水田整地是水稻生产过程的重要机械化作业环节,整地质量的好坏直接影响到后续的水稻插秧、田间管理等环节。传统的整地模式作业环节复杂,耗费时间长,资源浪费严重。改变传统水田整地方式需要引入保护性耕作机具与技术。近年来市场上出现了以旋耕机改装而来的水田搅浆机。但因旋耕与搅浆农艺区别显著,旋耕与搅浆作业的刀具和刀辊设计差异性较大,因此只有专用的水田搅浆刀设计才能够更好地满足农艺要求,然而目前在搅浆刀的设计理论和指标化等方面依然缺少相应的参考标准。搅浆机的刀具设计、整机结构配合都需要与水田整地农艺相结合,方能提高作业质量。但目前与水田整地的农艺要求及搅浆机作业的搅浆质量评价体系并不完善,搅浆作业效果的评价仅涉及秸秆覆盖率等有限指标,较难反映浆层的结构状态。生产中刀具结构与不同的作业工序相结合形成多种可能的搅浆整地模式,这样也进一步需要针对不同机械化整地模式的资源效率、经济等方面进行对比和评价。本文拟结合生产应用,在界定搅浆机械化作业的基础上重点研究搅浆刀的设计方法。采用逆向工程原理,构建搅浆刀三维模型,通过搅浆刀模型的参数化探讨搅浆刀的设计理论。在此基础上进一步构建搅浆试验台,在田间对比旋耕刀与搅浆刀在不同作业参数下的搅浆性能,通过搅浆耕深稳定性、秸秆空间分布质量和数量、作业能耗等性能评价,完成搅浆刀设计指标的试验验证。最后,结合大田条件之下的整机搅浆试验,针对不同耕作及整地作业模式进行综合性评价,探讨南方稻区的水田整地机械化作业模式。本文主要研究内容和结果具体如下,（1）提出水田搅浆刀设计理论和指标。本文基于逆向工程思想,采用三维点坐标仪和SolidWorks 2017软件构建搅浆刀三维结构。基于水田搅拌成浆、压埋秸秆等农艺要求,结合搅浆刀几何特征,搅浆刀的侧切刃刀面的翘曲状结构必然形成一个‘楔面入土’的效应,提出刀具楔角指标,定义为刀具刃口倾斜入土的角度,即为刀具刃口上各点处的回转圆平面与各点处相对于侧切刃表面的切面间的夹角。反映到搅浆刀的侧切刃入土过程,就是侧切刀面沿搅浆刀入土的方向形成‘楔面’。L型搅浆刀侧切刃楔角均在20°以下,通常动态楔角比静态楔角小3～10°。（2）为了研究原茬地条件（土壤参数、秸秆留茬状态）对搅浆作业效果（搅浆深度稳定性、埋草、能耗）的影响,本文对台架试验地块土壤参数和秸秆密度进行了系统的调查分析。结果表明。试验地块秸秆密度490.42 kg/亩,土壤容重与孔隙度在不同土壤深度之间差异较为显著,主要表现为0-5 cm与5-10 cm内较为接近,10-15 cm与15-20 cm 土壤深度内较为接近,而0-10 cm与10-20 cm之间存在显著性差异。土壤含水率在0-20 cm深度内呈现先增后稳定的趋势,在不同土壤深度之间,含水率与容重呈现出正相关。土壤紧实度在0-12.5cm线性增加,12.5cm之后,紧实度变化幅度不大,该地区土壤总体上呈现“上松下紧”的特征。（3）为了对水田搅浆刀)进行设计指标的分析与检验和提出水田作业参数规范,本文在大田条件下搭建原位搅浆试验台,对比搅浆刀与IT225旋耕刀)在不同作业参数（转速、工作水层）下的搅浆性能,结合国标《水田平地搅浆机（GB/T24685-2009）》和水田整地农艺要求,提出秸秆空间分布指标,通过搅浆耕深及稳定性、秸秆空间分布质量和数量、作业能耗的性能评价。结果表明,L型搅浆刀)的埋茬质量与泥浆度均优于旋耕刀,L型搅浆刀与S型搅浆刀的作业扭矩均低于旋耕刀,刀具楔角的设计变化可以提高埋茬质量,但搅浆刀的耕深稳定性低于IT225旋耕刀,水田作业参数可以选择转速300-400 r/min,工作水层2-3 cm。（4）为了研究不同整地模式的搅浆质量差异所在,本文基于大田实际条件之下进行整地作业,对不同机械化搅浆模式进行上水灌溉、整地处理。结合秧苗生长环境,提出泥块分形维度（几何粒径）指标,通过平整度、秸秆空间分布、泥块分形维度、作业效率等进行综合评价。结果表明,耕翻、旋耕和原茬地条件下的土壤紧实度随泡田时间变化趋势一致,均为幂指函数;仅考虑泥块分形维度,犁耕+泡田旋+起浆的作业质量远高于其余作业模式,0-5cm浆层中0-10 mm的土壤团聚体占比大;免耕泡田起浆处理单位能耗为1.715 kg/亩,其作业功耗远低于犁耕等工序;进行秸秆空间测试,耕翻或旋耕、泡田起浆模式的埋茬质量高于免耕泡田深旋;免耕泡田起浆和免耕泡田深旋的平整度较其余整地方式差,但均符合搅浆农艺要求。