油菜是我国重要油料作物,四川的油菜种植面积居全国前列,主要包括水旱轮作和旱地种植。为进一步提高油菜产能,国家提出增加南方冬闲田油菜种植面积;四川油菜种植时期长期降雨,造成土壤含水率高且粘重,影响了油菜的机械化播种。为适应四川油稻轮作模式,针对稻田土壤粘重以及高含水率的特点,开畦沟成为适应该模式下机械化种植的重要环节;畦沟的稳定性是保证畦沟排水和油菜出苗的重要因素,本研究以丘陵区稻作田粘重土壤为对象,开展土壤机械物理特性分析,构建粘重土壤的仿真模型;设计了配套油菜直播机的开畦沟装置,用EDEM仿真软件优化关键部件结构参数,并开展田间开畦沟性能试验。研究结论如下:（1）开展粘重土壤物理机械特性测试分析。研究了四川省崇州市和南部县的土壤物料机械特性,结果表明,土壤含水率集中于28.92%～59.09%,土壤耕作层在160mm以内,犁底层厚度约110 mm;土壤容重为0.82～1.57g/cm~3,土壤坚实度为90～3320k Pa,土壤孔隙度为36.86%～45.26%,粘结力为18.41～41.635 k Pa,土壤粘着力峰值出现在含水率为25%～30%之间,粘着力低于30 k Pa。表明四川地区土壤含水率高且粘重,易粘附和影响作业质量,在油菜种植时开好畦沟尤为重要。（2）设计了油菜直播开畦沟装置,确定开沟器关键结构参数。提出了开沟器的切削刃口曲线方程和切削开沟曲面结构,确定刃口曲线高度为300 mm;确定开沟器入土角为45°和铲尖张角的范围;设计了开沟器关键部件犁体曲面的关键参数导曲线和元线角,开沟器导曲线开度为185 mm,导曲线高度为300 mm,元线角θ0为40°,导曲线开度较小,在开畦沟过程中有利于土壤沿着开沟器的犁体曲面向后方划出,减小犁体耕作阻力,而开沟器的犁体曲面接近半螺旋形犁体曲面,利于粘重土壤的开沟;设计了开沟器整形曲面,确定开沟器整形翼板长度范围。（3）构建了粘重土壤模型。根据土壤的机械物理特性参数,应用锥入试验和直剪试验等,对仿真模型参数土壤颗粒密度、土壤颗粒泊松比、土壤颗粒剪切模量和接触模型参数进行校核,建立了粘重土壤的仿真模型。（4）利用EDEM仿真方法优化了开沟器结构参数和分析土壤-开沟器的运动特性。分析了开沟器张角与整形翼板长度对阻力与沟型的影响,确定开沟器铲尖张角δmin的取值为25°～40°,δmax的为50°～65°和整形翼板长度小于212 mm;正交试验结果表明以A2B2C3较优,即铲尖张角δmin为30°,铲尖张角δmax为55°,整形翼板长度为150 mm。（5）开展了畦沟开沟器的田间性能试验,分析不同工况下的开沟器适应性。结果表明:当开沟深度为200 mm和250 mm时,开畦沟装置均能在厢面两侧开出稳定的梯形沟,平均沟宽为305.14～375.66 mm,平均沟深为198.16～259.04 mm,各工况下的沟宽稳定性系数在90%以上,满足油菜直播开畦沟农艺需要;为探究开沟器牵引阻力功耗,在三个工况条件下,测定开沟器在不同开沟深度下的牵引阻力,开沟深度为200 mm时,开沟器阻力在283～535 N之间;开沟深度为250 mm时,开沟器阻力在307～811 N之间。