施用农家肥是中国传统农业精耕细作的前提,是一种典型的生态农业和循环经济,其具体成效有两个方面,一是妥善处理农村家庭生活和生产废弃物,并改善农村环境;二是提高土地肥力、实现增产增收。在传统农村社会,农家肥是农业生产之宝。农家肥主要来自农户排泄物、生活生产废弃物、养殖家畜家禽的排泄物。在日常生活中,农户通过垫土(即用土播撒)来覆盖排泄和废弃物,达到清洁居家环境的目的。积攒到一段时期就会产生堆肥的效果,最终形成农家肥。开春之初最重要的农活是“出粪”,即把猪圈里积攒了一年的农家肥挖出来。每年春节初七、初八之后,勤劳的各家各户便开始忙碌起来,村内街道上到处是已经沤熟的农家肥,等待晾晒干、失水变轻后用独轮车运到地里,以备春耕。年节后,村子里便弥漫着一股臭气熏天的意味,虽然非常不卫生,但村民们都已经习以为常。随着农民收入和生活水平的提高、农业现代化与新农村建设的推进,农村的“出粪”现象在一些发达农村地区已经变得十分罕见,农家肥由宝变害,也得到了科技力量的支持，技术引导产生粪便抛撒设备，实现粪便均匀抛撒还田。

常用的农家肥,主要是指人粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、草木灰、石灰、老墙泥等。这些农家肥主要特点是:(1)数量巨大。它在农业生产上起着重要的作用,它的来源广泛,可以就地取材,降低农业生产成本。(2)养分。主要为有机态、如氮素呈蛋白质状态存在,磷素呈植酸、核蛋白和卵磷脂状态存在;有机养分绝大多数不能直接被植物吸收利用,因此,农家肥中的肥效比无机肥料缓慢而时间持久。(3)一般含有较多的有机质。农家肥中的有机质在土壤中被微生物分解腐烂放出二氧化碳和生成有机酸,这样可增强植物二氧化碳营养,又可促使土壤难溶性养分的溶解。(4)能改良土壤。农家肥中的有机质在土壤中经过微生物的作用形成腐殖质,腐殖质能促进土壤团粒结构的形成,使土壤疏松,易于耕作。同时能改善土壤的通透性,有利于土壤微生物的活动,促进土壤养分的分解和结构,增强土壤的保水保肥能力。

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。

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。

目前,许多农户只懂得尿素、碳铵等化学肥料若保管和使用不当,会造成养分的大量损失,而忽视农村中最大肥源农家肥的积肥、造肥,致使大量农家肥养分损失严重。例如,有些农户的牲畜棚破旧漏雨,圈坑渗水漏肥,有些将出栏粪往院内一堆任其风吹、日晒、雨淋,这样粪尿中的氮素变成气体挥发了,可溶解的养分随水渗漏流失了,造成粪肥低劣。据测定,牲畜尿若不及时垫土圈沤,单存半月氮素损失可高达96%。因此,如何防止农家肥养分损失,应引起大家高度重视。减少家畜粪尿养分流失的方法改善栏圈,做到不漏水、不漏肥,便于起垫圈;栏圈地面适当垫土,粪尿与土之比以1∶3～4为宜,做到勤起勤垫,每日或隔日起圈1次;出栏的粪尿如果暂时不用,应立即堆起外围用泥封严,以保肥效。

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厩肥施肥机厂家直销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，横向供应厩肥施肥机撒肥变异系数为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。