我国西南山区土地自然禀赋性差，难以实施小苗机械化移栽作业，研发适于丘陵山区使用的小苗移栽窝穴制作机已经成为当前育苗移栽技术发展的迫切需求。本文在深入分析土体成穴机理的基础上，结合贵州烟草、辣椒等农作物种植农艺要求，运用圆孔扩张与挤密成形理论、土体成穴方法及技术，针对干湿两种土壤条件，研发井窖穴制作机和大窝穴制作机，并对两种机具进行虚拟仿真和试验研究。论文在井窖成穴头结构改进、大窝成穴机结构设计、基于EDEM土体成穴过程分析等方面具有创新性。本文的主要研究工作及成果如下：　　（1）基于大窝移栽成穴和井窖移栽成穴技术要求，针对不同土壤墒情开展井窖成形实验，探究土壤含水率对成穴的影响，得出45%～75%土壤墒情适合制作井窖；当土壤相对含水率低于45%时，可采用大窝移栽方式完成小苗移栽。　　（2）井窖成穴头结构改进与大窝穴制作机结构设计。运用圆孔扩张理论和挤密成形理论得出成穴时挤密土体半径为12.7cm。分析井窖成穴头在实际使用中的损坏情况，提出成穴头结构改进方案，针对不同的应用场合，完成了3种不同结构形式井窖成穴头设计。基于大窝成形土壤质点运动行为及受力情况分析，运用理论计算和经验公式，结合大窝穴制作农艺要求，完成了大窝穴制作机的传动系统和成穴头结构设计。　　（3）运用EDEM与ANSYS耦合仿真技术对改进前后的井窖成穴头进行受力分析，得到受到土壤作用的等效应力云图，对比分析可知改进后的成穴头最大等效应力减小了0.22MPa。基于振动减阻理论，对尼龙-钢制和钢制两种材料井窖成穴头进行模态分析，考察各阶振幅、振动频率和振动变形情况。可知，尼龙-钢制成穴头在井窖的制作过程中，能增强其脱土减阻潜力，提高成穴头入土能力。　　（4）基于EDEM离散元软件，完成了大窝成穴过程仿真分析。进行不同转速下成穴头的轴向受力、扭矩、功率消耗、土壤颗粒流型的数值模拟，得到转速为500r/min时成穴头具有良好的成穴性能；不同升角成穴头的仿真分析得出其最佳导程应为150mm。　　（5）完成了井窖穴制作机及2代大窝穴制作机的田间试验及分析。井窖穴制作机试验结果表明3种成穴头制作的井窖均达到要求。两代大窝穴制作机田间试验表明：第一代样机所制窝穴窝顶深和口径已达到农艺要求，但存在窝侧深不足与飞尘较大的问题。第二代样机的试验效果良好，平均窝顶深15.5cm，平均窝侧深14.5cm，窝径31cm，各项指标基本可达农艺要求，且该机已在贵州部分烟区推广应用。　　论文的研究成果对促进小苗移栽窝穴成形理论研究、提升窝穴制作机的研发水平具有学术价值与现实意义。课题所开发产品的推广应用可以较好的解决人工窝穴制作劳动强度大、效率低、窝穴质量难以达到农艺要求等问题，提高小苗移栽机械化作业水平，实现减工降本，提质增效，促进丘陵山区烟草、辣椒等经济作物生产健康有序发展。