为研究究牵引式农家肥抛撒机性能,以自行研制新型抛撒机为对象,通过分析抛撒机工作原理和结构,建立农家肥抛撒过程运动方程.选取抛撒转速、行走速度和刮板间距为试验因素,以均匀度变异系数为试验指标作单因素和正交试验及响应曲面.结果表明,抛撒转速和行走速度对均匀度变异系数和撒肥幅宽影响较大,刮板间距在合理范围内对均匀度变异系数影响不显著,刮板间距合理范围为150～300 mm;当抛撒转速为365 r·min-1,行走速度为4.6 km· h-1,刮板间距为150 mm时,均匀度变异系数为22.6％,撒肥幅宽为2.26m,此时撒肥幅宽满足设计要求且变异系数最小,研究结果可为农家肥抛撒机性能完善提供参考。

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,设计了一款链条热销厩肥施肥机厂家直销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:链热销厩肥施肥机厂家直销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。

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。

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。

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。

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。