针对国内变量施肥机作业幅宽小,变量施肥抛撒机缺乏的问题,该文应用变量施肥技术,设计了一种基于处方图的链条输送式变量施肥抛撒机。通过分析肥料颗粒在撒肥盘上的运动和受力,建立了肥料颗粒在脱离撒肥机圆盘过程中的运动方程,设计并确定了变量抛撒控制系统、肥箱、肥门自动开启装置等关键部件的结构及参数。并进行了不同施肥量和抛撒均匀性的试验,结果表明:链条输送式变量施肥抛撒机变量效果较好,且具有较好的抛撒均匀性,在拖拉机速度1.5 m/s,实际施肥量与预置施肥量相对误差最大值为7.53%;拖拉机速度2 m/s,目标施肥量225 kg/hm2,抛撒幅宽设定30 m,有效幅宽抛撒变异系数为14.90%,能够较好的满足实际生产要求。

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,主要供应新型撒粪机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供应新型撒粪机平均为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。

针对畜禽粪便、农家肥等腐熟有机肥特点,结合施用要求,设计了有机肥抛撒机,该机主要由万向节传动轴、齿轮传动系统、机架、肥箱、螺旋输送破碎系统、液压缸、卸料门、变速箱、带传动装置、抛撒系统等组成,并针对机箱、推肥破碎装置、抛撒装置进行了主要设计.经过试验证明,该机器实现了肥料均匀高效抛撒,具有宽幅作业,窄幅运输功能;箱体T形结构设计,实现了装料方便,卸料充分,无残留;整机结构紧凑,性能可靠,行走、转动灵活,操作简单,控制方便。

畜禽养殖污染是长江流域治理污染的难题之一。实践证明,既要保证肉蛋奶等畜产品的供应,又不污染长江,大力推进畜禽粪污资源化利用是有效途径。”3月3日,出席全国两会的全国人大代表、荣昌区委书记曹清尧说,荣昌是我国生猪养殖重点地区,日产粪污量4300吨。“这么大量的污染物如果排入长江,‘一江碧水’就很难实现。既要吃肉,又要环保,唯一做法就是推进畜禽粪污资源化利用。”为此,曹清尧在本次全国两会上提出了《关于加大国家对长江上游地区畜禽粪污资源化利用的建议》。“习近平总书记强调‘要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发’,每年全国畜禽养殖产生粪污约为38亿吨,长江上游地区约10亿吨。但是,目前国家支持的畜禽粪污资源化利用整县推进项目在长江上游地区不足10个。”为了让面源污染降下去,让土壤地力肥起来,曹清尧提出六条具体建议:一是畜禽粪污资源化利用整县推进项目在长江上游区县实现全覆盖;二是加大对长江上游地区畜禽粪污资源化利用科技研发的投入。比如做好有机肥加工和农田施用消纳设备的研究应用和推广;研究集成一批控源减排、清洁生产、高效堆肥、沼液沼渣综合利用等先进技术,提高新技术的推广效率;三是加大对长江上游地区畜禽粪污专业化、社会化组织培育力度,在政策、资金、项目、装备等方面给予支持,构建种养及粪污处理的利益联结机制,有效解决种植养殖业空间分布不均和时间差异矛盾;四是加大对长江上游地区畜禽养殖场(户)粪污处理设施硬件投入,支持养殖场改建,重点建设储液池、沼气池、还田管网等设施,购买固液分离机、节水减排等设备;五是对使用有机肥出台补贴政策。如对使用有机肥的畜禽养殖场(户)进行固定补贴,利于引导农户、业主等自觉使用有机肥;六是将长江上游打造为化工农业到生态农业过渡的示范点。国家层面要进行规划布局,建立种养结合、循环发展的技术支撑体系,打造有机、绿色、生态农业示范。
种养结合和堆肥执行标准的实施,并不意味着商品禽畜粪便有机肥将面临重创,反而对企业是个好事。分析得出:“该标准要求养殖企业必须对禽畜粪便进行无害化堆肥处理,有机肥企业在加工该类肥料的时候反而会省去很多环节。企业通过深层次加工处理的商品有机肥作用会更加全面,肥效、利用率等都会在不同程度上有所提高,对土壤健康也会更加有利。有机肥企业可将省下来的精力更多投入到技术创新、研发等方面。” 据透露,此项堆肥标准有些指标相对较低,如水分质量分数≤45%即可。一方面农户可直接跟养殖场对接采购使用,另一方面利于厂家在堆肥原料上深层次加工。而那些没有能力做堆肥处理的小型养殖场甚至可以与有机肥厂合作共建堆肥设施。