随着我国苹果矮砧密植栽培模式的发展,对优质苗木需求增加。现阶段苹果苗圃育苗移栽多为人工作业,成本高、效率低、劳动强度大,易造成苹果苗木损伤。苹果苗木移栽机构是提高苗木移栽质量的关键设备,其性能将直接影响到作物的生长和产量,由于苹果苗木移栽农艺要求的特殊性,国内现有移栽机不适合苹果苗木这类具有嫁接伤口,长度45～50 cm,直径0.8～2 cm的裸根苗移栽。为了实现苹果苗木机械化移栽,借鉴分析柔性圆盘式移栽机原理,开展一年生M9-T337苹果苗木的形态特征和力学特性试验研究,以三级自根砧苹果苗木（直径:0.8～2 cm,长度:45～50 cm）为研究对象进行力学特性试验,测得苹果苗木的抗压伤极限载荷（13.10±1.80）N和苹果苗木与植苗盘间最大静摩擦因数（0.67±0.06）;结合其移栽农艺要求设计了由植苗盘、限位控制机构和覆土扶苗机构组成的苹果苗木移栽机构。对其关键部件进行结构设计,确定其开口角3°和夹持角120°。对苹果苗木进行夹持输送过程的受力分析,根据接触力学知识确定苹果苗木与植苗盘间最大接触力,进而确定两植苗盘夹持间隙为5.2 mm与苗木夹持长度为100 mm。为确定苗木在覆土扶苗过程中偏移角度,对苗木扶正过程苗木和土壤运动进行受力分析,确定影响覆土扶苗机构工作性能的主要参数为倾角和切土深度。建立覆土系统模型并验证其可靠性,通过模型进行二因子三水平正交试验,以覆土阻力和覆土量为指标进行参数优化,得到最优解为切土深度99.3 mm和机构倾角48.6°,优化计算结果为机构覆土阻力175.6 N和覆土量9.4×10-3 m3,并对其进行仿真验证试验,试验结果与预测值无显著差异。在最优参数下,覆土扶苗机构扶正苗木偏转4°,为植苗盘工作参数优化提供理论依据。对夹持输送过程苗木运动状态进行分析,通过不同植苗盘半径下的苗木运动轨迹分析确定植苗盘半径0.5 m。对夹持输送过程进行速度、加速度分析,确定特征参数λ≥1符合移栽要求;并对苗木最大速度进行分析,建立苗木和植苗盘三维模型,利用仿真进行验证。通过单因素试验分析确定单个因素对苗木栽植状态的影响并确定单个因素水平,采用响应面试验分析方法进行植苗盘的工作参数优化,苗木偏心距离为0.15 m,圆盘转速为0.2 r/s,初置倾角为54.2°,前进速度为0.1 m/s,优化后栽植倾角为4°。进行验证试验,与预测值绝对误差为0.1°,植苗盘的特征参数λ为1.0。为提高自根砧苹果苗木移栽质量提供理论与实践依据。对优化结果开展田间试验以验证仿真结果可靠性。将移栽机工作参数设置为优化结果参数,对栽植直立度、株距、栽植深度进行测量,试验结果表明,栽植深度稳定性系数为90.9%,株距稳定性系数为94.9%,栽植倾角稳定性系数为92.9%,该移栽机的合格率为96.8%,具有良好稳定性,可满足实际生产需要。与人工作业相比,有效的降低了苹果苗木的损伤和提高了苗木移栽质量。