柑橘废弃物的利用方式及存在的问题*

彭卫福 ，金元宝 ，汤 军 ，鲁继红 ，唐红英 ，范美莉

（吉安职业技术学院，江西 吉安 343000）

柑橘是世界上种植面积最大、产量最高的水果，据联合国粮农组织（FAO）统计，2020 年全球柑橘种植面积达到1 007 万hm2，总产量达到1.58 亿t，占水果总产量的18%。目前我国柑橘种植面积和产量都是世界第一，主要分布在广西、湖南、江西、湖北、广东等地区，上述5 省的种植面积占全国的90%以上，产量占全国的95%[1]，2021 年我国柑橘园面积约为4 500 万亩，产量达到5 595 万t。近年来，我国柑橘产业快速发展，柑橘产业技术体系逐渐健全，现有柑橘栽培模式逐步适应新形势下种植业发展需要，柑橘产业结构较为合理，新技术推广应用率高，新产品研发及时。因此，亟需建立一个适应新形势下种植业发展需要的柑橘废弃物利用体制机制[2-3]，促进废弃物综合利用和循环利用，以满足现代农业生产和生态环境保护等产业发展要求，促进我国柑橘产业转型升级与可持续发展。为此，课题组将对柑橘废弃物利用现状及其存在的问题进行分析与探讨。

1 柑橘废弃物的利用方式

1.1 填埋处理

填埋处理就是直接把柑橘废弃物填埋在土壤中，让自然去分解转化，这是目前的主要处理方式[4]。相比于焚烧处理，填埋处理可以降低能源消耗，减少开支，操作简单易行。有报道指出[5]，柑橘皮埋填能够有效提升土壤肥力，尤其是在气候温暖、管理条件良好的地区，种植柑橘产生的橘皮可就地填埋，以实现营养的循环利用。但需要注意的是，柑橘皮需经风干处理，风干后的柑橘皮埋填后不会生虫，分解速度更快，若未经风干处理，柑橘皮埋填后会吸引一些根系蚜虫，反而对植物的生长与生产不利。因此，在埋填前需要对柑橘皮进行自然风干，虽然增加了处理程序，但无额外的资源和技术支持，因此填埋处理比焚烧更加节能、环保。

但是，填埋处理会占用大量的土地，每处理1 万t废弃物需要占地4 000 m2，浪费大量的土地[6]。填埋过程中会产生大量的渗漏液，且酸度高、化学需氧量大，会对土壤和水体造成严重的二次污染，又将增加二次污染治理的成本。填埋处理属于厌氧发酵过程，处理时间长，会产生很多有毒物质和废气，污染空气和周围土壤，影响附近居民的身心健康，尤其是现在对环境要求非常严格[7]。填埋处理成本较高，处理1 t成本近120 元，1 万t 就需要投入近120 万元，大大增加了企业成本。因此，填埋处理越来越困难，尤其是当前实施绿色发展，保护环境的影响下，填埋受到大家的排斥。

1.2 烘干成饲料添加物

柑橘废弃物含有多种有机营养物质，可以将其烘干作为饲料添加物，既可以解决柑橘废弃物的问题，又可以提供很多饲料[8]。近年来，随着研究的深入，CSP 饲料发酵技术用于柑橘皮、沉渣的加工生产，大大提高了柑橘皮饲料的生产效率，提高了柑橘皮饲料产能的同时，降低了柑橘皮饲料生产污染，提高了饲料蛋白水平，有效提升了柑橘皮、沉渣的利用率。这种处理方式不会产生废气、废水等污染物，但是柑橘废弃物含水量很高（70%），而且含有很多难烘干的大分子物质，烘干需要消耗大量的能源[7]。据估算，每烘干1 t 柑橘皮渣需要0.7 t 标煤，成本达到630 元，处理成本非常高。而且，加工企业分散，运输成本增加，无法形成规模化处理。因此，加工成饲料成本较高，受益较小，且添加比例非常少，只有2%左右，大大增加了烘干处理的推广难度。

