据联合国粮食及农业组织数据显示，如今的中国已经成功生产了全世界四分之一的粮食，解决了全世界五分之一人口的温饱问题，成为粮食大国。
集中化的农业生产模式已成为我国常见的农业生产方式。大规模的种植养殖生产提高生产效率和作物产量，保障了食品的稳定供应；另一方面，大规模农业生产也带来了大量超出自然降解速率的废弃物。
在农业生产过程产生的废弃物中，有大部分属于有机废弃物，倘若能够加以利用则能变成肥料、饲料等，再次进入农业生产的循环中。然而在实际操作中，据统计仅有不足30%的有机废弃物得到了再利用，其余的大多被当作垃圾处理。
希望田野生态科技有限公司（后简称：希望田野）在生物质处理领域有多年研究经验。2024年9月，希望田野生物质废弃物资源化循环利用项目在新疆沙湾市乌兰乌苏镇落地，为新疆带来高效、环保且经济的农业废弃物处理方案。
低成本、高效率，颠覆传统处置方案
绿色、低碳、循环发展是近年来我国生态发展的重要方向。我国农业生产每年会产生超60亿吨的有机废弃物，但只有不足30%得到了再利用。其主要原因在于目前的处理技术不能适应市场需求，投入与回报还不成正比。
目前，处理农业有机废弃物的技术相对单一，且适用场景有限。一套成熟的处理设备不仅造价较高，而且能够处理的废弃物种类较为有限，通常一套设备仅能处理1-2种类型的废弃物。另外，在处置过程中，还需要消耗大量的水电和人力成本，平均每吨废弃物需要近千元的处置成本。
除了硬件设施以外，建设厂房也是一笔不可忽视的投入。处理废弃物的设备体积较大或处置所需的空间较大，一般需要大面积空旷区域搭建厂房。另外厂房的选址也颇为讲究，农业生产基地附近有各种条件的约束，偏远地区还需要考虑运输费用。
然而高成本投入，并不能带来同等的收益。事实上，目前传统有机废弃物再利用技术的效率并不理想。以秸秆再利用为例，秸秆资源化利用的方式多样，但各有利弊。农用还田虽能改善土壤结构，却可能导致短期内养分失衡，影响作物生长。秸秆饲料化虽创新，但因其本身营养价值有限，往往需要额外添加营养剂，增加了成本。能源化利用如生物质燃料生产，虽为清洁能源做出贡献，但面临能源转化效率低下和潜在的二次污染问题。
工业原料应用中，秸秆用于造纸和人造板材虽降低了对木材的需求，但加工过程可能产生新的环境负担。秸秆作为食用菌基质虽是良好出路，但使用量有限，难以完全消化秸秆资源。有机肥料生产虽然环保，却因周期长、占地大而难以大规模推广。在理论上，秸秆的再利用率可达到80%，而在实际操作中仅20%得到有效利用，大多数都再次作为垃圾被处理。
基于此，目前大部分农业废弃物依然采用最传统的处理方法，如露天焚烧，就地掩埋等。这不仅无法对有机废弃物进行有效再利用，还会影响土地、水源、空气质量，出现水质富营养化、土壤盐碱化等环境问题。
2021年发布的《“十四五”全国农业绿色发展规划》中提到，在2025年农作物秸秆综合利用率保持在86%以上，大宗固废综合利用率达到60%。目前的技术仍有一段距离。在这样的背景之下，一支源于上海交通大学农业部都市农业重点实验室的科研团队组建了希望田野，让有机废弃物再次发挥价值。
“软硬”并施，促进农业增产增收同时改善环境
农业生产可持续发展早已成为趋势，在政策的扶持下，许多生物质处理企业如雨后春笋般出现。而希望田野并非随大流的产物，数十年如一日的坚持，使得团队在生物质处理领域积攒了坚实的技术基础，并搭建起了生产工艺数据库，打造了独属“希望田野”的技术护城河。
在自然界中，微生物将大分子分解成小分子是一个熵增的过程。然而，自然降解需要较长的时间，并且微生物对外界环境要求较高，不适应的温度、湿度都可能影响微生物降解的速度，导致微生物死亡。为加速分解速度，有团队研发出了水热裂解技术，能够在12小时内完成分解，并产出稳定有机物。但这项技术门槛较高，需要高温高压，成本投入较大，难以广泛推广。
