不同尾菜資源化處理方式的生態(tài)效益

田曦

摘 要 我國蔬菜種植面積逐年上升，由此而引發(fā)的尾菜污染問題日益嚴(yán)重，如果處理不當(dāng)不僅浪費(fèi)資源，而且會導(dǎo)致環(huán)境污染。結(jié)合實(shí)踐，從直接還田、肥料化、飼料化、能源化、原料化5個方面對比不同處理方式的生態(tài)效益，以期為尾菜資源化處理研究提供參考。

關(guān)鍵詞 尾菜;資源化;生態(tài)效益

中圖分類號：X71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.15.093

蔬菜產(chǎn)業(yè)在采收、加工、運(yùn)輸、出售環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的無商品價值的殘葉、爛果、枯枝、藤蔓等農(nóng)業(yè)廢棄物被稱為尾菜，也稱蔬菜剩余物、蔬菜廢棄物，其總量甚至可達(dá)蔬菜產(chǎn)量的30%以上[1]。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010—2019年我國蔬菜產(chǎn)量不斷增加，2010年我國蔬菜產(chǎn)量為57 264.86萬噸，隨著城市人口增加及膳食結(jié)構(gòu)趨于合理化，到2019年全國蔬菜產(chǎn)量增加72 102.56萬噸，較2018年同比增加2.5%。如何將尾菜資源化處理已成為解決農(nóng)業(yè)生態(tài)污染，改善農(nóng)村人居環(huán)境，提高蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展急需解決的難題。

1 蔬菜種植現(xiàn)狀

我國是全球最大的蔬菜生產(chǎn)國和消費(fèi)國，目前，我國有五大蔬菜基地，即廣東湛江南菜北運(yùn)生產(chǎn)基地，云南元謀等地反季節(jié)菜生產(chǎn)基地，環(huán)渤海山東、蘇北大路菜生產(chǎn)基地，西北河西走廊地區(qū)西菜東運(yùn)生產(chǎn)基地和張北地區(qū)大白菜生產(chǎn)基地。高原夏菜是生長在夏季氣候干冷的高原上的一種蔬菜的統(tǒng)稱，又被稱為冷涼蔬菜，光照充足且病蟲害少，近年來品牌發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，常見的種類有花菜、甘藍(lán)、娃娃菜、辣椒、苦苣等[2]。

2 尾菜對生態(tài)環(huán)境的影響

蔬菜尾菜因其含水量較高，且收獲期處于高溫多雨季節(jié)，隨意堆放易滋生細(xì)菌，傾倒在田間地頭極易發(fā)酵腐爛蚊蠅肆虐，產(chǎn)生刺鼻的惡臭，已成為污染農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的一大問題，雖然潛在利用價值高，但如不合理利用，則可造成土壤中有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)元素大量流失，土壤肥力下降，尾菜腐爛變質(zhì)后會產(chǎn)生NH4、H2S等有毒氣體，影響產(chǎn)地環(huán)境衛(wèi)生，所攜帶的病菌通過農(nóng)事操作、雨水、灌溉等途徑將加快土傳病害的發(fā)生，造成蔬菜品質(zhì)的下降。研究顯示，在云南滇池流域[3]，尾菜被隨意棄置或直接丟棄進(jìn)入湖泊河流，因其往往含有一些化學(xué)農(nóng)藥、殺蟲劑等，對水體的危害不亞于工業(yè)廢水[4]，因此將尾菜廢棄物進(jìn)行資源化利用是目前急需解決的問題。

3 尾菜處理技術(shù)

