众所周知，中国占世界耕地的7%，人口占世界人口的22%，7%应对22%，付出的代价则是土壤的过度耗竭。我们更需要健康、肥沃的土壤用于可持续的植物生产，更需要解决畜禽废弃物的资源化利用来保驾动物的可持续生产。面对环境保护、可持续动植物生产加之国家政策的引导，大家的目光更多地汇聚在了商品有机（类）肥料产业，并且坚信它正在成为我们国家的一个新兴肥料产业。中国每年会有6000万吨养分的农业有机废弃物产生，如果全部还田，至少能节省大约50%的化肥，减少化肥使用，增加有机肥料，也源于为降低土壤所承受的压力。我们国家的耕地质量形势不容乐观，土壤养分转化慢、污染物积累、作物土传病害频发成为了影响耕地质量的三大障碍，其中最核心的问题是土壤生物功能在下降。研究发现，调控（根际）土壤微生物区系对作物高产和安全生产能够起到“四两拨千斤”的作用。就是说微生物对培肥土壤、对作物高产的作用不可估量。问题是如何来调控土壤微生物区系，帮助我们同时实现当季作物高产优质、又能持续保育土壤的双重目标。——沈其荣

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。对于像堆新款抛粪机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、不影响转向灵抛粪机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。

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。

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。

有机肥料亦称“农家肥料”。凡以有机物质(含有碳元素的化合物) 作为肥料的均称为有机肥料。包括人粪尿、厩肥、堆肥、绿肥、饼肥、沼气肥等。具有种类多、来源广、肥效较长等特点。有机肥料所含的营养元素多呈有机状态，作物难以直接利用，经微生物作用，缓慢释放出多种营养元素，源源不断地将养分供给作物。施用有机肥料能改善土壤结构，协调土壤中的水、肥、气、热，提高土壤肥力和土地生产力。有机肥料是指由动物的排泄物或动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料,经发酵腐熟后而成的肥料。有机肥有改良土壤、培肥地力、提高土壤养分活力、净化土壤生态环境、保障蔬菜优质高产高效益等特点,是设施蔬菜栽培不可替代的肥料。设施蔬菜栽培常用的有机肥料主要有商品有机肥料和农家肥。