农业清洁生产示范蔬菜清洁生产实施方案Word下载.docx
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2、聘请有关部门专家进行了项目场地规划。
1.5组织方式
为切实做好XXX市XXX县农业清洁生产示范项目的实施,XXX县决定成立以县长XXXX为组长、分管农业的副县长XXXX、县农业局局长XXXX为副组长的XXX市XXX县农业清洁生产示范项目工作领导小组。
县发展和改革局负责强化项目实施管理,完善配套措施后;
农业局负责具体组织实施,推进示范项目建设;
财政局加强资金使用的监督管理,确保项目资金专账管理、专款专用。
领导小组下设工作办公室,由XXX县农业局局长XXXX兼任办公室主任,农业局副局长XXXX任办公室副主任,办公室设在县农业局内,负责对项目实施的统筹领导、协调管理、宣传发动、政策落实、督查验收和工作总结。
1.6总投资及资金来源
项目总投资396.00万元,申请中央补助资金280万元,其余资金由地方配套解决。
1.7预期社会、经济及生态效益
本项目利用蔬菜废弃物就地堆沤发酵还田,不仅能避免蔬菜废弃物任意堆放酸腐变质对土壤及空气造成严重污染,减少病虫传播的途径,改善种植环境,而且使得土壤养分更加协调,保水保肥能力增加,减少化肥、农药的使用,提高蔬菜的品质,年可增收0.23万元;
提供有机肥4457吨,节约开支153.93万元。
二、蔬菜生产状况及发展趋势
2.1项目申报区域蔬菜发展状况分析
1、XXX县蔬菜发展历史
XXX县位于XXX省南缘,邻接江苏省。
总面积885平方千米,耕地面积87万亩。
XXX县是驰名中外的大蒜之乡、圆葱之乡、金谷之乡、长寿之乡。
XXX县辖9个镇、2个乡,共8个居委会、653个村委会,1226个自然村。
具有2000多年种植历史的XXX大蒜,在全国创下一系列中华之最,即种植面积最大,常年达70万亩;
总产量最高,达180万吨;
单产最高,平均亩产1200公斤,最高亩产3000多公斤;
单个蒜头最大,6公分以上的甲级蒜占70%,最大蒜头直径达18厘米,重620克;
出口量最大;
出口合格率最高,达90%。
据中科院有关专家研究测算,XXX大蒜营养价值、药用价值最高;
1992年在首届中国农业博览会上,XXX大蒜荣获中国白皮蒜类唯一最高奖——银质奖;
1996年1月被国家评定为中国名牌产品;
1996年3月XXX县被国家正式命名为“中国大蒜之乡”;
1996年10月又获得A级绿色食品证书。
“世界大蒜看中国,中国大蒜看XXX”成为广泛共识,全县大蒜已畅销全国30多个省市及150多个国家和地区。
近年,县委、县政府又作出由“大蒜农业”向“大蒜工业”迅速转变的战略决策,依靠“XXX大蒜”知名品牌,由“以农富民”向“以工强县”目标迈进。
XXX不仅盛产大蒜,而且有圆葱、芹菜、黄瓜、辣椒等30多个品种常年应市。
目前引进种植美国、日本系列圆葱10万亩,1996年被国家命名为“中国圆葱之乡”。
XXX人民培育的“金谷”牌小米色泽金黄,性粘汤浓,悬而不浮,油而不腻,是明清两代贡品,位居中华“四大名米”之首,被载入《辞海》,1996年被农业部命名为“中国金谷之乡”。
2、主要蔬菜作物品种、种植方式
表2-1全县主要蔬菜作物品种、种植方式(保护地、露地)
序号
蔬菜作物名称
种植面积(万亩)
种植方式
备注
1
白皮大蒜
70
保护地(地膜)
地膜覆盖面积超过2万亩
地膜经集中收集后,送有处理能力的单位处理
2
圆葱
10
3
贡米金谷
分散种植,无统计数据
露地
4
红花斑山药
保护地(地膜、大棚)/露地
3、蔬菜废弃物处理中的突出问题
(1)XXX县大蒜种植区域广,废弃物产生量大,不易集中处理;
(2)蔬菜秸秆及其它废弃物含水率较高,不易被焚烧,因此利用转化率低、无害化处理难度大;
