减少化肥使用量已被列为我国农业农村污染治理攻坚战行动计划的主要内容,针对冬小麦追肥撒施作业过程中养分损失严重、化肥利用率低以及对环境污染严重等问题,深施追肥作业可有效降低氮素的挥发速率,提高化肥利用率。为实现小麦精准精量追肥深施的目的,本文提出了一种基于自动导航技术的小麦对行深施追肥的方法,并对精准施肥的关键技术进行了研究,实现了基于机具速度的定量与精量施肥作业,对提高窄行距作物机械化深施肥技术水平具有参考意义。主要研究内容和结论如下:1.为满足小麦机械化追肥对行深施要求,通过离散元仿真的方法对尖角式开沟器和双圆盘开沟器对土壤的扰动作用进行对比分析试验。分析了尖角式开沟器与双圆盘开沟器作用土壤时土壤的细观运动过程,尖角式开沟器作用于土壤时,铲尖部分对土壤的扰动作用较大,在铲尖与铲柄连接位置会出现壅土的现象;双圆盘开沟器由于圆盘滚切土壤作业,减小了圆盘前端对土壤的扰动范围及对土层的扰动作用。以土壤扰动范围及回土特性为依据,对双圆盘开沟器圆盘直径、圆盘夹角和圆盘偏角对土壤扰动作用进行了仿真分析,结果表明,当圆盘直径为350mm,圆盘夹角为15°,圆盘偏角为25°时,对土壤的扰动范围小于其他两种结构参数的圆盘开沟器,回土量较大。为深施肥开沟器参数的确定提供了参考依据。2.进行了不同类型的导航系统牵引机具对行作业精度的研究。选择两套导航系统进行分析,通过单天线RTK-GNSS接收机及天线获取机具轨迹,以对行作业精度和接行作业精度为评价指标,分析了作业速度、作业工况及导航系统对机具对行作业偏差的影响。结果表明,两套导航系统自身导航偏差在±3cm以内,有较高的作业重复性;在正向和反向接行作业时,机具的对行偏差稳定分布在0值的两侧,且各作业行的偏差不随着接行的增多而累加。平地条件下,系统1牵引机具的对行偏差接近于正态分布,系统2牵引机具的对行偏差分布规律性较差。随着作业速度的加快,在平地条件下,两套系统牵引机具得到的对行偏差由±3cm增大到±5cm的范围;在田间条件下,系统1牵引机具的对行偏差由±4cm增大到±6.5cm的范围,系统2牵引机具的对行偏差基本维持在±7cm以内,无明显的差异。综合得到,系统1牵引机具作业有较好的对行作业精度,且作业速度对偏差分布范围有显著影响。3.设计了基于PID控制的精量排肥控制系统,通过电液比例阀控液压马达系统实现排肥轴转速的精确控制,并对转速控制系统进行了仿真分析,对PID参数进行整定,在静态和动态条件下,进行了马达转速控制精度试验,得到静态条件下马达转速最大控制误差为6.5%,动态条件下最大控制误差为10.2%。提出了以各行排肥量一致性变异系数为优化准则,以目标施肥量和作业速度为依据的排肥器开度和排肥器转速协调匹配的控制方法,建立了单转排量、目标施肥量及各行排肥量一致性变异系数对排肥器开度与转速的回归模型,通过对模型进行求解得到某一作业速度、目标施肥量条件下对应的最优排肥器开度与转速组合求解。分别在静态和动态条件下对回归模型和推荐方法进行了验证试验,结果表明,通过推荐方法进行施肥参数设置计算得到的施肥量偏差均小于4%,测得马达实际平均转速与预计转速最大偏差为2.74%,在给定参数范围内,单转排量和施肥量回归模型均有极高的拟合精度。4.通过小麦田间机械化追肥试验,对小麦精准对行精量深施追肥机的性能,追肥深施对小麦产量及产量构成因素的影响进行了试验研究和分析。结果表明,追肥机整体施肥量偏差小于8.92%;行间各行排肥量一致性变异系数基本在2%左右,有良好的行间施肥均匀性。对连续5个作业幅宽内的机具偏差进行分析,结果表明,在自动导航系统牵引下,机具田间对行作业偏差基本在±5cm范围内。进行了（10+20）cm宽窄行10cm深施追肥和表层撒施追肥对小麦产量及其构成因素影响的对比试验,结果表明,对比表层撒施肥处理,深施追肥不仅对生长期小麦叶片SPAD值和株高有促进作用,同时可以提高小麦穗粒数和千粒重,增加作物产量。