德国有机农业核心是建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环。在有机农业生产系统中, 作物秸秆、畜禽粪便、豆科作物、绿肥和有机废弃物是土壤肥力的主要来源, 作物轮作以及各种物理、生物和生态措施是控制杂草和病虫害的主要手段。德国有机农业除严禁使用化肥、农药等外源合成物质、减少机械破坏外, 还十分注重提高土壤有机质, 给放线菌以丰富的营养, 成为优势菌群, 控制农作物病害发生为害。提高土壤有机质的措施包括种植绿肥、深根豆科作物、农地休闲、增施有机肥料等。德国家庭农场多以养畜为主, 兼营种植业。在政府政策鼓励下, 有机农场只施用有机肥, 使畜牧业和种植业相互促进, 共同发展, 减少了化肥施用过多对土壤环境的污染。德国农业的一个显著特点是畜牧业十分发达, 是一个以畜牧业为主的农业结构, 畜牧业产值占农业产值的60%以上。这种生产结构大大提高了农产品的附加值, 为人们提供高质量、高营养的乳肉制品, 在改善人们的饮食结构, 提高生活水平的同时, 也增加了农业产值。

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。对于像堆新款农田撒肥车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、不影响转向灵农田撒肥车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。

在罗马时代，农民就发现在前作为豆科植物的大田里种植谷类作物时，其产量有所提高，因此，就注意到细菌能增富农业土壤中的营养。直至19世纪，德国的苜蓿种植者和美国的一些大豆种植者，他们利用苜蓿田或大豆田的土壤，转移接种至新的农田，从而使作物产量得到提高。1838年，法国农业化学家布森高（J.B.Boussingault）发现了豆科植物能固定氮。并于1843年建立了第一个农业试验站，对各种轮作制中作物产量和成分进行了较为精确的分析。1886-1888年德国科学家赫尔里格尔（H.Hellriegal）在砂培条件下证明，豆科植物只有形成根瘤菌才能固定大气中的氮。1888年荷兰学者贝叶林克（M.W.Beijerinck）分离了根瘤菌，这是微生物肥料方面的突破。现已明确那是根瘤菌的作用。这些细菌的发现，促使了第一家美国公司纳特尔公司于1898年生产和销售了土壤细菌接种剂。自此以后，就有诸多的细菌制剂用于土壤和农作物种子的拌种和包衣。20世纪20年代，又有一些新的微生物制剂用于大田土壤和农作物，但效果不甚理想。20世纪40年代，美国农业部颁发了生物杀虫剂许可证，至今已有20多种不同的微生物产品为这一目的而使用。1937年，苏联微生物学家克拉西尼科夫和密苏斯金研制了“固氮菌剂”。从而开创了细菌肥料的先河，由于种种原因，这种微生物肥料都先后停止了大规模生产。1940年前后，亚洲研制了一种以蓝细菌（藻类）为主而用于稻田的生物肥料。现其在持续农业中仍然发挥着巨大的作用。不管生物肥料的历史如何，微生物制剂仍继续向前发展。自20世纪80年代开始，人们以极大的精力关注着用于环境和农作物的生物肥料，其原因是这类产品能有效地解决存在的一些问题，特别是无公害和消除环境的污染。因此，要研制出一种既具有肥料功能，又具有消除环境污染的能力，就十分困难。

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。