(3)由于缺乏管理及经济适用的处理技术,大蒜秸秆大部分被任意堆弃田间、道路两旁或沟渠,废弃物利用率极低;
(4)因其有机成分含量高,堆放或填埋会产生大量的渗滤液,造成严重的环境污染和面源污染。
2.2蔬菜废弃物处理技术现状及其环境影响
1、蔬菜废弃物的处理技术现状
(1)在蔬菜生长季节,及时拔除病株深埋或烧毁,对管理中摘除的病叶、病果及时深埋,或放入沼气中沤制作为肥料。
(2)清理出的蔬菜废弃物带到远离田地的空旷地带,集中烧毁或挖坑深埋,或将其用于禽畜养殖以及沼气能源、堆沤肥的制造。
(3)平日废弃物集中烧毁或深埋
蔬菜废弃物集中烧毁时,远离田地。
深埋时覆盖厚度达到40厘米以上,以利于减少病害,少用药、不用药,生产出优质无公害蔬菜。
2、环境影响
大量蔬菜秸秆的乱堆乱放于田间地头、乡村道路旁、沟渠内,腐烂变质后,污染空气、河流和地下水,严重影响农业生产环境和农民生活环境,威胁产品安全性,不利于提倡绿色无公害农产品的生产要求。
2.3当地对蔬菜废弃物处理的技术需求性分析
XXX县常年种植大蒜70万亩,大蒜秸秆按400kg/亩(干物质)计(鲜秸秆约600kg/亩),XXX县每年仅大蒜秸秆一项就达28万吨左右。
2011年大蒜废弃物利用率仅40%左右,大部分任意堆弃田间地头,沟渠等,不仅造成了严重污染,而且造成了大量资源的浪费。
对大蒜秸秆的处理方式主要有秸秆直燃发电、用做生活燃料和牲畜饲料、提取膳食纤维、就地堆沤还田等。
(1)秸秆发电
秸秆是一种很好的清洁可再生能源,是最具开发利用潜力的新能源之一,具有较好的经济、生态和社会效益。
秸秆发电,就是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式。
秸秆中通常含有3%-5%的灰分,这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集,含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙,可用作高效农业肥料。
但是,我国目前,实施秸秆发电存在以下难点:
1)成本过高
秸秆发电是一个全新的事物,对于价格水平,国内还没有参照系数。
从目前实践的情况看,与其它一次性能源相比,秸秆能源的成本投入上也还存在很大的差距。
据有关权威部门测算,在现有的技术水平下,生物质发电成本远高于常规燃煤发电成本,约为煤电的1.5倍,主要体现在:
一是起动资金高;
二是机组热效率低于常规火电机组;
三是燃料成本较高,由于生物质秸秆燃料低位热值一般在8000kJ/kg,大大低于煤炭,再加上秸秆比重轻、密度小,体积大,运输成本巨大,这些都将导致燃料成本偏高。
2)技术不成熟
就现实而言,中国用来秸秆发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备绝大部分依靠进口,由于与国外生产运输方式、工作习惯和文化的差异,很可能在技术和设备引进以后造成消化不良,使机组无法安全、稳定、满发运行。
另外,由于缺乏核心技术,投产后生物质发电企业很有可能将长期受制于国外企业。
3)秸秆储运组织困难
与国外相比,中国实行的是家庭联产承包制,生物质秸秆的收购和组织面对的是千万家的小农户,无成熟的模式或经验可循,比较困难。
一是收购难。
农民多年来都是把秸秆作为生活燃料的主要来源,出售秸秆的意识不强。
特别是一些发达地区的农户,因秸秆收购价达不到他们的期望值,积极性不高。
加之农作物秸秆的收购往往在农村大忙季节,收集秸秆的力量不足;
二是储存难。
秸秆收购具有很强的季节性,无法均衡收购。
(2)生活燃料
多年来,植物秸秆均作为生活燃料的主要来源,但随着经济发展,农民生活水平日益提高,大多数农户生活燃料均采用天然气、液化气替代了植物秸秆,因此,秸秆作为生活燃料的利用率越来越低。
(3)牲畜饲料→牲畜粪便堆沤
