楊文婷 樓晟豪 李媛媛 尤宣樺 楊斐翔 莊昕怡 馮娟
摘? ? 要:臺州市是全國規(guī)模最大的冬春西蘭花生產(chǎn)中心和國際西蘭花生產(chǎn)基地,年產(chǎn)量超20萬 t,有“中國西蘭花之鄉(xiāng)”的稱號。文章分析了臺州市西蘭花莖葉廢棄物存在的問題,提出了西蘭花莖葉廢棄物資源化利用的對策及建議,闡明了臺州市西蘭花莖葉廢棄物資源化利用的意義,擬為臺州市西蘭花莖葉廢棄物資源化利用提供參考。
關鍵詞:西蘭花;莖葉廢棄物;資源化利用
文章編號:1005-2690(2023)12-0136-03? ? ? ?中國圖書分類號:S831? ? ? ?文獻標志碼:A
西蘭花(Brassica oleracea L.var.italica)是一種被廣泛食用的蔬菜,屬于十字花科蕓薹屬甘藍變種,具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值[1]。其營養(yǎng)成分主要包括蛋白質(zhì)、維生素和硫代葡萄糖苷等營養(yǎng)物質(zhì),具有提高人體免疫力、預防心血管疾病、延緩衰老等作用。西蘭花原產(chǎn)于意大利,在20世紀初傳入我國。目前我國是西蘭花種植大國,在南方、北方地區(qū)均有廣泛種植,種植面積近10萬hm2,年產(chǎn)量穩(wěn)居世界首位。其中,臺州市是最早引進試種西蘭花的地區(qū)之一,現(xiàn)在西蘭花已經(jīng)發(fā)展成為臺州市特色農(nóng)產(chǎn)品,常年種植面積穩(wěn)定在0.8萬hm2左右,是浙江省西蘭花規(guī)?;N植的發(fā)源地、全國規(guī)模最大的冬春西蘭花生產(chǎn)中心和國際西蘭花生產(chǎn)基地。臺州市西蘭花產(chǎn)量高,是臺州市重要的經(jīng)濟作物。但西蘭花莖葉廢棄物數(shù)量巨大,存在利用率低、短時間內(nèi)大量聚集、處理不當?shù)葐栴},已對當?shù)丨h(huán)境造成一定負擔。因此,文章分析了臺州市西蘭花莖葉廢棄物利用情況及存在問題,并提出了建議,以期為臺州市西蘭花莖葉廢棄物的資源化利用提供思路。
1 臺州市西蘭花莖葉廢棄物利用現(xiàn)狀
臺州市西蘭花具有季節(jié)性、安全性、優(yōu)質(zhì)性、高產(chǎn)性等方面的自然優(yōu)勢,具備生產(chǎn)成本低、品質(zhì)高、市場競爭力強等特性。西蘭花的可食用部分是花球,約占整個植株的50%,這意味著西蘭花在短時間內(nèi)產(chǎn)生的莖葉廢棄物數(shù)量巨大,估測臺州市西蘭花莖葉廢棄物產(chǎn)量超20萬t。臺州市畜牧業(yè)發(fā)展較薄弱,只有少量的西蘭花莖葉廢棄物被農(nóng)戶收集用于喂養(yǎng)家畜或生產(chǎn)高蛋白飼料及制造保健品,絕大部分西蘭花被農(nóng)戶當作農(nóng)業(yè)垃圾丟棄,甚至隨意丟棄在田間地頭或灌溉溝渠中。西蘭花莖葉廢棄物含有豐富的有機營養(yǎng)物質(zhì)及氮、磷、鉀等元素,是促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的寶貴資源,但西蘭花莖葉廢棄物的含水量高達90%以上,極易腐爛,不經(jīng)過處理直接當作化肥施用容易污染空氣、土壤和水源,致使植物燒苗[2],嚴重威脅當?shù)丨h(huán)境安全、破壞土壤結構、影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)地和農(nóng)產(chǎn)品的安全。
另外,當?shù)胤N植者資源化利用意識不強、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的政策和法規(guī)不健全、技術水平滯后以及環(huán)保意識薄弱。隨著臺州市西蘭花莖葉廢棄物拋棄量逐年增加,亟須合理資源化利用西蘭花莖葉廢棄物。
2 臺州市西蘭花莖葉廢棄物利用對策
2.1 加大政策扶持力度,助力西蘭花莖葉廢棄物資源化利用
近年來,臺州市政府出臺各種政策促進西蘭花產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但扶持力度明顯不足。資源化利用原料是循環(huán)經(jīng)濟的重要內(nèi)容,但臺州市關于西蘭花莖葉廢棄物的資源化利用存在政策不完善、宣傳不到位、人民意識不強等問題。針對上述問題,政府應加強政策導向,引進人才,鼓勵當?shù)仄髽I(yè)、高校技術人才參與西蘭花莖葉廢棄物資源化利用項目;建設農(nóng)業(yè)科技服務體系;鼓勵農(nóng)業(yè)關鍵技術成果轉(zhuǎn)化;對農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術開發(fā)給予一定的補助,牽頭推進重點農(nóng)業(yè)科研成果轉(zhuǎn)化和應用;應加大宣傳力度,提高人們的資源化利用及環(huán)境保護的意識,推動西蘭花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
