我国水资源短缺,干旱半干旱地区春旱严重,黑龙江地区玉米种植面积广阔,干旱发生频繁,这严重影响着农业生产。坐水播种技术是一种有效抵御春旱的节水抗旱措施,且穴灌坐水播种技术能实现最大程度的节水省水。然而机械化穴灌坐水播种技术目前研究较少,并存在着结构复杂,施水困难,施水量不足,适用性不广泛等问题,本文针对以上问题对开沟式穴灌间歇施水装置进行了设计与研究。首先通过室内玉米种植试验确定出适宜玉米出苗的土壤含水率范围为20.73%—25.13%,并进行人工模拟开沟式穴灌施水试验,建立了土壤湿润区形状的数学模型,且对灌溉水再分布后的土壤含水率进行了测量,结果显示150mL灌水量下的湿土块土壤含水率满足种子出苗要求,故确定其为合理穴施水量。根据流体力学分析,确定了推杆活塞式注水方案,其出水机构采用单向压力控制阀原理,驱动装置采用固定滑道式推杆机构,结构简单紧凑,可精确实现推杆的运动规律从而满足间歇施水的要求,且压力注水的方式解决了施水量受机组运动速度与水箱水位变化影响的问题。并运用MATLAB软件对驱动装置关键部件的参数进行优化设计,对机构的运动进行仿真分析,优化设计出各杆长度分别为42.00mm,27.17mm,115.11mm,并对其传动特性进行检验,得出凸轮最大压力角为33.16°,从动杆最大传动压力角为22.34°,均小于许用压角。然后对施水装置的结构尺寸进行设计,并建立UG三维模型进行动态仿真分析,仿真结果显示机构运动无干涉,运动规律与MATLAB仿真结果相符,并通过动力学仿真对机构关键部位的受力进行分析,对关键受力杆进行UG有限元分析,结果显示机构结构设计合理,强度符合要求。最后制作试验样机进行土槽室内试验,检验施水装置的施水性能。试验结果表明穴施水量合理,且受机具作业速度影响不大,总平均穴施水量为152.9mL,种水同位合格率达88.9%以上。