植物秸秆→牲畜→粪便堆沤,是农村一直以来的处理农田废弃物的一种传统方式,有一定的处理效果。
但是,大蒜秸秆因其含有大蒜素,而具有强烈刺激味和大蒜所特有的辛辣味,口感差,难以作为牲畜饲料。
因此,采用这种传统方式处理大蒜秸秆,效果不佳。
(4)提取膳食纤维
近年来研究发现,大蒜秸秆和叶子中含有挥发性大蒜素、蛋白质、糖类、纤维素和木质素,还含有少量的磷、钙、钾、镁及维生素A等营养成分。
从大蒜秸秆提取膳食纤维,具有广谱抗菌作用。
目前,在我国销售的含膳食纤维类的产品已超过50亿人民币,预计2015年达到1000亿元,市场需求较大。
因此,综合利用大蒜秸秆生产膳食纤维及饲料蛋白,不仅对加快农业清洁生产有重要作用,而且可以促进食品、畜牧等相关行业的发展。
但是,这种方法对秸秆的洁净度要求很高,因此经筛选后约60%的霉烂变质、虫害的大蒜秸秆不符合要求,处理效率受到限制。
(5)就地堆沤还田
堆肥还田,即把秸秆堆放在地表或坑池中,并保持适量的水分,经过一定时间的堆积发酵生成腐熟的有机肥料,该过程就是堆肥。
秸秆堆沤,伴随有机物的分解会释放大量的热量,沤堆温度升高,一般可达60~70℃。
秸秆腐熟矿化,释放出的营养成分可满足作物生长的需求。
同时,高温将杀灭各种对作物生长有害的寄生虫卵、病原菌、害虫以及杂草种子等。
秸秆堆沤发酵也有利于降解消除对作物有毒害作用的有机酸类、多酚类以及对植物生长有抑制作用的物质等,保障了有机腐熟肥的使用安全。
蔬菜废弃物就地堆沤还田,有效解决由于乱堆乱放造成的环境污染、村庄环境脏乱差等问题,改善群众生活环境,提高生活质量;
通过增施有机肥,显著提高菜田土壤有机质含量,保水保肥性增强,减少养分流失对环境造成的污染,同时提高蔬菜品质,减轻农残对人身健康造成的危害。
通过比选,该项目建设废弃物就地堆沤还田,依托农业龙头企业的示范带头作用,大力推广蔬菜清洁生产技术,按照“因地制宜,综合利用,循环发展”的原则,建设田间堆沤发酵池,实现“产品—废弃物—再生资源”的生态农业生产模式。
蔬菜废弃物通过堆沤腐熟,作为有机肥还田,改善环境的同时可节约有机肥购买成本,降低农民生产成本,深受农民欢迎。
2.4蔬菜废弃物处理的关键性技术、难点及对策分析
1、处理工艺概述
鉴于厌氧发酵会产生沼气,缺乏收集措施,会造成空气污染,本项目选用好氧堆肥工艺处理蔬菜废弃物。
(1)好氧发酵过程
①产热阶段。
堆肥初期(通常在1-2d),肥堆中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营养和能量来源,迅速增殖,并释放出热能,是肥堆温度不断上升。
此阶段温度在室温至50℃范围内,微生物以中温、需氧型为主,包括细菌、放线菌和真菌,通常是以一些无芽孢细菌和霉菌为主。
其中细菌主要利用水溶性单糖等,放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维物质具有特殊的功能。
②高温阶段。
当肥堆温度上升到50℃以上时,即进入高温阶段。
通常从堆积发酵开始,只需3d时间肥堆温度便能迅速地升高到55℃,1周内堆温可达到最高值(最高温可达80℃)。
在这一阶段,嗜温微生物受到抑制甚至死亡,取而代之的是嗜热微生物。
堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续被氧化分解,堆肥中复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。
高温对于堆肥的快速腐熟起到重要作用,在此阶段堆肥内开始了腐殖质的形成过程,并开始出现能溶解于弱碱的黑色物质。
C/N明显下降,肥堆高度随之降低。
通过高温能有效杀灭有机废弃物中病原物。
按我国高温堆肥卫生标准(GB7959--87),要求堆肥最高温度达50-55℃或55℃以上,持续5-7d。
③降温阶段。
