问题背景：随着我国工农业生产的快速发展和居民生活水平的不断提高，废弃物的种类和数量也急剧增长，不但给生态环境带来很大压力，也严重影响到我国未来经济社会的可持续发展。据最新数据统计，由农业生产产生的废弃物中，秸秆和畜禽粪污占比很大。全国每年产生畜禽粪污38亿吨，综合利用率不到60%；每年生猪病死淘汰量约6000万头，集中的专业无害化处理比例不高；每年产生秸秆近9亿吨，未利用的约2亿吨。工业产生的副产品种类多、数量大，如硝酸磷肥副产品年产近百万吨、电厂烟气脱硫石膏7000余万吨、碱业副产碱渣约780万吨。而加工业中，牡蛎壳年产290多万吨、味精发酵副产超过200万吨、糖蜜约300~450万吨、餐厨废弃物达9900多万吨。据估算，我国每年废弃物的有机养分总量高达8-10亿吨，是化学肥料养分的1.3倍，是不可低估的土壤有机养分资源库，同时也是碳氮循环的储备资源库。而矿质废弃物资源更是植物-耕地-水生态循环链中宝贵的无机养分资源。我国产业布局、种养结构、资源利用水平等因素制约及其在一定程度上造成的生产资源和自然资源过度浪费，是导致产业链后端大量废弃物处理及利用问题的重要原因。

而与废弃物资源利用相关的我国耕地质量问题也显得十分突出。目前我国耕地退化面积占耕地总面积的40%以上，部分区域耕地质量退化问题突出，东北黑土区土层变薄，农田生态功能退化；南方部分地区土壤酸化，耕地重金属超标；华北平原耕层变浅，保肥保水能力低。十八大以来国家将生态文明建设、绿色发展、乡村振兴等作为战略发展要求，出台了《土壤污染防治法》、《土壤污染防治行动计划》（简称“土十条”）等一系列法律法规。尤其是国家对生产后端污染治理攻坚行动，对废弃物资源利用起到了决定性调整作用。通过废弃物养分安全还田，实现废弃物资源安全有效处理及利用，不仅可以提高退化土地质量，而且能改善生态环境，对提升我国耕地质量、保障经济可持续发展和粮食安全具有极其重要的意义。但是目前国家对废弃物资源利用的科技体系、管理手段、效益拉动等系统性、实效性平台机制的建立显得薄弱，需要重点加强和推进。如废弃物处理技术水平低，突出管制其养分含量，而对其安全风险的综合评价关注不足，尤其缺乏对耕地质量效益的风险控制等。加之现阶段土地所有者和土地流转经营者对耕地质量关切度低，耕地保育投入严重不足，给我国耕地质量风险控制带来很大隐患。

关键突破点：本项技术跨越了土壤学、植物营养学、环境学、生态学、产品加工等学科和领域，相关技术分散，缺乏整合和产业链延伸，关键难点在于如何整合集成这些技术形成完整的体系，并解决我国不同区域废弃物资源利用和耕地质量风险控制的实际问题。从国家发展战略角度看，“废弃物资源利用—化肥减施增效—土壤培肥与改良”是极其重要而又密切关联的三个方面，因此需要建立完善以下三个技术体系。

1.废弃物资源利用安全评价体系：相关的技术和管理体系可将以畜禽粪污、秸秆等农业、工业、加工业废弃物为原料生产的物料，分为商品化的和行政区域内循环利用的两类。无论是商品化的肥料和土壤调理剂，还是就地循环利用的都应符合农田生态和生产力需求，即对其养分及有效性、有毒有害元素含量评价的标准化要求。

2.废弃物资源区域产业集成体系：建立有效机制使废弃物资源在区域内统筹，使其产业及农用标准化。该体系可引导和促进单项成熟技术整合进入区域效益提升行动中，使废弃物资源在区域内标准化生产，注重对耕地质量的贡献，拉动地方农产品质量和生态质量升级。目前，秸秆就地还田或异地加工后还田，畜禽粪污、病死畜禽等的工厂化处理或田间堆肥处理，工业和加工业废弃物就地消纳能力或加工后利用，以及加工后产品与当地农业生产和耕地培肥的承载力和匹配度评估等问题，都需要相关的技术和管理体系加以规范。

3.废弃物资源农业服务产业体系：坚持“来自土地的废弃物资源最终安全归还土地”的思想，围绕“废弃物养分资源-肥料-土壤”的关系主线，把涉及废弃物无害化处理、资源化利用、高效化管理等全部环节的技术进一步集成，整合废弃物养分资源利用、化肥减施增效、土壤培肥与改良等三方面相关技术模式，在突出农化服务的基础上，建立健全废弃物资源农业服务产业体系。

战略意义：目前，我国农业生产面临着极为严峻的农业生态环境问题，而且耕地质量风险控制和可持续利用问题突出。同时还存在大量潜在废弃物养分资源利用低、肥料不合理施用且利用率低、农产品的安全隐患等问题。通过废弃物资源利用技术集成与耕地质量风险控制工程难题的破解，拟解决以下两个问题：一是解决大量养分资源作为废弃物被丢弃而造成资源浪费，改善由于废弃物随意丢弃而造成的环境污染现状；二是有效控制我国耕地质量风险，提高耕地地力水平，实现投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源安全化、产业模式生态化。