水稻是我国的主要粮食作物之一,种植面积约占全国粮食种植总面积的30%,其中杂交稻种植面积占50%以上。杂交稻主要依靠强分蘖能力获得高产,强调少本稀植,目前以育秧、人工移栽的种植方式为主。水稻秧盘育秧流水线作为水稻育秧播种的主要装备,现有杂交稻精密播种装置结构复杂,应用较少;同时,配套的供土装置输送量不可调,影响供土效果。因此,为适应轻简化栽培技术的要求,急需研制一种结构简单,满足杂交稻低播量精密播种要求的轻简型水稻秧盘育秧流水线精密播种装置和与水稻秧盘育秧流水线配套使用的,高度可调,能自动控制供土量的供土装置。本文结合杂交稻低播量精密播种技术要求和工厂化育秧条件下的供土要求,采用理论分析、仿真模拟和试验研究相结合的方法,对水稻秧盘育秧精密播种和供土关键技术进行了深入研究,研制出了轻简型水稻秧盘育秧流水线精密播种和供土装置。主要研究内容如下:(1)确定了轻简型水稻秧盘育秧流水线精密播种装置的总体方案,采用具有多层滑板结构的振动种室和窝眼式排种轮,使种子在种箱内形成上层厚,下层薄的“Z”字型种层,保证连续均匀供种。种子进入充种区后,由窝眼式排种轮播出,实现了杂交稻要求的低播量精密播种,并适用于常规稻育秧播种。(2)利用Inventor三维建模软件建立杂交稻种子和精密播种装置的三维模型,导入EDEM离散元仿真软件对播种过程进行仿真模拟,分析种子在播种过程中的充种和运动情况,得到了窝眼式排种轮利于充填和保证均匀性的主要结构参数。运用EDEM软件后处理模块对护种区窝眼中的种子数量进行统计,分析得出窝眼深度h和窝眼直径d对窝眼充种性能的影响。结果表明:窝眼深度h对窝眼充种量和充种均匀性的影响均大于窝眼直径d,随着窝眼直径d和窝眼深度h的增大,单个窝眼中的种子数量增加,充种均匀性降低。根据播种过程中种子颗粒的速度、受力和位移随时间变化的曲线图,结合仿真动画对充种、清种、护种和排种过程进行了理论分析。(3)进行了轻简型水稻秧盘育秧流水线精密播种装置的排种轮参数优化试验研究,以播种合格率和空穴率为试验指标,采用“培杂泰丰”杂交稻进行试验得到排种轮最佳参数组合,以“华航31”常规稻为试样进行常规稻播种性能试验。采用三因素三水平的正交试验探究了窝眼式排种轮的窝眼深度h、窝眼直径d和窝眼轴向间距s对播种性能的影响。试验结果表明,影响播种合格率的因素主次顺序为:窝眼深度h>窝眼直径d>窝眼轴向间距s;影响空穴率的因素主次顺序为:窝眼轴向间距s>窝眼直径d>窝眼深度h。杂交稻播种合格率和空穴率的最佳参数组合为窝眼深度h=4mm,窝眼直径d=13mm,轴向间距s=17mm。此时,播种合格率为86.2%,空穴率为2.2%,满足杂交稻低播量精密播种技术要求。使用“华航31号”常规稻进行播种试验,合格率为88.6%,空穴率为0,表明轻简型水稻秧盘育秧流水线精密播种装置同样适用于常规稻播种。(4)确定了轻简型水稻秧盘育秧流水线供土装置的总体结构,由带式输送部件、旋转式高度调节机构和土量检测与控制系统组成,土量检测与控制系统以Arduino单片机为核心控制芯片,利用超声波传感器进行测距判断,实现了自动控制供土。(5)通过试验验证了供土装置对不同性质床土和水稻秧盘育秧流水线的适应性,试验表明,输送能力和控制系统满足现有水稻秧盘育秧流水线自动供土装置的使用要求。以育秧土种类和提升高度为变量,采用两因素三水平的全因子试验研究了供土装置输送不同性质床土的能力和对不同高度水稻秧盘育秧流水线的适应性。试验结果表明,供土装置对不同种类床土输送能力的大小依次为:育秧土与基质的混合物>育秧基质>育秧土,输送能力和控制系统满足现有水稻秧盘育秧流水线的使用要求。