玉米秸秆切碎还田是玉米秸秆有效处理方式之一。针对玉米秸秆切碎还田装置出现的留茬过高、切碎刀打土等问题,本文作者受自走式玉米收获机割台下方安装滚刀对玉米秸秆进行初次切断,再中置或后置切碎装置进行玉米秸秆切碎的启发,设计出切碎挖茬装置,安装在玉米摘穗割台下方,组成玉米摘穗秸秆切碎挖茬一体装置。采用理论分析和试验相结合的方式对玉米摘穗秸秆切碎挖茬一体装置进行了研究。一、对玉米摘穗秸秆切碎挖茬一体装置的关键部件进行了设计,并利用运动学和力学分析手段,对玉米植株运动规律及受力进行了分析,结合对玉米植株及土壤物理特性分析,得出满足玉米根茬的挖切条件为玉米收获机前进线速度与挖茬刀转速比不大于7.11×10^-4,挖茬装置最佳作业深度不大于75mm。二、对挖茬装置挖切玉米根部效果及动力消耗进行试验研究,推导出挖茬刀挖切土壤功率P=μSKRω,当机器前进速度为1.0m/s时,挖茬装置实际转速为1200r/min,能够完成对玉米根茬的挖切作业,且此时挖茬刀消耗功率最低。三、对玉米摘穗秸秆切碎挖茬一体装置的秸秆切碎效果影响因素进行了试验研究,以切碎刀回转线速度、挖茬刀转速、机器前进速度及一体装置前后位置为试验因素,以玉米秸秆在秸秆切碎挖茬装置的切碎效果为试验指标,进行了L₉（3⁴）正交试验,在试验过程中,使用高速摄像系统对玉米植株切碎挖茬过程进行图像采集及分析,运用SPSS软件对试验结果进行分析,得出满足玉米茎秆切碎合格率（>90%）的综合性较优组合为:切碎刀回转线速度39.79m/s、挖茬刀转速1400r/min、机器前进速度1.2m/s、一体装置位置0mm。把切碎刀回转线速度转换为切碎刀转速,对切碎刀转速进行单因素试验,且固定挖茬刀转速1400r/min、机器前进速度1.2m/s、一体装置位置0mm不变,找出最佳的切碎刀转速为1850r/min。通过对比试验,分析得出达到相同秸秆切碎合格率时,秸秆切碎挖茬装置的切碎装置转速略低于无挖茬装置的切碎装置转速。本文玉米摘穗秸秆切碎挖茬一体装置可一次完成玉米摘穗、根部挖茬及秸秆切碎还田等作业。通过对玉米摘穗秸秆切碎挖茬一体装置的理论分析和试验研究,得出这种前低速挖茬后高速切碎的秸秆切碎还田方式,有效的解决了留茬过高、高速切碎刀打土等问题;有效的避免了因高速刀打土引起断刀等安全隐患的发生,大大提高了机器的稳定性。