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。为探究各试验因素对抛撒机抛撒性能的影响,以均匀度变异系数和撒肥幅宽为试验指标,进行了单因素和正交试验,进而得到各因素的主次顺序和较优参数组合。

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。我们更热销新型撒粪机需要健康、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热销新型撒粪机形势不容乐观，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

针对我国有机变量施肥机在变量施肥过程中排肥量不准确、抛撒不均及有机肥变量施肥机缺乏的问题,采用变量施肥技术,设计了一款链条输送式精准变量排肥机构.通过分析有机肥输送过程中肥料的运动及受力分析,建立了埋刮板宽度与两个之间的间距及焊接在马蹄链的倾斜角度关系方程,并进行了EDEM仿真分析.对于同一施肥量,选择闸板开口大小为5、10、15mm这3组数据进行田间试验.结果表明:链条输送式精准变量排肥机构排肥效果较好,在动力为14kW、闸板开口大小为5mm时,实际施肥量与预置施肥量相对误差最大值为7.6%;闸门开口大小为10mm时,实际施肥量与预置施肥量相对误差较小为2%,能够较好地满足实际生产要求,为我国有机肥撒施机研究提供技术支持。

据不完全统计，近年来中国登记注册的有机肥企业数量已经超过了3000家，并还在大幅增长，其中用禽畜粪便做有机肥的厂家成为最大的增长极。中国禽畜粪便有机肥已然进入了快速爆发期，其最大的拉动力就在于政策支持。2016年农业部发布《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》，2016年国务院发布《土壤污染防治行动计划》，2017年农业部印发《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》，均提出鼓励农民增施有机肥，对畜禽规模养殖集中区鼓励农作物种植与禽畜粪便综合利用相结合。此后，全国上下随即掀起一波利用禽畜粪便生产有机肥的热潮。有机肥的风口在政策推动下，越聚越大。据悉，目前农业部正在编制禽畜粪便堆肥标准，现已开始征集意见，该标准不仅将对堆肥过程和产品做出细致要求，更指出了禽畜粪便生产有机肥的政策方向：种养结合。中国农业大学资源与环境学院教授参与了该标准的制定，他坦言，规模养殖正在加快发展，但养殖与种植分离成两个主体，养殖的不种地，种地的不养殖，客观上阻隔了粪污还田的通道。他认为，种养结合模式有望成为禽畜粪便有机肥行业未来的发展方向，而正在征求意见的禽畜粪便堆肥标准正是体现了对种养结合的鼓励。农业部微生物肥料质检中心主任李俊对种养结合也颇为认同，他认为，随着养殖业规模化，未来中国应该对粪污采取规范、统一的治理技术及其配套工程。

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。