
在罗马时代,农民就发现在前作为豆科植物的大田里种植谷类作物时,其产量有所提高,因此,就注意到细菌能增富农业土壤中的营养。直至19世纪,德国的苜蓿种植者和美国的一些大豆种植者,他们利用苜蓿田或大豆田的土壤,转移接种至新的农田,从而使作物产量得到提高。1838年,法国农业化学家布森高(J.B.Boussingault)发现了豆科植物能固定氮。并于1843年建立了第一个农业试验站,对各种轮作制中作物产量和成分进行了较为精确的分析。1886-1888年德国科学家赫尔里格尔(H.Hellriegal)在砂培条件下证明,豆科植物只有形成根瘤菌才能固定大气中的氮。1888年荷兰学者贝叶林克(M.W.Beijerinck)分离了根瘤菌,这是微生物肥料方面的突破。现已明确那是根瘤菌的作用。这些细菌的发现,促使了第一家美国公司纳特尔公司于1898年生产和销售了土壤细菌接种剂。自此以后,就有诸多的细菌制剂用于土壤和农作物种子的拌种和包衣。20世纪20年代,又有一些新的微生物制剂用于大田土壤和农作物,但效果不甚理想。20世纪40年代,美国农业部颁发了生物杀虫剂许可证,至今已有20多种不同的微生物产品为这一目的而使用。1937年,苏联微生物学家克拉西尼科夫和密苏斯金研制了“固氮菌剂”。从而开创了细菌肥料的先河,由于种种原因,这种微生物肥料都先后停止了大规模生产。1940年前后,亚洲研制了一种以蓝细菌(藻类)为主而用于稻田的生物肥料。现其在持续农业中仍然发挥着巨大的作用。不管生物肥料的历史如何,微生物制剂仍继续向前发展。自20世纪80年代开始,人们以极大的精力关注着用于环境和农作物的生物肥料,其原因是这类产品能有效地解决存在的一些问题,特别是无公害和消除环境的污染。因此,要研制出一种既具有肥料功能,又具有消除环境污染的能力,就十分困难。
为研究究牵引式农家肥抛撒机性能,以自行研制新型抛撒机为对象,通过分析抛撒机工作原理和结构,建立农家肥抛撒过程运动方程.选取抛撒转速、行走速度和刮板间距为试验因素,以均匀度变异系数为试验指标作单因素和正交试验及响应曲面.结果表明,抛撒转速和行走速度对均匀度变异系数和撒肥幅宽影响较大,刮板间距在合理范围内对均匀度变异系数影响不显著,刮板间距合理范围为150~300 mm;当抛撒转速为365 r·min-1,行走速度为4.6 km· h-1,刮板间距为150 mm时,均匀度变异系数为22.6%,撒肥幅宽为2.26m,此时撒肥幅宽满足设计要求且变异系数最小,研究结果可为农家肥抛撒机性能完善提供参考。

化学肥料的不合理施用导致土壤有机质含量下降,板结等一系列土壤问题。增施农家肥可有效改善土壤的理化性质,缓解化肥对土壤供应有机肥抛撒机的破坏。但由于农家肥具有结块、含水率高、施肥量大的缺点,施肥过程中又存在装肥、运肥繁杂,作业强度大,人工撒施不均匀等问题,所以农家肥的施用受到很大的限制。农家肥施肥机械化可以很好的解决上述问题,但机械化施肥又存在着以下两方面问题:一是现有的农家肥抛撒机械多供应有机肥抛撒机从国外引进,功能繁杂、价格昂贵,国内推广难度大;二是国内生产的农家肥抛撒机械以仿制为主,对农家肥抛撒机技术缺乏深入研究,施肥效果不理想。这些问题严重阻碍了农家肥的大面积使用。针对以上问题,研制了一种新型的农家肥抛撒机,该抛撒机为牵引式,由地轮驱动输肥、拖拉机动力输出轴驱动抛撒。
堆肥标准的实施对禽畜粪便有机肥企业来讲既是一次调整,同时也是一次提升。一方面种植业对禽畜粪便有机肥的消纳量将决定养殖的规模,超出消纳量的养殖企业根据需要在养殖结构上做出一定调整,禽畜粪便或是做沼气处理成为能源,或是做有机肥;另一方面,以前有机肥企业都是盲目去做量的发展,只设最低产能下限却没有设置上限。未来商品有机肥产能过剩的企业就需要下调或者将超出的产能通过技术升级方式制成高端产品,销往其他市场,也可以与当地没有加工技术的养殖场合作共赢。中国农业大学教授也认为,执行标准中要求的源头处理可使有机肥企业简化加工程序,更多投入到技术创新、产品升级上来,将更加利于整个禽畜粪便有机肥行业的发展与壮大。

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。
有机肥还田不但提供了庄稼生长需要的许多营养元素,而且增加土壤的有机物的含量,并能改善土壤的团粒结构,提高土壤通风和蓄水能力。合理撒施有机肥还可以改善农业大气环境、水环境、生物环境。 有机肥在施用前需要进行相应的处理。根据有机肥含水率的不同大致可分为两类:液体有机肥和固体有机肥,液体有机肥需要用处理池进行处理后才可以撒施到田间,处理池的位置应远离住宅、水源以免产生污染;而固体有机肥处理时采用堆积发酵处理,也应该尽量覆盖有机肥和畜禽有机肥堆放场,保护大气环境质量。我国现阶段的情况采用较多的是固体有机肥堆积发酵处理。 针对不同的有机肥应采用不同的撒施设备,有机肥撒施机国外已经有了系列产品,可以对不同形式的有机肥进行撒施。而国内还是采用传统式的人力撒施,对有机肥撒施机的研究才刚开始,除吉林农业大学对农家肥撒施机(螺旋式)已经进行了试验研究,其他尚无相关研究报道。应用农家肥撒施机可以改善劳动者的工作环境,减轻有机肥撒施作业的劳动强度,提高撒施的均匀度,提高农民施有机肥的积极性,是促进农业生态平衡和农业可持续发展战略的重要内容。 本文对固体有机肥撒施机的撒施部件(水平圆盘式)进行了试验研究。水平圆盘式撒肥部件对有机肥的适用性强,撒施均匀性好,因此具有广泛的使用价值。