2.2 好氧堆肥處理技術促進農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用
利用微生物天然發(fā)酵的好氧堆肥處理技術是處理農(nóng)業(yè)廢棄物的有效方法[3]。好氧堆肥是通過好氧微生物降解有機物,將有機物轉(zhuǎn)換為具有一定營養(yǎng)價值的腐殖質(zhì),最終轉(zhuǎn)變成為適用于農(nóng)業(yè)肥料或土壤改良劑的堆肥產(chǎn)品[4]。同時,在堆肥過程中溫度上升,較高的溫度可殺死病原菌并降解污染物,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物中有機廢棄物的無害化處理。經(jīng)堆肥后的產(chǎn)物由于有機質(zhì)的穩(wěn)定性和良好的養(yǎng)分配比,其產(chǎn)物可以用作生物有機肥或土壤改良劑[5]。在堆肥過程中,微生物可通過自身生物氧化作用代謝營養(yǎng)物質(zhì),產(chǎn)生大量熱量,殺死廢棄物中的病原菌、寄生蟲卵和雜草籽,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物無害化處理[6],發(fā)酵后的有機肥含有大量氮磷鉀、氨基酸、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。好氧堆肥技術不僅能夠促進農(nóng)業(yè)廢棄物資源化和無害化,而且能夠減少有害氣體排放,提升土壤養(yǎng)分的有效性,提高經(jīng)濟作物的質(zhì)量及產(chǎn)量[7]。
篩選并優(yōu)化適宜臺州市西蘭花莖葉廢棄物為底物的高效微生物發(fā)酵腐熟菌劑。開發(fā)廢棄物無害化促腐技術,可提高發(fā)酵處理效率,也可提高發(fā)酵溫度且維持時間較長,徹底腐熟物料并通過高溫殺滅雜草籽、病原菌、蟲卵等,符合國家標準,是西蘭花莖葉廢棄物資源化利用的有效方法之一。
2.3 開發(fā)西蘭花莖葉廢棄物高附加值產(chǎn)物
西蘭花莖葉廢棄物富含蛋白質(zhì)、微生物等營養(yǎng)物質(zhì)。近年來,國內(nèi)外學者在研究以西蘭花莖葉廢棄物為原料,在飼料轉(zhuǎn)化利用、深加工制備成高附加值產(chǎn)物等方面取得了很大突破。
將西蘭花莖葉廢棄物直接粉碎后加入乳酸菌進行發(fā)酵,制備成青貯飼料,在生豬喂養(yǎng)方面營養(yǎng)價值較高。有的學者采用西蘭花青貯飼料喂養(yǎng)生豬后,發(fā)現(xiàn)其豬肉膽固醇含量顯著降低,棕櫚油酸和豆蔻酸等含量顯著提高,其研究表明,西蘭花莖葉青貯料可明顯改善豬肉品質(zhì)[8]。將西蘭花莖葉干粉烘干后再粉碎制成含水量低的原料,可做成蛋白原料用于喂養(yǎng)反芻動物,但是此方法烘干成本較高,限制了烘干產(chǎn)品的應用。另外,可利用芽孢桿菌、乳酸菌、酵母等復合菌株,添加米糠、西蘭花莖葉廢棄物等輔料固態(tài)發(fā)酵制備發(fā)酵飼料,是近幾年比較熱門的研究方向,與西蘭花莖葉廢棄物制備成青貯飼料相比,此方法發(fā)酵時間更短,發(fā)酵后的產(chǎn)物所含的營養(yǎng)物質(zhì)也有差異,發(fā)酵飼料主要應用于禽類喂養(yǎng)。國內(nèi)外學者報告固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)品喂養(yǎng)草雞后,其生長性能明顯改善,雞胸肌和肝臟膽固醇水平明顯降低。臺州市為沿海地區(qū),海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)非常發(fā)達,可以探索并開發(fā)以西蘭花莖葉廢棄物為原料的水產(chǎn)飼料,實現(xiàn)海洋與農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)利用。
西蘭花莖葉廢棄物中硫代葡萄糖苷含量較高,可達2~20 g/kg干重,該物質(zhì)是西蘭花莖葉廢棄物中一種重要的活性物質(zhì),經(jīng)過介子酶水解后可產(chǎn)生多種異硫氰酸鹽,具有高效抗癌的作用。西蘭花莖葉中多酚抗氧化產(chǎn)物含量高達0.2 g/kg干重,該物質(zhì)對預防心臟血管疾病具有顯著功效。新鮮西蘭花莖葉經(jīng)過分離純化,可提取4%以上的蛋白。果膠為可溶性膳食纖維,具有較高的經(jīng)濟價值,西蘭花莖葉廢棄物數(shù)量較大,如何從西蘭花中有效提取果膠也被更多學者研究。
3 臺州市西蘭花莖葉廢棄物資源化利用的意義
1)臺州市西蘭花莖葉廢棄物資源化利用有利于提高經(jīng)濟作物附加值。西蘭花采摘季節(jié),在短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量莖葉廢棄物資源,處理困難,深入研究和摸索其資源化利用,可提高西蘭花經(jīng)濟附加值,這與當?shù)匚魈m花種植產(chǎn)業(yè)鏈相吻合,做到了就地利用與消化,以提高經(jīng)濟作物附加值。
