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。

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。

(1)直接参与植物新陈代谢。植物可以直接吸收简单糖类、氨基酸、腐殖酸等有机物,这些有机物直接参与到植物内部转化、代谢、合成等生物化学过程。(2)提高矿物质元素有效性和肥料利用率。腐殖酸中大量的有机酸类等,使土壤中难溶性矿物质养分转成可溶,有利于同亲脂性和细胞膜亲和,提高矿物质营养元素的有效性。(3)提高作物抗性。腐殖酸中水溶性多糖可调节植物细胞质浓度,降低冰点使植物抗寒,生物碱、酸类物质抵御或杀灭病原菌和有害昆虫,增强植物抗病虫能力。(4)激活、增加土壤有益微生物。腐殖酸为土壤微生物提供了充足的营养,使土壤微生物种群和数量增加。(5)改善土壤理化性质。腐殖酸中的活性有机物和土壤矿物质形成有机胶体,促使土壤团粒结构形成,可全面改善土壤水、肥、气、热状况。可以看出,它的优点是含有非常丰富的有机质、腐殖质和植物搜需要的很多种营养元素。有机肥它可以改良土壤和改善土壤中的重金属,可以提高土壤的结构、提高土壤的营养元素、增强土壤保肥保水能力、调节土壤酸碱度、促进土壤微生物活动、提高土壤养分有效性等都具有良好的作用。

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。对于像堆热销扬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、不影响转向灵扬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。

现代农业中,绿色、环保、高效是人们追求的种植目标。而在化工行业飞速发展的今天,许多农民朋友对传统的农家肥认识不高。其实,将化肥与农家肥混合在一起施用,能起到不少好的作用。1农家肥的特点和作用农家肥大多数是指人和动物的排泄物及其他肥料。如人粪尿,猪、牛、羊、马粪尿,禽类粪尿及厩肥、堆肥、沼气肥、熏土、炕土、草木灰等。其特点主要有以下几方面:(1)农家肥的来源比较广泛,成本较低。农家肥基本都是在农村中就地取材,就地积制,因此其来源广且成本低。(2)农家肥所含的养分比较全面,肥效稳定而持久。农家肥料除了含有氮、磷、钾三大营养元素外,还含有钙、镁、硫、铁和各种微量元素以及一些能刺激根系生长的物质以及各种有益土壤微生物。(3)农家肥能够改善土壤结构。农家肥中含有丰富的腐植酸,它能促进土壤团粒结构的形成,使土壤变得松软,改善土壤中的水分和空气条件,利于根系的生长;能增加土壤保肥保水性能,提高地温,还能促进土壤中有益微生物的活动和繁殖等。

以往老百姓种田都是靠人工施肥,这样的施肥方式即费力又费时,同时还达到我们预计的施肥效果。随着时代的进步,坚持走科技强农的发展战略,撒肥机问世了。在我国以往施肥大多将腐熟好的肥料用大车运输到田间均匀放成小堆,再用锹撒开。也有在大车上随走随撒的。这种方法劳动生产率很低,且撒肥不匀。由于土地长期大量施用化学肥料,造成土壤中某些营养成分的严重缺乏,土壤板结,影响了农作物产品的品质。采用撒肥机撒肥可以更好的提高劳动生产率,并可提高撒肥质量,这样一来,就避免了施肥不均匀的现象,不仅使农作物的产量增加,同时也克服了土壤局部板结的问题,最最主要的是为老百姓节约了种田成本。