水稻是我国最重要的粮食作物之一,优化水稻的种植模式、改良新品种提高其产量对于保障我国粮食安全具有重要意义。而水稻品种直接影响水稻的产量,新品种的遴选需要在同等自然条件下、农艺种植模式完全一致的情况下展开,而现有人工撒播播种条件下的水稻种子繁育模式难以满足此项要求。与人工撒播、育秧、拔苗、插秧等传统水稻育种作业相比,采用水稻旱地直播技术进行播种作业不仅能提高育种效率、降低成本,更能有效保证播种作业的准确性和一致性,排除人为因素干扰,提高试验结果的准确性和可信度。水稻旱地直播技术的核心装备是水稻育种排种器,但现阶段我国在水稻旱地直播育种排种器方面的研究较少,技术不够成熟。因此,本文旨在通过对排种器工作原理分析、水稻种子吸附/携种运动以及吸种孔的流场仿真及台架试验等方面的研究,设计开发一种能够满足旱地直播育种农艺的气吸式水稻精量育种排种器。主要研究内容如下:（1）国内外研究现状分析在充分研读国内外排种器相关文献与专利基础上,结合市场调研,分析当前水稻育种排种器的功能需求,对比国内现有装备存在的问题和不足,明确设计目标和优化方向,对排种器设计所需的数值模拟方法进行分析,提出气吸式育种排种器的设计方案。（2）通过试验进行水稻种子参数标定进行种子物性参数直接测量试验,获得种子的密度、含水率、剪切模量、几何尺寸与滑动摩擦系数等种子物性参数;采用离散元仿真试验与直接测量试验相结合的方法,以种子的自然休止角为对照参数,对水稻种子的物料接触参数进行系统标定。（3）水稻排种器的结构设计根据水稻种子物性参数（3轴尺寸、滑动摩擦系数等）,并结合育种试验对水稻育种排种器功能需求,设计一种气吸式水稻精量育种排种器,并对排种器的预落种机构、清种室结构与排种盘结构进行结构与功能分析。通过分析水稻种子在吸种、携种与落种时的受力情况,明确排种器排种原理及影响吸种、携种性能的主要因素。（4）排种器结构优化设计与模拟试验设计三种排种盘扰种凹槽结构,通过离散元仿真确定最佳的排种盘扰种凹槽参数。建立排种盘吸种孔流体模型,对吸种孔流场进行仿真分析,确定吸种孔的结构和关键工作参数,并结合仿真分析结果,对吸种孔结构进行优化。利用流固耦合数值模拟,验证排种器清种室结构是否满足育种排种器清种功能的要求。（5）排种器性能试验研究采用减速步进电机为排种器动力源,变频风机作为负压供给系统,建立水稻育种排种器试验台架,以排种器的工作转速和气室气压作为排种器排种性能的主要工作参数,对排种器进行系列台架试验,包括排种器工作转速、气室气压的单因素试验以及同时考虑排种器工作转速与气室气压的2因素3水平试验。先后利用单、双因素试验研究排种器工作参数,分析试验结果,得到排种器气压值与转速的最佳工作参数并进行排种器漏播率的影响试验和排种器适应性试验,以验证排种器的工作性能。