机械铺膜穴播技术可以增温保墒、改善田间水热状况,激发作物增产潜能,在春油菜地区应用广泛。针对实际生产中油菜机械铺膜穴播缺乏穴粒数精确可控的问题,对比分析了不同油菜地膜穴播种植农艺要求,研制了一种油菜正负气压组合式穴播器,采用负压吸种、正压卸种、鸭嘴成穴器膜上打孔穴播方式,实现了油菜1～3粒穴播,为油菜机械化铺膜穴播装备的结构改进和优化提供了参考。具体研究内容包括:（1）设计了油菜正负气压组合式穴播器总体结构及分析确定其关键参数。在系统分析国内外现有机械铺膜穴播排种技术的基础上,结合油菜膜上穴播种植农艺要求,设计了一种采用负压吸种、正压卸种、鸭嘴成穴器膜上打孔穴播工艺方式的油菜正负气压组合式穴播器。阐述了穴播器的主要结构和工作过程,主要包括排种轮、排种轮型孔、气室腔体、进种管等部件的结构设计与参数分析;分析确定了排种轮型孔为并列双排形式,并列双排型孔的轴向间距为6mm,型孔直径范围为1.02～1.26mm,排种轮径向型孔数量与鸭嘴成穴器个数相同,型孔径向孔数为10或者12。（2）构建了吸种过程两个阶段、携种过程和卸种过程的力学模型。吸种过程分析了待充种子向型孔移动的三种状态,并确定了影响种子吸附率的主要因素有排种轮主轴转速、种层高度、负压和型孔形状等,理论计算得型孔可吸附种子的临界负压值为-428.69Pa;携种过程表明携种吸附力与排种轮半径、排种轮主轴转速及排种轮和种子接触的动摩擦系数有关,确定了在型孔可吸附种子的负压条件下,便能实现稳定携种;卸种过程得出种子脱离排种轮的瞬间沿着正压气流方向的加速度与正压、排种轮主轴转速和卸种角度等因素有关,当卸种角度一定时,种子在脱离排种轮型孔后以一定初速度做抛体运动。（3）利用ANSYS FLUENT软件模拟研究了不同型孔直径、型孔形状和径向型孔数量气流场的型孔截面和吸种端截面数值分析。仿真结果表明:型孔直径不同时,型孔直径为1.2mm的吸种端截面平均气压值最大且压力分布更均匀;型孔形状不同时,直孔吸种端截面平均气压值最大,锥孔吸种端截面平均气压值次之;当径向型孔数量为10孔和12孔时,型孔气流速度分布均匀,但与10孔相比,12孔的型孔气流速度变化更为剧烈;综合压力场与气流速度场分布,得出型孔及其排布的最佳组合为锥孔直径1.2mm、径向孔数量为12。（4）应用EDEM开展了充种性能仿真试验。基于EDEM提取了种子流在进种管内的运动轨迹,阐明了型孔形状、种层高度和排种轮主轴转速对种群拖带角和种群动力学特征的影响规律。仿真结果表明:所设计进种管形状可保证种子顺利进入充种室腔体内;型孔形状、种层高度和排种轮主轴转速对拖带角和种群动力学特征均有影响,锥孔对拖带角和种群动力学特征影响比直孔更明显;当种层高度在50～70mm,排种轮主轴转速在5～30r/min时,对拖带角影响较大,种群平均速度和种群平均法向力较大且趋于稳定。（5）开展了穴播器排种性能试验。以负压、种层高度、排种轮主轴转速和正压为试验因素,以穴粒数合格率、空穴率为试验指标的单因素试验,得出各参数对排种性能的影响规律;在单因素试验基础上,以排种轮主轴转速、负压和正压为自变量,并按照响应曲面法开展二次正交旋转中心组合试验。单因素试验结果表明:穴播器在种层高度为50mm,排种轮主轴转速范围为5～20r/min,负压范围为-800～-2000Pa,正压范围为600～1500pa,穴播器性能指标较优;二次正交旋转中心组合试验结果表明:影响穴播器穴粒数合格率的因素主次顺序为负压>排种轮主轴转速>正压,最佳参数组合为种层高度50mm、排种轮主轴转速7.5r/min、负压-2000Pa、正压850Pa,在最佳参数组合条件下穴粒数合格率与空穴率分别为88.15%和4.43%,满足油菜机械铺膜穴播的要求。