基于南方水田的免耕杂草秸秆处理试验装置,其主要作用是将免耕水田中的秸秆杂草压切入水田中为水田保墒,减少能量的损失。秸秆还田,不仅仅在培养肥料的阶段有增产效果,而且后续效果十分明显,会起到可持续发展的作用。中国南方水田发展水稻具有很大的区域比较优势。但是南方水田稻、麦轮作区是一年水、旱各一季,秸秆还田量比北方高出1倍多,农民焚烧已成为一大公害。与北方相比,土壤含水量高,机械行走易下陷,使南方水田稻、麦轮作区机械化保护性耕作技术更复杂,难度更大。本论文设计的试验装置是为种植做准备的,南方水田目前为插秧和直播。所以设计该压切草试验装置需要满足种植条件所以水田免耕杂草秸秆处理试验装置的研究设计具有重要意义。本文章研究关于南方免少耕水田,测试了土壤的基本参数,和土壤试验。从而设计了前茬秸秆及杂草处理试验装置。其适用于高含水率及留茬的水田的杂草秸秆试验装置。并对所设计的杂草秸秆试验装置进行了离散元仿真与田间试验,分析并对比了工作过程中所受阻力、对土壤的扰动情况及开沟后的地表平整度等,既证明了所设计的杂草秸秆处理试验装置有良好的压草效果,又证明了纵向压草刀具有良好的开沟效果,还验证了用EDEM软件建立的土壤离散元仿真模型的合理性。主要内容如下:（1）对南方免少耕水田土壤进行物理、力学性质的测定与试验。得到了土壤的性质及仿真时所需要的参数,如土壤含水率、密度、内摩擦系数等。通过进行初步压草实验和土壤参数得到了压草刀具设计的初步思路。（2）对杂草秸秆处理试验装置进行设计。根据对土壤的试验所得思路及南方水田的性质与农艺要求,设计了正五角星型、六角星形型及洛三角形型纵向压草开沟刀具,设计了角度分别为30°、50°、60°的横向压草刀,确定了杂草秸秆处理试验装置的结构参数、运动参数,并用ansysworkbench校核了刀具的强度,并用Solid Works建模。（3）前茬秸秆及杂草处理试验装置的离散元仿真,以及分析。（1）首先建立适合水田耕层粘湿土壤的离散元接触模型、设置土壤颗粒的相关仿真参数。（2）杂草秸秆处理试验装置对比仿真试验的结果表明:莱洛三角形纵向压切草刀具使用效果最好。对土壤的扰动系数较小、开沟后地表平整度较好,在工作过程达到平稳状态后,试验装置所受水平阻力也最小,50N-69N的范围内。（3）以纵向压草刀具种类、横向压草刀具角度、实验台连接直播机前进速度,为指标进行因素水平的试验研究,在进一步从仿真试验数据进行处理分析。分析结果表明:试验因素与指标之间存在交互作用。（4）并用Design-Expert V8.0.6.1软件对仿真试验数据分别进行响应面分析,得到回归模型,根据回归得到各因素之间相关性。得到压草工作平均阻力随前进速度的增大而增大,随着横向压草刀具角度的增大而增大。并从三个曲面图对比可知,在相同因素下,莱洛三角形纵向压草刀具所受工作阻力最小。（4）对压草刀具进行田间试验,验证了仿真模型选择与参数设定的合理性。通过对比分析,得知杂草秸秆处理试验装置工作时阻力的仿真结果,并和田间试验结果对比,发现其阻力变化趋势十分相同,压草压倒率高,对于秸秆杂草处理,保墒处理也起到了很好的效果。对比分析结果表明:所设计的试验装置满足杂草秸秆处理需求,也能够达到降低阻力和减轻对土壤扰动的效果,达到免耕的效果。