任延靖
(1.青海大學農林科學院,青海省蔬菜遺傳與生理重點實驗室,青海 西寧 810016;2.青海大學三江源生態(tài)和高原農牧業(yè)國家重點實驗室,青海 西寧 810016)
尾菜俗稱為爛菜葉子,主要指蔬菜、瓜果在成熟時收獲過程中產生的無商品價值的根、莖、葉以及在收獲、貯存、加工及運輸過程中產生的廢果、劣果、爛菜葉等,這些廢棄物若不經合理處理,隨意堆積,會造成腐爛變質,每到夏秋季蔬菜收獲季節(jié),這些大量的腐爛尾菜都會滋生蚊蠅傳播疾病,并且臭氣不可聞,對產地環(huán)境產生嚴重的污染,也會造成了農業(yè)面源的污染。
因此,需要人們對尾菜資源進行合理的開發(fā)利用,這不僅可緩解污染環(huán)境的問題,而且還可以實現(xiàn)廢物利用,達到資源的循環(huán)利用,從而提升蔬菜的整體利用效率,真正實現(xiàn)將尾菜變廢為寶創(chuàng)造價值。故本文針對目前尾菜的來源及利用途徑進行了綜述,以期為尾菜的高效利用提供思路。
尾菜一方面產生于新鮮蔬菜在收獲采割時掉落或者一些不可食用的部分,如葉菜類的白菜的根和外皮;另一部分是在蔬菜上架前還要進行一些簡單的處理,如剝掉由于貯藏及運輸過程中受損的外皮,在這整個過程中都會產生大量廢棄的殘枝爛葉,從而導致大量廢棄蔬菜(尾菜)的產生。
我國屬于農業(yè)大國,蔬菜作物的種植面積和產量位居世界前列,生產種植和流通過程產生的尾菜資源量豐富,以甘肅省為例,目前甘肅省蔬菜種植面積已超5.5×105hm2,產量達1.85×107t以上,年產尾菜6.0×106t左右,尾菜產量占蔬菜總量的30%以上[1]。據報道,我國蔬菜的種植面積和產量分別占世界的43%和49%[2],2015年我國蔬菜產量達7.8×108t,較2012年增長10.8%,年均增長3.6%[3-5]。李東霞等[6]認為,蔬菜生產中廢棄的尾菜約為20%-67%,推算2015年我國蔬菜尾菜產量為1.56-5.23×108t,基于此,按照2018年全國蔬菜產量為7.035×108t,推算2018年我國蔬菜尾菜產量為1.41-4.71×108t,造成了嚴重的環(huán)境污染及浪費。
當前在我國農村大部分地區(qū)仍然采取非常不科學的方式來處理尾菜,如隨意的傾倒、填埋、堆積尾菜等,這種行為已經引發(fā)了一系列的環(huán)境、經濟、生態(tài)和社會問題[7]。因此為滿足我國蔬菜產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,必須采取有效的防控措施對尾菜進行科學的處理及利用,以達到減少資源浪費,防止環(huán)境破壞、污染的問題。
1.2.1 造成環(huán)境的污染
由于田間蔬菜收獲時多發(fā)生在夏季等高溫季節(jié),加上尾菜植物體內含水量大等因素,如果隨意堆積,不僅容易造成其腐爛變質,還會產生大量的熱量及有毒、有害氣體,這不但會影響農事操作和交通運輸,還會影響蔬菜產地及周邊的環(huán)境衛(wèi)生,更嚴重時還會對當地農業(yè)生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染,直接影響著人們的健康[8]。
1.2.2 造成病蟲害的傳播
蔬菜在生長期內會遭受不同程度的病原菌的侵染,在商品部分收獲后尾菜上攜帶一定量的病菌,這些病菌可以通過農事操作、灌溉或其他昆蟲媒介等進行傳播,從而造成土傳病害的發(fā)生。如果不及時進行無害化處理,腐爛的尾菜會加速病原菌的繁殖并造成大量蠅蟲孳生,影響蔬菜安全及標準化生產。