3.1 直接還田

直接還田是將農(nóng)業(yè)廢棄物直接或粉碎后深埋，逐漸釋放供作物吸收礦物質(zhì)養(yǎng)分的過程，這種處理方式可解決一定量的蔬菜廢棄物，但易導(dǎo)致連作障礙和病蟲害情況惡化，而且蔬菜廢棄物自然分解速度較慢，微生物繁殖前期可能會與作物爭奪N源而影響作物正常生長。在長期的積累中，這些廢棄物逐漸腐爛變質(zhì)，會產(chǎn)生大量的滲濾液，導(dǎo)致嚴(yán)重的地下水污染[5]，使得在生產(chǎn)中應(yīng)用存在較大局限性，有待進(jìn)一步創(chuàng)新再利用[6]。

3.2 肥料化

堆肥技術(shù)分為好氧堆肥和厭氧堆肥，好氧堆肥也稱高溫堆肥，反應(yīng)溫度維持在55～60 ℃，可有效殺滅病原菌，在氧氣充足的條件下，好氧菌對廢棄物進(jìn)行吸收、氧化及分解;厭氧堆肥是在缺氧或無氧條件下，主要利用厭氧微生物進(jìn)行堆肥化過程。以尾菜為原料，對地下厭氧、地下好氧、地上厭氧和地上好氧4個處理的堆體進(jìn)行研究，結(jié)果表明地上好氧堆肥整體操作簡單，對有機(jī)質(zhì)的降解速度快，堆體溫度升高快，腐熟度好，堆肥質(zhì)量較高[7]。

漚肥技術(shù)是將蔬菜廢棄物在一定的溫度條件下漚制，通過厭氧微生物分解尾菜中的有機(jī)物，成為一種含氮量豐富的腐殖質(zhì)。研究表明，以白菜廢棄物、西紅柿秧廢棄物為原料，用桶裝制得的漚肥不僅可溶性氮、磷、鉀含量較高，而且肥效較好[8]。

3.3 飼料化

尾菜飼料化是通過不同方式制成飼料的過程，雖然尾菜富含多種維生素及蛋白質(zhì)，但因其含水量高且尾菜中的木質(zhì)素與糖分結(jié)合后，不利于動物吸收，直接飼喂不利于尾菜的高效利用[9]，對其進(jìn)行青貯化或發(fā)酵處理可轉(zhuǎn)化為富含養(yǎng)分的畜禽飼料。

3.3.1 青貯飼料

青貯飼料是通過乳酸菌厭氧發(fā)酵獲得的一種粗飼料，通常選取含水量為65%～75%的青綠原料，如黑麥草、秸稈、水生植物等，將原料切碎、壓實(shí)后密封在厭氧條件下，特殊的環(huán)境使乳酸菌大量繁殖，從而將飼料中的淀粉和可溶性糖轉(zhuǎn)化為乳糖，原料經(jīng)過發(fā)酵作用不僅可延長保存時間，而且營養(yǎng)豐富，適口性好，同時提高了農(nóng)業(yè)廢棄物利用率。研究表明，當(dāng)?shù)静萁斩捄桶撞宋膊速|(zhì)量比為4∶6、纖維素酶添加量為0.25 g·kg-1、植物乳桿菌添加量為0.03 g·kg-1時，稻草秸稈與白菜尾菜混合青貯的養(yǎng)分含量明顯提升[10];水分含量較高的尾菜和水分含量較低的秸稈進(jìn)行混合青貯，不僅可提升養(yǎng)分含量，而且在水分方面可形成互補(bǔ)[11];當(dāng)在白菜尾菜中加入20 mg·kg-1乳酸菌青貯后感官品質(zhì)優(yōu)異，整體營養(yǎng)指標(biāo)與該條件下玉米青貯飼料感官評價結(jié)果一致，符合青貯飼料標(biāo)準(zhǔn)，可作為草食家畜的青貯飼料。該方法不僅提升了尾菜利用率，而且擴(kuò)寬了飼料來源，豐富了飼料種類[12]。