1.3 提取活性物质

柑橘皮渣中含有0.5%~2%的精油、多种天然色素（类胡萝卜素及水溶性的黄色色素）、果胶（干重20%~30%）等多种活性物质[9]，广泛用于食品、医药、日化等产品。虽然提取活性物质可以实现废物利用，增加经济效益，但是处理后柑橘废弃物基本没有减少多少，甚至可能增加柑橘废弃物的种类和体积[7]。其中，橘皮精油可提取出大量的香精油、柑橘精油等，此类精油主要由醇类、醛类、酯类和烯类物质组成，是一种天然的香料，具有其他香精油所不具备的芳香，可用于香水、香精油制造，也可作为食品添加剂使用。同时，橘皮中还有大量的果胶，可提取后用于胶凝剂、增稠剂、乳化剂、稳定剂等食品化工制品的制造，是一种无毒无害的天然果胶成分。橘皮中含有大量的胡萝卜素，是已知的含胡萝卜素最多的果蔬之一。除胡萝卜素外，还有大量的隐黄素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素等多种天然色素，可制作多种可用于食品加工的色素添加剂[1]。

柑橘皮（橘子皮、橙皮渣）中含有丰富的酚类、氨基酸及维生素A、B 等，是重要的药用资源。随着人们生活水平和健康意识的提高，近年来许多学者开展了关于柑橘皮渣中提取天然活性物质的研究，并取得了较好的成果。选取合适的橘皮进行试验，提取出一种黄酮类化合物，该黄酮类成分对肿瘤有抑制作用，且毒性低、无成药性。结果表明，此提取物具有良好的抗肿瘤活性，并且对人体无毒无害。此外，在柑橘皮中提取出了酯类化合物，此酯类化合物对乳腺癌有抑制作用。在常温下可长期保持稳定状态，能有效地抑制肿瘤细胞增殖转化。该方法提取成本低且容易保存，经此方法处理而得的柑橘皮黄酮提取物具有良好的抗肿瘤活性。

1.4 制备有机肥

柑橘皮渣等废弃物富含有机质及氮磷钾等营养元素，可以作为有机肥发酵的重要原料。有报道指出，以橘皮为基础进行真菌发酵，最终能够得到蛋白含量在50%左右的菌株，提示通过发酵的方式可将橘皮、沉渣制作成高蛋白的有机肥料。虽然利用畜禽粪便、植物秸秆、生活污泥等发酵生产有机肥已经很成熟，但是目前利用柑橘皮渣发酵生产有机肥的技术还不成熟[10]，一是没有进行规模化生产。主要原因是柑橘皮渣含水量高，孔隙很小，需要添加一半的辅料作为通气疏松介质，体积增加近6 倍[11]，处理量很小，占地方面积大。二是菌种问题，发酵菌种分解能力差、分解速度慢，发酵升温慢且低，无法达到杀死有害微生物的作用，导致发酵时间长，最长达到70天，发酵效果不佳。

尽管如此，柑橘皮渣废弃物制备有机肥能解决废物再利用问题，提高企业经济效益，最大限度降低环境污染，做到最大化无害处理，实现绿色可持续发展。有研究已经表明[12]，通过筛选高效分解菌系，优化发酵工艺，可以提高发酵升温速度和最高温度（73℃）、缩短发酵时间、减少辅料添加（10%），从而降低成本。因此，在不断的技术改进后，柑橘废弃物制备有机肥是完全可行且发展前景广阔的高效率环保处理方式。

1.5 发酵生产能源物质

有学者研究橘皮废弃物发酵生产能源物质在不同温度、湿度条件下，橘皮废弃物发酵产生物：乙醇（甲醇）、丙酮（3-甲基-4-羟基）、乙醚（乙醇）及二甲基-4-甲基乙醇化合物。在温度和湿度适宜的条件下，由橘皮废弃物发酵所得乙醇是一种经济实用价值较高的能源物质，但是不同温度、湿度条件对乙醇产量和产品比重有显著影响。虽然产生部分乙醛（4-甲基）在发酵过程中可以直接转化为无害物质，但湿度与温度不好把控。

以柑橘皮、沉渣为原料生产能源物质能够无害化处理柑橘皮渣，实现柑橘皮渣的全面利用，但该技术的使用需要完整的生产链条、硬件支持和技术支撑，属于高投入、高技术项目。就目前的实际情况来看，该技术不具备普及的可行性，中小型企业无法承担柑橘皮渣提取能源物质的成本投入，且当前所用的技术也不具备高效生产的能力，但随着技术的发展和科研的进步，柑橘皮渣提取生产能源物质或许可在未来数十年内实现能源化。