1.2.3 造成耕地肥力的降低
在蔬菜的整個生長周期內,需要大量的養(yǎng)分、有機質及礦質微量元素。尾菜中含有豐富的有機質及礦質元素,如果不合理的開發(fā)利用,就會造成土壤中化肥的濫用及大量的有機質和礦質元素的流失,嚴重降低耕地質量,影響蔬菜生長發(fā)育、品質和產量。
尾菜通過發(fā)酵后制成肥料后再利用,一方面可以有效的解決農業(yè)生產中土地生產力下降、有機肥缺乏、農產品質量缺乏安全保證等重大農業(yè)難題,另外一方面還可以改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境,提高農產品的質量及農產品的市場競爭力,從而提高農民的經濟收入[9]。目前尾菜作為肥料的方法包括直接翻壓還田法和高溫堆肥技術的應用。呂文坤等[10]研究了不同微生物菌劑對尾菜堆肥效果的影響,結果表明微生物菌劑可明顯促進尾菜堆體溫度的升高和水分的散失;劉歧茂等[11]研究總結出一套胡蘿卜尾菜堆漚制肥還田處理方法,為胡蘿卜產業(yè)的提質增效、轉型升級提供了技術支撐;郭雯[12]通過試驗確定了韭根制作堆肥的最佳條件,不僅避免了韭菜跳根對韭菜生長的影響,還能達到減少病蟲害發(fā)生等作用;唐仕華[13]進行了尾菜堆肥處理及對娃娃菜產量影響的試驗,結果表明尾菜堆肥既可以改良土壤,又具有改善農產品品質和提高產量的作用;陳思奇等[14]利用尾菜發(fā)酵液研究了其對設施土壤中硝氮的積累和蔬菜生長的調控,結果表明兩種劑量的尾菜發(fā)酵液SOC均能提高蔬菜產量(4.8%-14.1%),降低其硝氮含量(6.8%-33.2%);強浩然[15]研究了甘藍尾菜堆肥對微生物結構和數量的影響,結果表明甘藍尾菜堆肥在不同的稀釋濃度下的細菌和真菌數量極顯著高于普通農家肥中的數量,而放線菌數量無明顯差異。
目前青貯飼料和加工飼料粉是尾菜加工飼料的最主要的處理方式。大量研究人員都對飼料利用尾菜進行飼料加工的處理進行了研究。楊富民等[16]對3種尾菜進行飼料化加工后并實際在生產中進行了應用,結果表明生產的粗飼料營養(yǎng)豐富、適口性好、耐儲存;李文浩等[17]對白菜尾菜青貯飼料化利用品質進行了分析,結果表明白菜尾菜青貯后感官品質優(yōu)異,各指標符合青貯飼料的標準,可以作為草食家畜的青貯飼料;常榮鑫等[18]研究了不同處理的白菜尾菜與稻草秸稈混合青貯飼料對瘤胃微生物體外發(fā)酵的影響,結果以采用秸稈與尾菜比例為4∶6、含有0.035gkg-1植物乳桿菌和0.250gkg-1纖維素酶的組合處理的青貯飼料較為適宜;任海偉等[19]對干玉米秸稈與廢棄白菜在不同溫度下混貯的品質差異等方面進行了研究,結果表明干秸稈與廢棄白菜在中溫條件下混貯120d期間的品質始終“很好”,而低、高溫混貯的“好”品質時長僅60d;牛祥洲[20]利用青貯高原夏尾菜進行了藏系綿羊的飼喂試驗,結果表明經尾菜青貯飼料喂養(yǎng)的藏羊的經濟效益明顯高于對照組;田久東[21]等綜述了幾種蔬菜青貯的菌種研究進展,為尾菜資源的飼用產業(yè)化制備提供了參考;戚如鑫等[22]研究南方農區(qū)尾菜稻草混貯飼料的飼用價值,結果表明稻草與尾菜比為4∶6時可提高稻草秸稈與白菜尾菜混合青貯的粗蛋白質含量(7.32%)及可溶性碳水化合物的含量(20.34 mg·g-1),降低了中性洗滌纖維含量(52.80 %)及酸性洗滌纖維含量(32.55%);徐大文[23]研究創(chuàng)造了一套加工尾菜飼料粉的技術,其中包括選料、清洗、切料、瀝水、烘干、粉碎、殺菌、計量包裝和入庫等加工步驟;任海偉等[24]研究了添加白菜尾菜對干秸稈貯存品質的影響,結果表明廢棄白菜與干玉米秸稈進行混合濕法貯存能減少干物質損失,調控發(fā)酵微生物菌群結構,加入甲酸能進一步優(yōu)化木質纖維組分。
