众所周知，农业废弃物随意堆砌、排放，会对空气、水体、农村居住环境等造成严重污染。一直以来，废弃物处理是农业领域保护环境的重要方面，在“双碳”背景下，废弃物的资源化再利用成为农业绿色发展的有效途径。
(相关资料图)
秸秆有了好去处
过去，每逢收获时节，人们都会看到田野里飘起浓浓黑烟，这是农民将秸秆“废料”露天焚烧的结果。随着生态意识的增强和科技发展，秸秆成了土里长出的“金疙瘩”。
2022年1月10日，河北省唐山市，滦南县实施畜禽粪污资源化利用项目，采用“预处理+高温厌氧发酵+生物脱硫净化+沼气发电+沼渣沼液外运消纳还田”工艺技术，综合处理畜禽粪污和农作物秸秆。图为工人在大型搪瓷厌氧发酵罐体外调节手动搅拌阀门
河北省衡水市安平县有近50万亩的耕地，每年可收集秸秆约21万吨。如此大量的“废物”如何处理?为了解决这一难题，河北京安生物能源科技股份有限公司(以下简称“京安”)市场部经理马岳介绍，“目前，公司实施热电联产项目，将秋收后大量可收集利用的秸秆打捆运输到生物质热电厂，通过燃烧发电并网，同时还利用发电机的余热为居民供热。”据了解，该项目满足了当地3万户普通居民用电，2.5万户居民冬季采暖需求。“废物利用，让秸秆有了好去处。”马岳高兴地说。
不仅如此，京安还建立“公司+合作社”秸秆机械化收集体系，带动5000户农民参与秸秆收集、加工、储存、运输、销售，使全县秸秆综合利用率达到96%以上，新增产值1.2亿元人民币，成为农民收入新的增长点。
2023年2月16日，新疆塔城，裕民县展牧畜养殖服务农民专业合作社的社员在使用饲草粉碎设备加工牲畜饲草料
“除了发电供气，部分秸秆经高温发酵等工序被制成有机肥，返回耕地，增加土壤有机质含量，实现了增产增收。”马岳说。
据中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员姚宗路介绍，秸秆作为一年生植物，生长过程中光合作用吸收的二氧化碳与离田终端产品使用排放的二氧化碳相抵消，不会造成多余排放。秸秆可作为燃料使用，替代化学能源，减排效果十分显著。除此之外，还可以制作肥料、饲料，做为原料、养菇基料等，利用非常广泛。
2022年10月，中国农业农村部发布的《全国农作物秸秆综合利用情况报告》中显示，全国农作物秸秆综合利用率稳步提升。2021年全国农作物秸秆综合利用率达88.1%，相较2018年增长了3.4个百分点。
姚宗路表示，目前秸秆综合利用率处于较高水平，以秸秆肥料化、饲料化为主，能源化利用为辅。秸秆成型燃料、捆烧、厌氧发酵、发电等能源化技术相对比较成熟，市场化程度较高，目前在进行大面积推广。下一步要推动秸秆利用由注重数量向数量质量并举转变，推进秸秆科学还田，提高耕地地力，实现资源高效循环固碳，大力发展秸秆高值化利用技术，提升秸秆产品附加值，实现高值利用。
粪污巧利用
在京安园区，有4个巨型绿色柱体十分抢眼。马岳说，京安作为国家农业产业化重点龙头企业，年出栏种猪超过8万头、商品猪超过26万头。30多万头生猪每年产出几十万吨粪污，而这4个5000立方米的厌氧发酵罐就是粪污处理的核心秘密所在。
俯瞰京安园区
10年前，京安开始与第一沼气国际有限公司、北方工程设计研究院、中国农科院等科研院所合作开展科研攻关，研发出自有知识产权的低浓度有机废水高效厌氧发酵制取沼气等专利技术16项，解决了沼气生产波动大的难题，成为北方第一家利用畜禽粪污发电并网的沼气发电企业。
如今，京安与全县养殖场户达成粪污收购意向，所有畜禽粪污经发酵罐处理，产出沼气，进而发电、提纯天然气。“沼气发电过程中，剩余的沼液沼渣还可做为基质，制备多种配方有机肥料，根据不同季节，不同植物，不同生长期进行调整，形成多元化多用途肥料。”马岳介绍，每年园区产出约25万吨的有机肥，除供应河北省内，还销往河南、山东、新疆、云南等地，产生了良好的经济效益。
