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。

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、螺旋牛粪撒粪机输送破碎系统、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,窄幅供应牛粪撒粪机运输功能;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。

针对锥形撒肥圆盘存在抛施肥均匀性差、相关理论和解析模型研究较少等问题,建立了肥料颗粒在锥形撒肥圆盘上及空气中的运动模型。分析锥形撒肥圆盘结构和运动参数对肥料颗粒自旋性的影响,将肥料颗粒的自旋性充分考虑在整个运动过程中,进而得到影响抛撒均匀性及抛撒幅宽的主要因素。采用正交试验方案研究了叶片长度、叶片倾角、锥形撒肥圆盘转速对肥料颗粒抛撒的横向变异系数的影响。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明：叶片长度为145 mm、叶片倾角为0°、锥形撒肥圆盘转速为1 200 r/min时,抛撒的横向变异系数为5.80%,满足抛施肥作业要求。该研究可提高马铃薯锥盘式撒肥机施肥作业效率,为锥盘式撒肥机的设计提供理论参考。

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。

随着我国经济改革的不断深入，促进了养殖业的蓬勃发展。然而养殖业所产生的大量排泄物却给环境卫生带来了很大的压力，长期堆制的畜禽粪便便滋生大量的苍蝇蚊虫，带着各种病菌到处传播，给养殖业安全及从业人员健康均带来严重的威胁。而另一方面，化肥在农业生产中的大量使用，虽然农产品产量有了很大的提高，但也带来诸如农产品品质下降、土壤板结、污染水源等问题，而要解决这些问题最根本的办法是增加土壤有机质。特别是入世后，对农产品的品质提出了更高的要求，这些都给有机肥创造了巨大的市场空间。 有机肥不仅提供了庄稼生长所需要的多种营养元素，而且增加了土壤中有机物的含量，改进了土壤的耕作结构。合理撒施有机肥还可以改善农业大气环境、水环境、生物环境。 针对不同的有机肥应采用不同的撒施设备，有机肥撒施机国外已经有了系列产品，可以对不同形式的有机肥进行撒施。而国内还是采用传统式的人力撒施，对有机肥撒施机的研究才刚开始。应用有机肥撒施机可以改善劳动者的工作环境，减轻有机肥撒施作业的劳动强度，提高撒施的均匀度，提高农民施用有机肥的积极性，施用有机肥是促进农业生态平衡和农业可持续发展战略的重要内容。

堆肥标准的实施对禽畜粪便有机肥企业来讲既是一次调整，同时也是一次提升。一方面种植业对禽畜粪便有机肥的消纳量将决定养殖的规模，超出消纳量的养殖企业根据需要在养殖结构上做出一定调整，禽畜粪便或是做沼气处理成为能源，或是做有机肥；另一方面，以前有机肥企业都是盲目去做量的发展，只设最低产能下限却没有设置上限。未来商品有机肥产能过剩的企业就需要下调或者将超出的产能通过技术升级方式制成高端产品，销往其他市场，也可以与当地没有加工技术的养殖场合作共赢。中国农业大学教授也认为，执行标准中要求的源头处理可使有机肥企业简化加工程序，更多投入到技术创新、产品升级上来，将更加利于整个禽畜粪便有机肥行业的发展与壮大。