目前能夠利用尾菜生產能源的主要方式之一是將尾菜通過沼氣發(fā)酵的方式轉化為沼氣,用于替代部分天然氣和液化氣的作用。尾菜的能源化利用可將廢棄物再次發(fā)揮作用。在2016年5月10日,由青島華通集團等單位投資建設的大型生物質能源項目年可處理蔬菜尾菜等1.1×105t,生產天然氣約6.6×106m3,這充分說明了尾菜具有加大的利用空間。馬泓若等[25]對尾菜和小麥秸稈兩級聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝進行了研究,結果表明將第1級尾菜發(fā)酵后的沼液用作第2級發(fā)酵的接種物,對小麥秸稈進行噴淋和浸泡后可有效地提高產氣率,和縮短產氣周期。耿玲[26]成功進行了尾菜沼氣發(fā)酵技術的試驗示范,并對尾菜進行了無害化處理。殷志明等[27]通過系統(tǒng)化設計,對沼氣工程結構進行了創(chuàng)新改進,探索了解決當前尾菜沼氣發(fā)酵面臨的酸化、結殼和出料等技術難題。李海玲等[28]對尾菜與小麥秸稈混合發(fā)酵前后的營養(yǎng)物質含量變化進行了研究,結果表明,在常溫下,以小麥秸稈與白菜尾菜比例為7∶3、添加5%的玉米粉及2%的酵母粉的混合比例下可提高白菜混合物中的粗蛋白和脂肪含量(室溫、pH 6.6、發(fā)酵2d)。齊利格娃等[29]采用批式試驗,在初始有機負荷為45gVS·L-1和37℃的條件下研究羊糞與尾菜不同揮發(fā)性固體質量配比對厭氧消化性能的影響,結果表明:羊糞與尾菜在3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3的不同配比處理條件下累積揮發(fā)性固體(VS)甲烷產率分別為181.6、158.7、194.2、184.6、197.2 ml·g-1VS,與羊糞單獨發(fā)酵處理相比,甲烷產率提高7.3%-33.3%;王遠遠[30]通過沼氣發(fā)酵技術對蔬菜廢棄物進行了能源化研究,結果表明當接種物濃度為30%時,甲烷含量最優(yōu)(42.81%),總產氣量達7790.81ml;通過添加鎳、鐵、鈷,發(fā)現(xiàn)沼氣產氣量增加了37.11%,同時甲烷的含量也提升了40.34%。任海偉等[31]通過試驗發(fā)現(xiàn),將含水率為73%的白菜廢棄物和干玉米秸稈按27∶21的比例配比時能貯存60d,且混合貯存后的甲烷產量比干黃秸稈的甲烷產量提升了約61.67%。
我國夏秋菜蔬菜收獲時,每年產生的大量尾菜。這既造成了資源的浪費,又污染了生態(tài)環(huán)境。因此,做好尾菜處理工作已刻不容緩。建議農業(yè)有關部門今后一是要加大對菜農及消費者的宣傳力度,增強廣大群眾參與尾菜治理的積極性,形成全民參與的良好氛圍;二是政府部門要加強政策的引導,鼓勵菜農將尾菜進行直接還田作為肥料,減少尾菜量,對積極處理尾菜的企業(yè)或單位給予資金和政策支持;三是加強與尾菜相關的關鍵技術的引進、熟化、研發(fā)和推廣,逐步完善尾菜處理的關鍵技術服務體系;四是堅持分類處理的原則,根據不同的蔬菜產生的尾菜類型制定專門的分類處理辦法,并逐步推進健全長效的投入機制;只有這樣才能真正有效的解決尾菜處理難題,從而促進我國蔬菜產業(yè)的長足發(fā)展。