水稻直播种植技术在我国水稻种植技术中占有重要的地位，具有成本低、收益高、工艺环节少、节约水资源、节省劳动力等优点。水稻纸载体绳播种植技术（简称水稻种绳直播技术）是近几年提出的一种新的水稻直播种植技术，该技术改变了传统的开沟、起畦、播种、覆土、镇压等水稻直播联合作业形式，将水稻直播种植作业分成室内的工厂加工和室外田间的作业两步进行。应用该技术能够实现精细农业和订单农业生产，使种绳捻制作业在空间上不受土壤及其他条件限制、时间上不受农时季节约束，具有节约成本增加效益的作用，并实现田间作业的简单化和轻型化。本论文在对国内外水稻直播种植技术研究的基础上，根据本课题组新提出的“水稻种绳多物料直播种绳技术”，研制了一种水稻种绳捻制机，并进行了试验研究，研究成果对推动水稻直播种植新技术的应用具有重要意义。论文取得的主要研究成果及结论如下：（1）明确水稻种绳多物料直播种植技术的工艺流程。进行了肥料和除草剂的用量、位置等对水稻出苗率、苗高和幼苗期行间杂草密度的影响试验，确定了适合于该技术的被包容物料的用量和位置。在不卷入除草剂，稻种用量为单粒/穴，种距为30mm，肥料的用量为0.04g/穴，肥料与稻种的间距为15mm时，可显著提高水稻出苗率和苗高。进行了被包容物料物理机械特性的检测，试验结果为物料排放装置的选择和参数设计提供基础。（2）对四种农用地膜（脱脂棉无纺布、农用牛皮纸纸膜、聚丙烯无纺布、纺粘聚乳酸无纺布）分别进行微观结构观察、红外光谱成分分析、抗拉强度检测、田间水稻出苗影响试验和降解试验研究。通过试验分析，筛选出适合作为种绳直播载体用的包容材料为纺粘聚乳酸无纺布，该材料具有可生物降解、对环境无污染、抗拉强度和断裂伸长率较高、对水稻出苗率无影响等优点。（3）根据机械优化设计理论，确定了垂直双盘气吸式排种（肥）装置及配套梯形引导装置的设计方案。通过四因素二次回归通用旋转组合设计试验，得到了最优方案：排种轴转速为15.31r/min、稻种盘吸孔孔径为1.5mm、肥料盘吸孔孔径为2.0mm、吸气室的真空度为4.4kPa时，主要评价指标吸种合格率为86.32%，吸肥合格率为87.44%，保证了排种和排肥的准确率。通过对稻种、肥料在排放过程中的动力学分析，进行引导稻种、肥料装置的结构和参数设计，确定接种板和接肥料板的缓冲材料分别为密度60g/m2和80g/m2的纺粘聚乳酸无纺布，导板倾角均为50°。在排种器性能试验台上进行了引导定位性能试验，验证了稻种和肥料的排种（肥）和引导定位性能满足设计要求。（4）进行了水稻种绳捻制装置的结构设计和控制系统的软硬件设计，包括控制系统的功能和控制流程分析、程序流程图的绘制、程序的编制、调试和装置的性能试验。确定了采用变频调速器实现对工作转速的调控，采用种绳盘摩擦力调节装置对种绳线速度进行调控的种绳捻制装置。通过两因素二次回归正交旋转组合设计试验，得到了当U型旋转框架的工作转速为420r/min，种绳盘轮毂摩擦力为7.9N时，捻绳平均线速度为0.13m/s，捻绳平均张力为14.4N，种绳捻制装置运转平稳，种绳无断裂现象。（5）对水稻种绳捻制机进行样机性能试验。在最佳工作参数条件下进行种绳捻制作业，稻种间距合格率为81.4%，种肥间距合格率为84.4%；在捻制过程中，稻种泄漏率为3.85%、肥料泄漏率为1.96%、每延长米种绳的捻劲数为47个，各项指标均符合基本要求。