2)臺州市西蘭花莖葉廢棄物資源化利用有利于減少有害物質(zhì)排放、改善土壤質(zhì)量、減少化肥施用、改善當?shù)厝司迎h(huán)境。西蘭花采摘季節(jié),在短時間內(nèi)集聚形成大量西蘭花莖葉廢棄物,廢棄物含水量達到90%以上,極易腐爛,會污染空氣、土壤和水源,嚴重威脅當?shù)丨h(huán)境安全、破壞土壤結構,從而影響當?shù)仫暳檄h(huán)境,不利于美麗鄉(xiāng)村建設。因此要結合當?shù)貙嵡?,開展西蘭花莖葉廢棄物資源化利用,解決當?shù)剞r(nóng)業(yè)廢棄物污染環(huán)境的問題。
3)探索、開發(fā)和推廣西蘭花莖葉廢棄物資源化利用技術,能夠增加當?shù)鼐蜆I(yè)崗位,提高農(nóng)戶經(jīng)濟收益。因地制宜,提出建設以西蘭花莖葉廢棄物為主要原料的有機肥、青貯飼料、高附加值產(chǎn)物,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)可再生資源利用,而且能夠增加就業(yè)崗位、提高當?shù)剞r(nóng)戶收入、促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)增產(chǎn)、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。
4)探索、開發(fā)西蘭花莖葉廢棄物資源化利用技術,并推廣用于其他農(nóng)業(yè)廢棄物(如西瓜、柑橘)處理,從而實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村,助力“碳中和”建設,促進生態(tài)農(nóng)業(yè)建設和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展?!秶鴦赵宏P于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》提出綠色規(guī)劃、綠色設計、綠色投資、綠色建設、綠色生產(chǎn)、綠色流通、綠色生活、綠色消費,并確保實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標,發(fā)展綠色經(jīng)濟、實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村。
5)臺州市農(nóng)作物品種豐富,以大宗糧食生產(chǎn)為主,并初步形成了一批如西蘭花、柑橘、楊梅、大棚蔬菜、茶葉、西瓜等具有明顯區(qū)域優(yōu)勢的農(nóng)產(chǎn)品。但農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)存在的問題仍然不可小覷,主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)廢棄物利用率低、沒有形成以點帶面的發(fā)展局面。因此,研究、應用和推廣西蘭花莖葉廢棄物規(guī)模化、標準化、無害化處理技術,對于其他農(nóng)產(chǎn)品廢棄物資源化利用有著重要的參考價值。
4 結束語
因地制宜、就地加工、多方位開發(fā)西蘭花莖葉廢棄物的利用價值,符合《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》提出綠色發(fā)展理念的經(jīng)濟體系,以實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標。資源化利用臺州西蘭花莖葉廢棄物,提高其經(jīng)濟作物附加值,具有保護環(huán)境、提高農(nóng)戶經(jīng)濟收益等重要的現(xiàn)實意義。但是,目前國內(nèi)外在研究西蘭花莖葉廢棄物的應用中仍然存在較多困難,如有效物質(zhì)提取工藝僅限于實驗室、小中試驗階段,無法實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中,缺少優(yōu)化參數(shù)及應用效果的評價,仍需解決西蘭花提取活性產(chǎn)物及其他有效營養(yǎng)成分的安全性等問題。整合、升級西蘭花莖葉廢棄物資源化利用技術,因地制宜建立適合當?shù)貜U棄物綜合利用的資源化技術體系和同地方政府給與限制、支持、約束的保障體系,提高廢棄物資源化、無害化處理,政府引導、法律規(guī)范、市場調(diào)節(jié)、公眾參與是農(nóng)業(yè)資源化利用及發(fā)展的重要趨勢。
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(編輯:申媛媛)
基金項目:2022年浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃(2022R482C005);2022年浙江省教育廳科研項目(Y202250489);2022年臺州科技職業(yè)學院校級課題(22NDZD01)。
作者簡介:楊文婷(2002—),女,漢族,浙江杭州人,專科,研究方向為藥品生產(chǎn)技術。
通信作者:馮 娟(1984—),女,漢族,浙江臺州人,碩士,高級實驗師,研究方向為生物化學與分子生物學。