烟苗移栽是烤烟生产的重要环节。当前的烟苗移栽方式有移栽方式主要有常规移栽方式、膜上烟移栽方式、小苗膜下烟移栽方式、常规井窖移栽方式、井窖膜下烟移栽方式。研究发现,井窖式移栽技术具有还苗期短,实现适时移栽、烟苗深栽,栽后烟株早生快发,躲过伏旱天气,有效保障烤烟大田生长时间,因而达到大力推广。井窖成穴质量是该技术实施之关键,会直接影响烟叶长式和产质量。当前,井窖均是由井窖制作机的钻头钻削垄体而制成,市场上的钻头主要有陀螺式和螺旋叶片式钻头。陀螺式钻头制作的井窖内壁和底部过于紧实和光滑,不利于烟苗生根;螺旋叶片式钻头制作的井窖难成形,容易坍塌;两种类型钻头均难以满足农艺要求。本文对市场上现有钻头进行成穴试验,对比分析各类钻头的成穴效果与成穴机理,综合各类钻头的优点,研究出一款同时满足成井窖质量和劳作效率的钻头。课题组所研制的成穴钻头得到广大烟农的喜爱,已在广西百色地区普遍应用。本文主要研究内容如下:(1)钻头成穴机理分析,对市场上现有的钻头进行田间试验,对比成穴效果,研究成穴机理。分析各种类型钻头的优缺点,研究得出陀螺式钻头的成穴机理为挤密成形,螺旋叶片式钻头的成穴机理为切削成形;为钻头结构设计提供理论支撑,提出钻头下部采用螺旋叶片,上部采用瓦片式叶片。(2)钻头成穴仿真分析,采用Solid Works建立钻头三维模型,导入EDEM软件进行成穴仿真,分析钻头结构参数的变化对钻头受力影响的变化趋势。通过仿真得到钻头瓦片式叶片结构应采用反向式、螺旋叶片高度应取120mm、螺旋叶片导程应取200mm。(3)钻头结构优化设计,通过理论与田间试验相结合的方法,对钻头的钻尖类型、瓦片式叶片正反向、螺旋叶片导程及高度进行优化设计,在满足农艺要求的条件下得到钻头的最佳结构参数。通过优化得到钻头应采用锥形钻尖、反向瓦片式叶片、螺旋叶片高度为120mm,螺旋叶片导程为200mm,在螺旋叶片上加上仿生凸包可减小土壤的粘附。(4)田间试验与农艺标准的制定。对优化后的钻头进行田间实验,分析成穴效果;研究土壤环境,实验得出最适宜制作井窖的土壤物性参数范围,针对于土壤较干情况,通过实验确定加水量从而保证成穴质量。通过田间试验制定适合广西百色地区烟苗井窖式移栽农艺的农艺标准。研究得出钻头成穴的最佳土壤湿度范围为30%-50%,当湿度低于20%时,需要加水200ml;钻头成穴的最佳土壤硬度范围为90-150N/cm~2;为防止钻头在成穴过程中出现停顿以及缠轴现象,背负式汽油机需要配比2:1的减速器。