甘蔗是主要的制糖来源,全球范围内我国甘蔗种植面积排前三,甘蔗是我国广东等地区农民主要的经济来源之一。根据实地调研可知人工种植是我国甘蔗种植主要的方式,人工种植需要蔗农投入大量的时间与精力;机械种植主要采用切种式甘蔗种植机,使用切种式甘蔗种植机一定程度上可以减少人工数量与劳动强度,但切种式甘蔗种植机存在整机结构庞大、操作人员数量多、成本高等问题。随着育苗移栽技术被广泛地应用到农业生产中,蔗苗移栽不但可以提高甘蔗产量、提早甘蔗成熟,而且蔗苗移栽比直接种植蔗种节省蔗种20%～30%。由于蔗苗移栽的农艺要求,国内外研制的移栽机关键部件并不适用于蔗苗移栽,本文结合蔗苗高效移栽技术与装备研发课题,对蔗苗移栽机关键技术及关键部件开展研究。（1）基于实地调研,确定蔗苗移栽后能够正常生长所需农艺要求:开沟深度200～300 mm、行距1100～1200 mm、株距420～450 mm/株。由于开沟深度较大,为了保证蔗苗在成长中根系能更轻松扎进土壤,需开沟作业后,土壤颗粒回填深度达120～150 mm。以满足蔗苗移栽农艺要求和课题需求为目标,提出并设计适用于蔗苗移栽的开沟器和栽植装置。（2）阐述了蔗苗移栽机开沟器的整体结构及工作原理,分析计算开沟作业中土壤颗粒的运动状态,得出影响土壤颗粒回填深度的主要因素为开沟宽度和开沟深度;分析计算了栽植装置（即二次开沟器）对蔗苗栽植直立度的影响,得出开沟器与栽植装置垂直面安装位置影响土壤颗粒回流速度和回填深度,且土壤颗粒回流速度与回填深度影响钵苗栽植直立度。（3）建立了开沟器与栽植装置（即二次开沟器）的离散元模型。首先,基于EDEM软件,结合蔗苗移栽农艺要求,以土壤颗粒回填深度与开沟器水平工作阻力为试验指标,在不同的开沟宽度和开沟深度下对开沟作业进行仿真分析,得到了开沟作业最优工作参数:开沟宽度为200 mm、开沟深度为200 mm,此时土壤颗粒回填深度为128.4 mm,满足农艺要求,且开沟器水平工作阻力372.8N为最小值。其次,基于EDEM软件,在不同的开沟器与栽植装置（即二次开沟器）垂直平面高度差下,以栽植直立度为试验指标,分析二次开沟作业期间高度差对栽植直立度的影响,分析得出当高度差为100 mm时,蔗苗栽植直立度最大为82.2°,结果表明本文设计的关键部件满足预期设计目标且能够保证蔗苗有较高的直立度,为后续试验提供了参考依据。（4）关键部件试验。首先以土壤颗粒回填深度与开沟器水平工作阻力为试验指标,结合仿真试验最优开沟宽度和开沟深度进行土槽试验,对比仿真试验结果与土槽试验结果发现:土壤颗粒回填深度仿真结果与试验结果相对误差为3.1%,且开沟器水平工作阻力仿真结果与试验结果相对误差为14.7%,结果验证了离散元仿真分析结果的可靠性,也验证了本文设计的开沟器的合理性。其次以栽植合格率和株距变异系数为试验指标,以开沟器与栽植装置垂直面高度差为试验条件进行试验,受疫情影响,试验使用与蔗苗具有相似茎粗和苗高的玉米钵苗。试验结果表明当开沟器与栽植装置垂直平面高度差为100 mm时,栽植合格率最高为96.7%,株距变异系数最大为2.37%,满足蔗苗移栽机预期设计要求。