秸秆是一种重要的农业资源。近些年,农业部相关部门对秸秆的处理进行了严格的规范,明令禁止焚烧、丢弃秸秆等行为,农业部门也加紧推行了一系列的秸秆处理办法。这其中,秸秆还田以其处理方式简单高效而逐渐成为农民处理秸秆的首选方式。秸秆还田最大的好处是能够蓄水保墒、增加土壤的肥力,使资源得到有效的利用。在东北棕壤土玉米垄作地区,犁底层逐年上移,耕层变浅,土壤的耕作环境逐渐恶劣。对此,相关专家学者提出了秸秆深埋还田的办法,通过开沟打破犁底层,将秸秆深埋的同时对土壤进行深松,以此来增加犁底层土壤的肥力,构建旱地合理耕层。本课题来源于公益性行业（农业）科研专项经费项目,旱地合理耕层构建技术指标研究（201503116—09）。根据课题需要,秸秆需要深埋至25³0 cm,实现秸秆深埋还田。对此,在现有秸秆还田机的基础上,结合农学专家提出“苗带紧、行间松、隔行掩埋”的技术要求,通过对国内外相关文献的分析,对关键部件做了深入的研究,设计出“螺旋式秸秆深埋还田机”,并进行了田间试验研究,其研究成果如下:（1）依据东北平原中南部雨养旱地合理耕层构建技术指标要求,结合秸秆深埋还田的农业技术要求,对机具的传动系统进行合理的布局,对实现相关功能的部件进行系统的筛选和优化设计,确定了螺旋式秸秆深埋还田机的整机设计方案,研制出集秸秆收集、输送、开沟掩埋和覆土镇压等功能于一体的秸秆深埋还田机具。（2）通过对秸秆还田机相关技术参数的研究,对秸秆粉碎装置和输送装置进行了运动学分析,确定秸秆粉碎轴的转速为1620 r·min^-1,Y型甩刀的刀尖线速度40 m·s^-1,输送带的输送速度为1.416 m·s^-1。通过对比各种形式的开沟装置,研究选择了容易碎土且空间占比不大的螺旋式开沟方式,对螺旋开沟过程中土壤颗粒的运动和受力状况进行了分析,确定了螺旋式开沟器的转速和结构参数。通过计算开沟抛土量,确定了螺旋式覆土装置的转速为540 r_·min^-1,螺旋叶片直径为250 mm,单位时间内的覆土量大于开沟的抛土量,能够完成覆土作业,满足技术要求。镇压装置镇压强度为65 kPa,满足要求。（3）利用Solidworks对秸秆粉碎刀轴进行了三维建模,运用ANSYS模态分析模块,对秸秆粉碎刀轴的前六个模态形式的固有频率进行了分析,得到刀轴转速的频率远低于其第1个模态形式的固有频率,秸秆粉碎刀轴不会发生共振现象,满足稳定性要求。（4）通过3因素5水平二次回归正交组合试验,对实验结果进行了方差分析,对回归方程进行了优化求解,确定了在机具前进速度为3 km·h^-1,开沟器转速为270 r·min^-1,开沟深度为28 cm时,秸秆长度能粉碎至5 cm以内,开沟合格率为98.6%,深埋率为90.2%,达到了秸秆深埋还田机作业质量要求,满足东北平原中南部棕壤土区秸秆深埋还田的技术要求,可为秸秆深埋还田机的设计和评价提供参考。