3.3.2 發(fā)酵飼料

發(fā)酵飼料是利用微生物將尾菜原料進(jìn)行發(fā)酵處理，提高營養(yǎng)組成及消化利用率，酵母菌發(fā)酵小麥秸稈和白菜尾菜可以在一定范圍內(nèi)提高原料中的粗脂肪和粗蛋白含量，探索作為飼料的可利用性[13]。蚯蚓含有較高的蛋白質(zhì)，不僅可作餌料和飼料，而且尾菜中的營養(yǎng)物質(zhì)可通過糞便轉(zhuǎn)化為物理性狀更好的肥料，提高土壤肥力回收率。研究表明，利用部分生牛糞和鮮尾菜直接飼養(yǎng)蚯蚓，質(zhì)量不佳且逃逸和死亡的數(shù)量較多，如果控制好濕度，經(jīng)過發(fā)酵的尾菜可為蚯蚓的生長提供足夠的氮源[14]，牛糞添加洋蔥尾菜養(yǎng)殖蚯蚓，能有效提高蚯蚓產(chǎn)量和成熟蚯蚓的單重[15]。黃粉蟲俗稱面包蟲，不僅營養(yǎng)價值高，而且食性雜，通過過腹轉(zhuǎn)化過程，可把蔬菜尾菜轉(zhuǎn)化為蟲體蛋白質(zhì)，糞沙中含有大量的氮磷鉀及有機(jī)質(zhì)，如向土壤中添加1.5%的黃粉蟲糞沙，可明顯增加油菜產(chǎn)量[16]。

3.4 能源化

尾菜能源化通常以大白菜、花椰菜、包菜、甘藍(lán)等莖和葉，作為生產(chǎn)沼氣的原料加工處理，通過添加生石灰和草木灰調(diào)節(jié)pH值，牛糞或植物秸稈調(diào)節(jié)C/N比，利用發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)生沼氣的過程，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活提供循環(huán)模式。以“溫室—尾菜—沼氣”模式對尾菜資源進(jìn)行利用，可明顯提高蔬菜溫室的產(chǎn)量、產(chǎn)值和投入產(chǎn)出比[17];以厭氧沼氣發(fā)酵為代表的能源化利用方式對尾菜品質(zhì)要求不高，可實(shí)現(xiàn)對蟲卵、植物病菌的高效滅殺，沼渣沼液可作為優(yōu)質(zhì)肥料，尤其適合在露地蔬菜、設(shè)施蔬菜等不同類型蔬菜種植密集區(qū)推廣[18]。

3.5 原料化

原料化是將尾菜成為其加工品原料的過程。以甘肅大宗蔬菜高原夏菜中的娃娃菜、大白菜、甘藍(lán)等主要蔬菜的尾菜為腌制原料，通過對泡菜腌制主要工藝參數(shù)的研究，可得到風(fēng)味良好、品質(zhì)穩(wěn)定的泡菜產(chǎn)品[19]，通過純培養(yǎng)方法對青菜尾菜中的乳酸菌進(jìn)行分離，表明尾菜上具有對Pb2+和抗生素有交叉抗性的乳酸菌菌株，該研究可為重金屬和抗生素交叉污染的環(huán)境修復(fù)治理提供科學(xué)依據(jù)[20]。

4 結(jié)語

尾菜中含有大量的氮、磷、鉀及蛋白質(zhì)、糖類等營養(yǎng)元素，如果采用焚燒、堆積或直接還田等方式處理，不僅浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境，使其成為農(nóng)村生態(tài)環(huán)境新的污染源，但通過肥料化、飼料化等方式可有效控制尾菜腐爛變質(zhì)，使其用于栽培蔬菜、食用菌或養(yǎng)殖蚯蚓、黃粉蟲等高蛋白蟲類，也可轉(zhuǎn)化為青貯飼料，不僅營養(yǎng)豐富，而且擴(kuò)寬了飼料來源，含水量較高的蔬菜尾菜還能生成沼氣，服務(wù)生產(chǎn)生活，通過資源化利用尾菜的方式可達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙贏的效果。

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（責(zé)任編輯：趙中正）