天然橡胶是我国的重要战略物质和工业原料，2014年，我国种植橡胶树面积达到1710万亩，年产86.48万吨。开沟施肥是橡胶树速生、高产的重要措施，目前我国胶园开沟、施肥多数依赖手工作业方式，其效率低、劳动强度大、成本高，用工多。为此，研制了一种胶园开沟施肥机，其配套动力为中型轮式拖拉机。主要研究内容包括：　　（1）开沟犁设计与试验：通过分析热带地区胶园粘土特性，结合国内外已有的开沟机作业类型，确定采用凿式开沟犁结构方式，其机械强度大，结构简单，与机架采用浮动连接，有效控制开沟深度。根据犁耕比阻经验公式得出开沟犁牵引力F=1072N，并通过二面楔受力模型计算出开沟犁综合受力。基于ANSYS有限元技术对开沟犁进行受力仿真，并计算出最大应力为25.842MPa，符合机械强度设计要求。田间试验结果：在落叶和杂草较少、地面平缓等情况下开沟深度为17.7cm，其稳定性系数达91.7％；在落叶和杂草较多、橡胶根系多、地面高低不平等地况复杂情况下，开沟深度为15.2 cm，其稳定性系数仅为79.7%，未能达到理想的设计要求，仍需改进。　　（2）施肥装置设计与试验：通过分析橡胶生长所需肥料的特性，结合国内外已有施肥装置结构类型和特点，确定采用圆盘刮板式排肥机构。综合种植农艺要求，设计圆盘排肥每转排肥1.851Kg，肥料箱装载量为462.64Kg。根据传动需要和操作方便，采用电机驱动连接减速器带动圆盘转动，由拖拉机提供12V直流电源，并通过PWM控制电机转速使圆盘转速稳定在0-30r/min，以达到精准施肥，也适应了多种肥料混合和易受潮肥料的需要。试验结果：圆盘转速在10r/min时，排肥量均匀度90.5%，能精准均匀施肥。　　（3）除杂草装置设计：根据机架试验情况，采用圆盘犁作为除杂草装置并与机架浮动连接，圆盘除草时受到阻力旋转并可将堆积的杂草清理出作业地面。通过犁耕比阻法计算除杂草阻力 NP圆?128，并基于有限元法对其进行强度校核和预应力模态分析，得出最大应力为9.7399MPa，模态振型频率最小为142.15Hz，符合设计要求。　　（4）机架设计：通过分析主要各功能部件的结构情况，并结合拖拉机动力输出要求，为使一次性装肥量大，避免多次装肥，减少辅助用工，确定整机与拖拉机采用牵引式连接，结合三点悬挂可提升开沟犁，以方便转弯时开沟犁离开地面，达到控制开沟犁工作。　　通过创新发明了浮动悬挂和牵引组合连接方式，对开沟犁和除杂草装置等部件进行创新设计，在样机不被抬起的情况下可实现转弯或停肥运输作业，达到能一次性完成除草、开沟、施肥和培土等作业工序。在落叶、杂草等较少情况下，能替代手工作业和单一功能作业，但可靠性、适应性方面仍需要进一步改进、完善和提高。如何实现精准定量和变量施肥将是今后改进的重点，如何智能化施肥，信息化自动监控则是发展方向。