在河南小麦玉米的机械化生产中,存在着种植规格多,作业质量要求不规范,小麦玉米种植不配套等问题,直接影响着后茬玉米免耕播种质量以及小麦后期田间管理机械化作业。本文对河南省代表性地区的农业机械化作业情况进行了一系列的调研,以小麦玉米的配套种植模式为重点,提出了一种适合小麦玉米机械化生产的配套种植模式。在河南小麦玉米机械化生产技术工艺基础上,制定了小麦玉米播种作业质量规范。该模式即小麦(120×3+240)mm宽窄行种植模式,每个小麦苗带有4行小麦,3个窄行间隔,每两个苗带间有一个240mm的宽行间隔,用于后茬等行距600mm配套种植玉米。为配合这一种植模式的田间试验,研制了与模式配套的小麦播种机,该机主要有机架、圆盘播种开沟器、刮板式合墒器、镇压总成等组成,作业幅宽2400mm。在此基础上,为提高小麦播种质量,应用激光平地技术、自动导航技术等农业机械化新技术开展了模式试验。试验表明,小麦种行匀直,播深一致,地表无断条、晾籽现象,该模式的宽窄行布置,充分利用了边行优势,利于小麦的生长,符合小麦播种农艺要求,为后茬玉米配套播种奠定了一定的基础。结合小麦玉米机械化生产配套种植模式,为解决一年两熟地区玉米免耕播种中秸秆拥堵的问题,研制了一种旋刀式玉米免耕施肥播种机,该机结构上采用驱动地轮前置,作业中一次性完成对地表秸秆、杂草的切碎、对行开沟、种肥异位同播、覆土、镇压等多道作业工序。其主动式防堵装置主要有刀盘、刀轴及安装在刀盘上的一组旋刀组成,具有较好的灭茬、开沟作用。对土壤作业部件旋刀进行了相关运动学及力学作用的理论分析,描述了旋刀的余摆线运动轨迹及切土、断草特性。运动分析表明,旋刀的旋耕速度比λ值为6.65,满足旋刀向后切削土壤的条件。采用ADAMS仿真软件对旋刀进行了相关的运动仿真分析,描述了旋刀在仿真环境下的作业曲线,单个运动周期内旋刀沿机具前进方向的位移量为240mm,验证了理论运动分析与实际作业情况相符合的特性。对土壤作业部件旋刀进行力学和功耗的理论分析得,作用于单个旋刀的力为928.7N,刀辊的功耗为9.6k W。玉米田间播种试验表明,机具的田间通过性良好,旋刀的切土、碎草效果明显,沟宽160mm,沟深80~120mm。种、肥深度变异系数分别为10.5%和5.9%,地轮滑移率为6.2%,土壤挠动量约26.6%,田间平均出苗率高达97.6%,苗行整齐均匀,苗情长势良好,满足了玉米免耕播种的农艺要求。