵母菌通過好氧性發(fā)酵，有效利用雞糞中的尿酸，其蛋白質(zhì)含量可達(dá)50%，氨基酸成分接近大豆;另一種是采用青貯方法，將雞糞與適量玉米、麩皮、米糠等混合裝缸或入袋厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的雞糞具有酒香味、營(yíng)養(yǎng)豐富，粗蛋白20%、粗脂肪5.7%，遠(yuǎn)高于玉米等糧食作物。
2.3沼氣厭氧發(fā)酵及其殘余物利用技術(shù)目前在我國(guó)農(nóng)村廣泛采用的家用小型沼氣池容積6～10m3，多與豬圈、廁所連通。進(jìn)料前植物性原料需進(jìn)行堆漚處理，糞草比以2：1～3：1以上為宜，保持碳氮比13：1～30：1，pH值6.8～7.4。天天投料4～8kg(干)，5～7d出料一次。這種沼氣池單位容積日均產(chǎn)氣0.12～2m3，年產(chǎn)沼渣5～7m3、沼液25t。隨著沼氣厭氧發(fā)酵技術(shù)的不斷改進(jìn)，在池型上已由最初的水壓式發(fā)展到較為先進(jìn)的浮罩式、集氣罩式、干濕分離式、太陽能式等，規(guī)模上正由戶用小型沼氣池逐步向集中供氣的大中型沼氣池逐步向集中供氣的大中型沼氣發(fā)酵工程發(fā)展，發(fā)酵溫度也有常溫(10～26℃)、中溫(28～38℃)和高溫(48～55℃)，氣壓上有低壓式、恒壓式等多種形式。在發(fā)酵工藝方面，采用干發(fā)酵、兩步發(fā)酵、干濕結(jié)合、太陽能加熱等新技術(shù)，有的還采用碳酸氫銨代替豬糞與秸稈混合發(fā)酵，或通過施加添加劑，培育高效發(fā)酵微生物，提高產(chǎn)氣率。淄博市西單村建有一座總?cè)莘e2200m3的沼氣發(fā)酵罐，全村200頭奶牛、2500頭豬、1萬只雞天天共產(chǎn)生約7500kg糞便投入沼氣罐，日均產(chǎn)氣296m3，產(chǎn)沼肥10t。沼氣發(fā)酵殘余物是一種高效優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥和土壤改良劑，沼液一般用作追肥，沼渣適宜作底肥。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在小麥抽穗揚(yáng)花期進(jìn)行沼液追肥，每次300kg/hm2，噴3次增產(chǎn)12.9%。沼氣發(fā)酵殘余物還用來喂豬、養(yǎng)魚、栽培食用菌、養(yǎng)殖蚯蚓等。喂豬一般選用投料一個(gè)月后的上清液，隨取隨喂，定時(shí)定量，以占總料的30%為宜。安徽阜南縣試驗(yàn)表明，添加沼液喂豬可使育肥期縮短一個(gè)月，節(jié)省飼料80kg。喂魚以濾食性魚(如鰱魚)為主，施用時(shí)間、數(shù)量視水的透明度和季節(jié)、溫度而定。江蘇省沼氣研究所實(shí)驗(yàn)證實(shí)，沼渣養(yǎng)魚較投放豬糞增產(chǎn)25.6%，且能改善魚的品質(zhì)。
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