2 柑橘废弃物综合利用的前景及障碍

目前，在柑橘产业发展中，仍以柑橘生产加工为中心，柑橘废弃物综合利用及循环利用方面存在严重短板。如橘皮橘籽分离、果皮综合利用不合理、果皮综合利用技术不成熟、橘皮综合利用效果参差不齐等。由于我国柑橘产业快速发展、柑橘种植规模不断扩大，急需建立合理、健康、高效、绿色、环保的柑橘废弃物综合利用产业体系。柑橘废弃物综合利用需要加快推进柑橘产业转型升级，促进绿色生态发展，满足现代农业生产和生态环境保护需要，逐步提高产业化程度，体现柑橘园有机废弃物的处理及综合利用的经济价值及社会意义。当前，随着柑橘产业发展以及农药残留控制等一系列政策推动，我国柑橘产业已进入了新常态。随着环境污染、生态平衡问题逐步被重视与解决，我国柑橘产业进入了发展快车道，其产业结构也越来越合理。柑橘废弃物的利用已成为影响柑橘产业可持续发展的重要因素之一。随着绿色农业生态可持续发展理念的提出以及国家对有机废弃物处理和综合利用方式的不断重视，目前我国有机废弃物资源化利用领域发展前景广阔、社会效益显著、经济效益可观，是我国未来重要的农业绿色经济发展途径之一。

目前，除了在农田里进行堆肥之外，还存在大量不同的回收利用方式。这些回收利用物可用于生产有机肥、营养土，可以减少农田中的化肥使用量和农药使用量[13]。因此，废弃橘皮可以通过堆肥、自然降解、物理处理和生物处理等途径进行综合利用。对于橘园而言，通常有以下三种处理方法：1）利用废弃的橘皮，生产沼气[14]；2）将柑橘废弃物加工成肥料供施肥、喷施农药等土壤改良剂用；3）利用废弃的果树枝叶生产果树精油及有机溶剂。尽管柑橘产业已取得了较好的发展，但柑橘产业也存在着一些问题。柑橘废弃物规模化综合利用技术研发及应用还存在不足之处：如柑橘废弃物处理后产生大量残渣、废弃果皮处置渠道狭窄等问题，还未形成比较完善高效稳定的处理方案。

3 讨论与建议

柑橘生产是我国生态农业发展中一项十分重要的工作，柑橘废弃物的综合利用与循环利用关系到柑橘产业的可持续发展。柑橘废弃物循环利用应遵循“合理利用、清洁生产、循环利用”原则，根据不同区域、不同栽培方式进行研究和选择。在柑橘生产中，采用不同方式的处理技术，可以实现柑橘废弃物的资源化利用。柑橘废弃物的堆肥技术研究是解决柑橘废弃物利用问题的关键，目前已有多种堆肥方法得到了应用，但各方法的运行效果存在差异，因此要对其应用情况加以重视。

我国柑橘生产的可持续发展主要依赖于科技进步和生态建设带来的经济效益。首先，需要解决环保设施建设问题，大力解决污水处理、污泥处理和垃圾处理等污水处理设施所需的电力、能源等问题。其次，需要解决现有的柑橘废弃物处理方法是否适应当前生产技术要求的问题。最后，思考柑橘废弃物利用方式的选择和开发问题。

课题组认为要提高柑橘废弃物处理利用水平，需要在以下几方面加以重视：一是要加大对新型、高效、节能果品有机肥的研究力度；二是要建立长效机制，充分利用果品废弃物资源；三是要加大力度推广新技术和新产品，加快推广应用；四是要加大生产技术培训和技术推广力度，鼓励农民应用先进技术推广果品废弃物回收利用技术和资源化新技术、新材料。近年来，随着社会经济水平和环保意识的不断提高，我国对环境状况提出了更高要求，保护环境已成为全社会共同的责任和义务。

柑橘果园废弃物处理利用是一项系统工程，需要多部门、多学科和多技术协同合作，共同努力，共同推进系统工程，让柑橘废弃物实现合理利用。

4 小结

综上所述，如果对柑橘加工废弃物加以利用，可以变废为宝，降低环境污染，提高效益。在各种处理方式中，都有各自的不足。如果能够解决发酵菌种的问题，优化发酵工艺，制备有机肥是最为环保和最具发展前景的处理方式，也是实现绿色可持续发展战略的必由之路。