水稻旱直播技术省去了育苗、泡水整田、插秧等作业环节，具有省工、节水、高效节能的特点，与移栽相比更适宜机械化作业。本文在对国内外水稻机械旱直播技术分析的基础上，针对现有旱直播机械存在的机型单一、播种均匀性和可靠性差等问题，提出了同步开沟起垄施肥铺膜水稻精量旱穴直播技术，对配套机具的关键部件--可调型孔式排种器、压轮式开沟器、铺膜装置、播种动力系统进行了理论研究和分析，在此基础上试制了2BDXFM-8型水稻精量旱穴直播机并进行生产试验。取得的主要研究成果如下。　　 首次提出了同步开沟起垄施肥铺膜水稻精量旱穴直播技术。在旋耕平整后的旱地上同时开两条平行的蓄水厢沟，在两蓄水厢沟之间形成的垄台上同步开出播种沟和施肥沟，施肥沟位于播种沟一侧，水稻芽种以穴播方式按一定间距播在播种沟内；肥料施于肥料沟底，施肥后覆土盖平；播种后在垄台覆盖地膜。该播种技术解决了一般直播稻播在泥土表面根系入土浅易倒伏的问题；同时省水、省肥、省工，提高了种子发芽率和成苗率，播种后覆膜提高了种子的抗寒能力。在此基础上设计了2BDXFM-8型水稻精量旱穴直播机并进行了生产试验，能同步完成旋耕碎土、开沟起垄、施肥、播种、铺膜作业。　　 设计了一种可调型孔式水稻精量排种器，对可调型孔式水稻排种器的充种、清种、护种和投种四个环节的工作机理进行了分析，建立了相应的动力学和运动学模型，研究了排种过程各阶段种子受力及运动规律，分析了影响排种器作业性能的主要因素，包括转速、排种轮和型孔尺寸参数、种子层高度等；采用高速摄像技术对稻种的运动状态进行了在线拍摄，进一步研究了水稻种子在排种器不同工作阶段的运动状态和运动规律，为排种器结构设计和工作参数的确定提供了依据。借助Solidworks软件对排种系统核心部件进行了结构设计和仿真，优化了排种器的结构参数。通过单因素和多因素正交试验，对影响排种作业性能的几个主要因素，包括转速、充种角度、限种板、型孔尺寸等进行了试验分析，试验结果表明，影响穴播种数和排种变异系数的主次因素分别是：型孔尺寸、限种板与型孔轮表面间隙、排种轮转速。样机田间试验结果表明可调型孔式排种器的排种性能达到了水稻精量旱穴直播播种的要求。　　 根据水稻精量旱穴直播播种要求，设计了驱动压轮式开沟器。从理论上建立了开沟器压轮接地压力数学模型和应力分布模型，进行了开沟器压轮受力分析，确定了各参数范围。应用Matlab软件对建立的数学模型进行了模拟计算，分析了各参数对开沟深度的影响，确定了开沟器压轮参数。　　 设计了水稻精量旱穴直播机液压动力系统。根据播种机工作特性设计了变量泵加定量马达的调速方式，通过改变液压泵的输出流量，以改变播种机播种器转速，实现了不同株距的作业要求。田间试验表明，在拖拉机行走速度一定的情况下，液压播种动力系统能达到水稻精量旱穴直播要求。　　 设计了与水稻旱穴直播机械配套的宽幅地膜铺膜装置。建立了地膜和压膜轮动力学模型，对地膜在铺膜过程中的破裂机理进行了分析，为压膜轮参数确定提供了依据。应用SolidWorks Simulation软件对铺膜机架进行了有限元分析，得到了铺膜支架的应力应变图，并根据应力应变图对铺膜机架结构进行了优化。田间试验结果表明，在北方低温地区应用覆盖地膜播种方式增加了膜内温度和湿度，提高了出苗率。膜内温度比未铺膜处理平均提高5～10℃，土壤含水率提高5～8.5％，与未铺膜对照出苗率提高38.8％，表明覆膜增温保墒效果明显，有利于稻种发芽生产。　　 田间试验结果表明，在水稻机械旱直播条件下，田间出苗率比人工撒播高11.1％；精量旱穴直播的水稻产量与机械插秧相比增产8.8％，与人工撒播和插秧相比增产23％～30％。机械定位深施肥节肥增产效果明显，同等施肥量条件下机械施肥播种处理与人工施肥播种处理相比，水稻分蘖能力平均增加6.9穗/株，增幅25.2％；SPAD值平均增加8.9，增幅29.8％；氮素利用效率绝对值提高13.78％，增幅22.3％；氮素偏生产力提高20.54kg/kg·N，增幅46.3％；产量增加1411.5kg/hm2，增幅29.5％。