据了解，通过沼气发电项目、生物有机肥项目、生物天然气项目及生物质热电联产项目，京安形成了完整的“气、电、热、肥”联产生态循环“京安模式”。通过这一模式，京安公司每年生产沼气1152万立方米，发电1512万度，经国家核证温室气体自愿减排量(CCER)认证备案，减少二氧化碳排放10.5万吨，使养殖场每年减少粪便排放量30万吨，节约标准煤约5000吨。
科技助力新型肥
废弃中药渣能够提高作物产量，让人出乎意料。李唯和她的团队就是这一成果的研究者。
李唯是华南农业大学材料与能源学院首聘副教授、“叶中送碳”团队(以下简称“团队”)负责人。实际上，最初李唯主攻方向为碳纳米材料。该团队所合成的纳米碳球早期较多应用于生物医学领域，“有没有可能结合我校农业方向，把碳球应用在植物身上?”导师雷炳富教授的话给了李唯很大启发。“碳球有纳米的尺寸，水溶性也很好，含碳量较高，最重要的是拥有能提高光合作用效率的转光性。如果被植物吸收会有什么影响?”顺着这一思路，李唯开始了新的探索。
李唯在实验室观察施用碳肥生菜的长势
她发现，废弃的中药渣年产量近几千万吨，但资源化利用率却仅有1%左右。李唯团队进行分析后发现，药渣中含有40%的活性成分，并且另有钙、铁、磷、镁等微量元素，比较符合团队对原料的要求。经过几年科研攻关和技术更迭，“叶中送碳”项目团队首次用废弃中药渣合成拥有自主知识产权的有机纳米碳肥。
这种新型碳肥在减少化肥用量的同时提高其功效。李唯介绍，“相比传统的利用有机质堆肥，我们的侧重点是实现纳米化和水溶性的提升，提高植物的光合作用效率。同时可以把空气中更多的二氧化碳转化为有机物，助力减少碳排放。”
广州市从化区木棉村是团队一位成员的老家。村里一颗种植于明朝、年龄470余岁的著名的古树——“荔枝皇”，被吉尼斯认定为最大的荔枝树。同时由于种植广泛，荔枝成为当地声名远播的一大特产。在团队成员耐心讲解下，村里20户农户同意将共计200亩耕地作为纳米碳肥的试验田。村民谢镇熙说，“原来用的是普通化肥，土壤会板结，对生长影响很大。”试验期间，他看到土质有了显著改善，果子的口味口感也有所提升，一年下来，自家15亩土地产量增加了1.2吨。“减少使用化肥后，一年能节省3千元，年收入还增加了2万!”谢镇熙特别开心。
2016-2022年，团队与多家农业公司与农村合作，将产品作用于多种果蔬鲜花，应用面积500亩，均取得了良好反馈。2022年7月，由广东省教育厅主办、东莞理工学院承办的第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛广东省赛中，“叶中送碳—高效纳米碳肥引导者”项目荣获金奖，还获得广东省技术发明二等奖、广东省农业技术推广奖等荣誉。
目前，叶中送碳团队与广东农垦集团合作进行销售推广，计划未来三年再生利用1万吨中药渣，缓解土壤贫瘠15万余亩，减少碳排4万吨；到2027年，立足碳肥领域，开发相关产品，公益助农500户，增收1000万元，让纳米碳肥走进千家万户。
“90后”李唯所在的“叶中送碳”团队十分年轻，他们思维活跃，想法颇多。“比如说用抖音直播做推广，巧妙和农户沟通以及建立商业模式，提高经济效益，规划未来等。”李唯说，在这里时常会冒出一些奇思妙想，年轻人在科研领域会起到多元化作用。
农业是第二大温室气体排放源，也是碳排放的重要来源之一。姚宗路介绍，据测算，农业的温室气体排放量是8.3亿吨，占全国的7.4%，农业在减排固碳方面潜力较大。中国自古就是农业大国，“种植水稻、养殖反刍动物等，必然会产出温室气体，农业领域的温室气体排放是基础性的、生存性排放。”因此他表示，要在保障粮食安全的前提下，推进农业减排固碳，促进农业绿色低碳发展。
2023年中央一号文件明确提出，强化农业科技和装备支撑，推进农业绿色发展。加快农业投入品减量增效技术推广应用，推进水肥一体化，建立健全秸秆、农膜、农药包装废弃物、畜禽粪污等农业废弃物收集利用处理体系。这必将为农业高质量发展再添动力。