在发酵后期,只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质。
此时微生物的活性下降,发热量减少,温度下降,嗜温性微生物又占优势,对残余较难分解的有机物做进一步分解,腐殖质不断增多且稳定化,堆肥进入腐熟阶段,需氧量也大大减少,含水率降低,堆肥孔隙度增大,氧扩散能力增强,此时只需自然通风。
(2)工艺流程图
图2-1好氧堆沤发酵工艺流程图
(3)工艺流程概述:
大蒜秸秆经粉碎后,与畜禽粪便按一定比例混合,调节水分含量50%-60%,C/N比>
25:
1,按照2-3kg/t的量投加制肥素。
进行好氧发酵堆沤,发酵池上部加盖防雨水设施。
大蒜秸秆收获季节在夏季,夏天蔬菜植株残体在堆制后开始的24小时之内温度就可达到55℃以上,之后每天翻堆1-2次;
冬天在开始的48-72小时之内温度可达到55℃以上,之后每天翻堆1-2次。
翻堆时使外部和顶层的料翻至下部和中间,原来中间和下部的料翻至外部,翻堆过程中如发现料过干,需添加适量水分,使植株湿度达到60%左右,夏季一般堆制30天左右,冬季堆制时间稍长。
腐熟后经去除杂质和必要的破碎处理、脱臭及贮存等后处理工序,适当的季节还田。
2、处理技术难点及对策分析
(1)秸秆粉碎
因为微生物通过在有机颗粒的表面活动,所以降低颗粒物尺寸,增加表面积,将促进微生物的活动并加快堆肥速度;
另一方面,如果原料太细,又会阻碍堆层空气的流动,将减少堆层中可利用的氧气量,反过来又会减缓微生物活动速度。
因此,为了加快发酵过程,应在保证空气通透的前提下尽量减小堆肥原料的尺寸。
畜禽粪便本身呈稠浆状,一般需添加大尺寸物料增加孔隙度。
因此,将大蒜秸秆粉碎为3-10厘米即可。
(2)含水率调节
堆肥原料的最佳含水率通常是在50%~60%左右。
当含水率太低(<
30%)时将影响微生物的生命活动,太高也会降低堆肥速度,导致厌氧菌分解并产生臭气以及营养物质的沥出。
不同养殖工艺畜禽粪便的含水率相差很大,通常采用干清粪工艺粪便的含水率一般为75%~80%。
堆肥物料的含水率还与设备的通风能力及堆肥物料的结构强度密切相关,若含水率超过60%,水分就会挤走空气,堆肥物料便呈致密状态,堆肥就会朝厌氧方向发展,此时应加强通风。
反之,堆肥物料中的含水率低于20%,微生物将停止活动。
(3)调节碳氮比
如果碳氮比例高,容易导致成品堆肥的碳氮比过高,这种堆肥施入土壤后,将夺取土壤中的氮素,使土壤陷入“氮饥饿”状态,影响作物生长。
但是碳氮比过低,特别是低于20:
1,可供消耗的碳素少,氮素养料相对过剩,则原料中的氮将变成氨态氮而挥发,导致大量的氮素损失而降低肥效。
据文献报道:
当原料的C/N比为20,30~50,78时,其对应所需的堆肥化时间约分别为9~12天,10~19天,及21天,但当C/N比大于80:
1时,堆肥就难于进行。
各堆肥原料的C/N比通常为:
锯末屑300~1000,秸秆70~100,垃圾50~80,人粪6~10,牛粪8~26,猪粪7~15,鸡粪5~10,下水污泥8~15。
通常畜禽粪便的碳氮比是低于20:
1的,而秸秆的碳氮比高于50:
1,为了使参与有机物分解的微生物营养处于平衡状态,堆肥碳氮比应满足微生物所需的最佳值25~35:
1,因此两者通过一定比例混合,可以调节到合理的碳氮比。
如:
以含水率75%的鸡粪为例,按重量比,添加秸秆的比例大约为鸡粪:
秸秆=5:
1。
(4)保持良好的通风
堆肥过程中合适的氧浓度为18%,一旦低于18%,好养堆肥中微生物生命活动将受到限制,容易使堆肥进入厌氧状态而产生恶臭。
因此,堆制过程中,温度达到50℃以上后,每天翻动1~2次。
经过30天左右发酵,温度由最高时的70~80℃逐步下降趋于稳定,物料就腐熟了。
翻堆方式可采用人工翻堆,也可采用轮式翻堆机、装载机、深槽好氧翻堆机等机械来翻动物料。
