随着科学的发展以及农业机械化程度的提高,播种机具性能越来越高,因而对播种开沟器作业要求也越来越高。本文针对播种机播种作业时土壤扰动大,播种深度均匀性差,种床土壤紧实度不足等问题,设计了集开沟、覆土、镇压功能于一体的组合式播种开沟器。该开沟器在作业时其滑刀、挡土板、镇压轮等部分相互配合能够实现滑动破土开沟,降低土壤扰动;种子落至沟底,提高播种深度均匀性;湿土先回流沟内,减少干湿土混合;镇压种沟,增强种子与土壤紧密接触。文章在综合研究国内外播种开沟器研究成果的基础上,针对东北地区播种作业存在的问题,采用理论分析与试验研究相结合的方法,对组合式播种开沟器进行了研究。本文的主要研究如下:(1)针对播种作业存在的问题,基于集成化的思想,对组合式播种开沟器的整体结构(滑刀、挡土板、镇压轮等关键部分)进行设计,使其能够满足将种沟开出的同时实现覆土和镇压功能。分别对组合式播种开沟器关键部分进行理论分析,通过分析滑切原理、土壤回流机理、镇压机理确定滑刀滑切角、挡土板倾角、弹簧形变量为开沟器的重要参数,并通过理论分析结合农艺要求得到参数范围为:滑刀滑切角25°~65°、挡土板倾角0°~12°、弹簧形变量4~20 mm。(2)对组合式播种开沟器进行可行性试验,以获得开沟器的播种性能。首先,以滑刀滑切角、挡土板倾角、弹簧形变量为试验因素,土壤扰动量、土壤紧实度、播种深度为试验指标,在田间对组合式开沟器进行单因素试验,考察各因素对试验指标的影响趋势,试验结果得到:三因素对土壤扰动量、土壤紧实度影响较大,对播种深度影响较小。其次,选取双圆盘开沟器与组合式开沟器进行播种性能对比试验,得到组合式开沟器与双圆盘开沟器的播深变异系数分别为3.61%、7.34%,结果表明组合开沟器能够提高播深均匀性,具有良好的播种性能。(3)对组合式播种开沟器进行参数优化试验,以期寻求开沟器的最优水平组合。首先,以土壤含水率、滑刀滑切角、挡土板倾角、弹簧形变量为试验因素,牵引阻力、土壤扰动量、土壤紧实度为试验指标,利用试验设计软件Design-Expert 8.0.6进行四因素五水平三元二次回归正交旋转组合试验,求得组合式播种开沟器的最优水平组合为:土壤含水率16.98%、滑刀滑切角41.87°、挡土板倾角3.50°、弹簧形变量12 mm。其次,选取最优水平组合下的组合式开沟器与双圆盘开沟器、尖角式开沟器进行田间对比试验,试验结果表明组合式播种开沟器的作业性能是最优的。组合式播种开沟器能够有效改善种床土壤环境、增强土壤紧实度,进一步提高播种作业质量,为组合式播种开沟器的设计提供可借鉴的思路。