中国地域辽阔，人口众多，有机肥料资源十分丰富。种类多，数量大，是中国农业生产的重要肥源，但它也是农业、畜牧业生产的副产物。可以说，哪里有农业、畜牧业、哪里就有有机肥源。城市中可以利用的有机生活垃圾，主要来自农产品和畜产品。所以农业、畜牧业越发展，有机肥资源就越丰富。根据全国各地区调查，使用的有机肥料就有14类100多种。人粪尿是一项重要有机肥源。平均每个成年人每年粪尿排泄量约为790公斤，折含氮素(N)4.4公斤，磷素(P2O5)1.36公斤，钾素(K2O)1.67公斤。如以人粪收集利用率按60%、人尿30%计算，中国农村人口有9亿，折合为成年人，每年就可积攒人粪尿1600多亿公斤，可为农业生产提供氮素90万吨，磷素28万吨，钾素34万吨。据中国农业年鉴1990年资料，中国猪存栏数约3.4亿头，牛近1亿头，马骡驴2700万匹，这些家畜排泄物数量大，养分丰富，是中国农村最大的有机肥资源。其中猪每年可为农业生产提供氮素130多万吨，磷素85万吨，钾素180万吨；大牲畜可提供氮160多万吨，磷83万吨，钾110多万吨。加上每年有30多亿只家禽和10多亿只兔，其提供的养分量占农村有机肥料总量的63%～72%。农作物秸秆也是很重要的有机肥源。其养分丰富，来源广，数量多，可直接还田。也是堆、沤肥和家畜挚□的重要原料。中国主要农作物秸秆每年总生成量平均为4亿多吨，按稻草还田率30%，麦秸还田率45%，玉米秸还田率20%计算，每年可用作有机肥料的秸秆就有1.3亿多吨，约可提供氮素66万吨，磷素40万吨，钾10.6万吨。中国每年各种有机肥料总生产量达18～24亿吨，其中氮磷钾养分含量就有1678万吨。这些数字只是粗略的估算。随着人口的增加，农业、畜牧业生产的发展，人民生活水平的提高，有机肥料的数量和质量都有很大的变化。据1998中国农业年鉴统计中国人口为12.058亿，是1989的1.062倍，增加1.023亿人；粮食产量为4.942亿吨，是1989的1.12倍，增加7975万吨，猪、牛、羊出栏数为63722.1万头，是1989年的1.673倍，增加2.5633亿头。禽蛋产量2125.4万吨是1989年的2.95倍，增加1405.6万吨。人口、畜禽数量和粮食产量的增加，必然增加人、畜、禽粪便和作物秸秆的数量。因此中国各种有机肥料年总生产量可能要远远超过18～24亿吨，其中氮磷钾养分含量也要超过1678万吨。据国家农业部的预测20世纪末，中国有机肥中氮磷钾养分总量达1971～2087±91.7万吨。总之中国的有机肥料是一项数量巨大的资源，而且是每年持续不断地生产出来的，利用好了将成为发展农业生产的物质保证。

针对目前大多数撒肥机在作业过程中存在抛撒不均问题，该文设计了一种锥盘式撒肥装置。通过对该装置结构和工作原理的阐有机肥抛撒机厂家直供述及肥料颗粒在撒肥盘、叶片上和空气中的动力学和运动学分析，建立了肥料颗粒的运动模型。以叶片长度、叶片水平投影倾角、撒肥盘转速、肥箱落肥口位置和面积为试验因素，以肥料抛撒的横向变异系数为试验指标进行了台架试验。试验表明，当落肥口位置（落肥口中心点在以叶片旋转中心在地面的投影为坐标原点的空间直角坐标系中的坐标值）为（70 mm，0，800 mm），叶片长度为150 mm，落肥口面积为2456 mm2，叶片水平投影倾角为1°，撒肥盘转速为1090 r/min时，横向供应有机肥抛撒机撒肥变异系数为5.215%，此时肥料抛撒的均匀性最好，满足施肥作业要求。该装置基本上解决了肥料抛撒不均方面的不足，为锥盘式撒肥机的设计与优化提供了参考。

精准施肥作为精准农业的一个重要组成部分，是减少农业投入，提高 农产品质量，减少环境污染的有效途径。圆盘式变量施肥机作为处方图的具体实施机具，在整个变量施肥过程中起着关键作用。本文以圆盘式施肥机理论分析为指 导，对影响试验效果的主要参数进行了理论分析，主要包括：落肥口位置，落肥口大小，叶片倾角，圆盘转速及肥料自身特性；并在符合美国农业工程师学会 (ASAE)标准的试验环境下，以我国常用的4种肥料为试验材料，针对影响试验效果的上述主要参数进行了室内静态模型的抛撒试验，指明了不同参数对施肥机 模型抛撒试验施肥效果的影响。

我国农家肥资源十分丰富,但目前我国农家肥使用率不足10%,由于传统农业对于化肥有很强的依赖性,又得不到科学的施用,使得农业生态环境进一步恶化。农家肥不但可以减少化肥用量、丰富土壤的营养成分,还可防止土壤有机质下降。对于像堆肥或农家肥这样的原始农家肥,还缺乏机械化施肥的手段,制约了原始农家肥的大面积应用。国内外传统的农家肥抛撒机输肥机构和抛撒机构都是依赖拖拉机输出动力传动,对于其输肥机构需要的转速很低,需要复杂的减速和调速机构,才能实现输肥机构按照需要的输肥速度进行作业。而现有的地轮驱动农家肥抛撒机左右两侧从动轮靠通轴连接,动力传递给中间轴,经过棘轮传递给输肥机构,这种传动方式不能实现从动轮分动,影响转向灵活,同时棘轮噪声大,易磨损,寿命短。还有一种地轮驱动方式是在从动轮外侧连接链轮,这种方式施肥左右从动轮受力不均衡,影响作业效果。因此,在农家肥抛撒机上实现地轮驱动输肥稳定、不影响转向灵活是地轮驱动的关键。本研究从刚性车轮的行驶阻力的角度出发,充分考虑地面和农家肥抛撒机作业的相互关系的基础上,详细阐述了地轮驱动输肥的基本理论,建立了刚性车轮的行驶阻力和输肥机构链条所需张力数学模型,从而揭示了地轮驱动输肥的可行性条件,为后续进行农家肥抛撒机地轮输肥机构仿真计算奠定基础。

由于有机肥养分齐全、含量较少 [1]的特点,在使用有机肥作为基肥时需加大施用量,这就致使有机肥撒施工作劳动强度加大。研制有机肥撒施机械是解决固体有机肥撒施作业劳动强度大、工作 环境差、撒施均匀度差[2]等问题的有效措施,现有固体有机肥撒施机械的驱动方式有两种:一种是传动轴驱动,一种是地轮驱动。现就我国现有地轮驱动式固体 有机肥撒施机的特点进行分析,并在此基础上提出改进方案。研制的地轮驱动式农家肥撒施机由左右地轮分别经传动装置带动输肥装置和撒肥装置完成输肥和拨肥,不需额外动力,只需牵引动力。该机肥箱容积为2 m^3,工作幅宽2 m,纯生产率0.8-1.6 hm^2/h,配套动力为18-30马力轮式拖拉机。