因此，希望田野结合这两种方式，采用中温常压的催化+酶解工艺替代水热裂解，实现高效率、低能耗、零污染地分解大分子。
截至2024年7月，希望田野已经研发出了适用于12种有机废弃物协同降解的催化剂配方，15种作物的产品生产配方，并挖掘出了39株菌功能基因片段。在催化剂和生物酶的作用下，希望田野能够将农业有机废弃物按需转化为液体有机碳源和固体基质，实现有机废弃物的高效、低成本资源化利用。
实验结果显示，希望田野的处理方式能够将分解时间从传统的3-4周缩短到2-8小时，同时还能确保在整个处理过程中资源的利用率，减少了有机物质的损失。
此外，希望田野分解出的有机物可以实现多元利用。团队自研软件，能够自动识别不同废弃物组分，因此在处理过程中能够自适应处置包括污泥、秸秆、厨余垃圾、尾菜、果皮果渣等在内的多种生物质废弃物甚至是其混合物，进行高效处置，解决了传统设备只能处理单一废弃物的问题。
目前，希望田野不仅能够生产肥料、饲料，还能合成污水处理的碳原替代品、盐碱地修复的土壤改良剂，截至目前，在秸秆直接生产葡萄糖方面也取得突破。应用场景可从农业生产、水产养殖，延伸至合成生物学、生态环境修复领域进发。
希望田野CEO段翔宇解释道：“我们就想通过最低的成本，去模拟自然界中微生物降解大分子有机物的过程，加快有机大分子到小分子的转化速率，让废弃物得到更充分的再利用。”
以新疆为起点，搭建补“碳”站网络
在新疆，农业生态环境主要面临几大问题：农业废弃物难处理、土地盐碱化以及水资源短缺。而段翔宇表示：“这些问题刚好与希望田野的技术优势相契合。”
目前希望田野生物质废弃物资源化利用项目，已经在新疆沙湾市乌兰乌苏镇落地开工。未来，希望田野能够通过“生产工艺数据库+催化剂生物酶”的方式，无害化处理当地棉花秸秆、畜禽粪污等农业废弃物，减少对土壤以及水资源的污染。同时还能够加工为水溶性肥料、土壤修复剂、水体净化碳源等产品，不仅实现农作物增产增收，减少化学品投入，还能从根源改善土壤质量，提高土壤保水性，缓解水资源短缺问题。
通过团队的多年研发，将工艺与模块化设备结合，整套工艺所需的设备体积仅为传统设备的十分之一，造价成本也更低，因此能够摆脱对大型厂房的依赖，在农业生产基地附近建立可移动式站点，减少废弃物的运输和收集难题，同时降低农民生产过程中的农资投入成本，从而培养农户无害化处理农业废弃物的习惯。
有机废弃物的资源化利用不是终点，而是建立分布式"补碳站"网络的起点，未来希望田野全国各地，特别是在农业大省和城市群周边，将建立起密集的"补碳站"网络。而每个"补碳站"都是一个小型的生物质资源化利用中心，能够高效处理周边50-100公里范围内的各类有机废弃物。
另外，这些"补碳站"不再是传统意义上的废弃物处理厂，而是集废弃物处理、资源转化、能源生产、碳汇交易于一体的综合平台。它们像细胞一样分布在全国各地，构成了一个有机的生态网络。
所有的"补碳站"都通过物联网和大数据系统连接起来，形成一个智能化的运营网络。这个系统能够实时监测各地的废弃物产生情况、处理能力、产品需求等信息，并进行智能调配。
例如，当某个地区因季节性因素产生大量农业废弃物时，系统会自动调整周边"补碳站"的处理参数，提高处理能力。同时，根据土壤监测数据，系统还能指导生产最适合当地土壤条件的有机肥料。真正实现技术+场景的变废为宝，绿色生态。
新疆是“一带一路”的重要节点，也是希望田野的起点，除了沙湾项目的落地，希望田野也在溢达创研村设置了运营中心，向全疆辐射发展。同时希望田野还在内蒙古、南通等地设立资源化利用处置中心。随着移动站点的不断铺开，希望田野会搭建起从废弃物处理到定制化生物质碳源生产的全链条，满足不同的农业环保场景需求。给我国农业科学发展、双碳目标的实现以及生态环境改善注入新力量。