本项目堆沤池均为20m3以下的中、小型堆沤池,因此采用人工翻堆方式。
(5)加入菌种
向畜禽粪便中加入接种剂(微生物菌剂)可以加快堆腐物料的发酵速度。
或向堆肥中加入分解较好的厩肥或加入占原始物料10%~20%的腐熟堆肥,能加快发酵速度。
本项目投加制肥素促进发酵速度,投加量按照2-3kg/m3原料。
(6)pH值
微生物可在较大的pH值范围内繁殖,合适的pH值为6-8.5。
固体废弃物堆肥时通常不需要调整pH值。
但pH值过高或过低的堆料则需要先在露天堆积一定时间,或掺入其他堆肥或物料以降低或增加pH值。
(7)堆肥的腐熟判别
发酵好后的蔬菜植株残体温度趋于环境温度,此时外观呈褐色,团粒结构疏松,堆内物料带有白色菌丝,且不再具有令人不快的气味,不再吸引蚊蝇,及堆肥已经腐熟。
若发酵后仍有异味、病虫等情况出现,则需要重新堆制发酵。
三、项目目标
项目建设蔬菜废弃物堆沤发酵池5720立方米,其中82个小型堆沤发酵池单个容积10立方米,245个中型堆沤发酵池单个容积20立方米,按照每2立方米发酵池可处理1吨废弃物,每次投加20%大蒜废弃物,每池每年堆沤3次,可满足3714吨蔬菜基地废弃物处理的要求。
项目建成后,项目区9286亩蔬菜种植区的秸秆废弃物可实现循环利用。
蔬菜废弃物经过堆沤发酵,能够有效地杀灭其中的病虫体,转化为优质有机肥,可有效提高项目区土壤有机质的含量,减少化肥、农药的使用量,提高产品品质。
项目建成后,培训项目区农技人员和农业从业者1500人次。
年推行蔬菜清洁生产示范面积9286亩,项目区蔬菜废弃物全部综合利用。
四、项目实施方案
4.1拟采取的基本方案
1、实施区域基本情况
公司把企业发展目标定位在“立足农村、面向农业、服务农民”上,按照“公司+基地+农户”的模式,全面实施农业产业化经营,先后与30多个行政村签订了大蒜种植合同,合同规定农户必须使用有机肥,并参与利用废弃物制取有机肥示范项目,大蒜回收价格将比普通产品高于市场价格0.2元。
本项目示范区域覆盖XXXX镇鲍楼村,以及XXX镇西桥村、小李庄村、大徐庄村、大李庄村、丁庙村5个村庄,种植规模达9286亩。
具体是:
(1)霄云镇:
全镇现辖51个行政村,5.2万人,总面积73平方公里,耕地7.6万亩。
本项目示范区鲍楼村共420户,1557人,种植面积3206亩,年产大蒜4000吨。
(2)XXX镇:
镇域面积90平方公里,辖70个行政村,6.1万人,耕地面积8.8万亩。
电力、水力、农副产品等资源丰富,系XXX省人民政府首批确定的“中心镇”,本项目示范区划定XXX镇西桥村、小李庄村、大徐庄村、大李庄村、丁庙村5个村庄,总种植面积6080亩,年产大蒜7516吨。
其中:
1)西桥村共152户,594人,种植面积755亩,年产大蒜942吨;
2)小李庄村共129户,501人,种植面积588亩,年产大蒜734吨;
3)大徐庄村共197户,782人,种植面积1360亩,年产大蒜1697吨;
4)大李庄村共210户,817人,种植面积1484亩,年产大蒜1852吨;
5)丁庙村共248户,1009人,种植面积1893亩,年产大蒜2362吨。
表4-1种植基地分布及作物种类
编号
地点
覆盖村庄
主要蔬菜作物
种植面积/亩
秸秆产生量(t)
处理量(t)
蔬菜种植时间
霄云镇
鲍楼村
大蒜
3206亩
地膜
1282
9月份种植,次年5月份收获
蒜成熟后种植玉米,玉米秸秆不计入
XXX镇
西桥村
755亩
302
小李庄村
588亩
235
大徐庄村
1360亩
544
大李庄村
1484亩
594
丁庙村
1893亩
757
合计
9286亩
3714
2、项目实施进度
(1)2012年4月:
制定项目实施总体方案,做好项目区的规划、落实。
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