新疆是全球三大番茄产区之一,其番茄生产能力占全国的90%。因此番茄生产在新疆具有重要的战略地位。覆膜栽植是新疆番茄种植发展的主要方式,其克服了新疆干旱半干旱的气候特点。覆膜栽植主要采用人工膜上打孔移栽为主,机械栽植为辅,存在膜上打孔栽植效率低、栽后膜上覆土不实等问题。针对传统移栽机械“一穴一苗”栽植方式存在的上述问题,从改变穴苗栽植工艺入手,提出膜上开沟栽植新思路,通过采用理论研究与物理实验相结合的方式创新设计了一种膜上开沟定植器,研究主要内容及结果包括:1、分膜栽植方式及其工艺研究:基于对国内膜上打孔栽植实例的分析与对比,提出了膜上开沟栽植方式,并对膜上开沟栽植方式进行了工艺设计,并分析了工艺特点及工艺难点。设计了膜上开沟种植试验,通过对实验对象(包括秧苗长势,秧苗高度、叶片数量、茎秆直径,以及棵均种植时间)的考察来探究膜上开沟的可行性,通过种植试验验证了膜上开沟栽植方式是可行的。2、开沟分膜机构设计及理论分析:基于与现有双圆盘开沟器的对比及结合新疆实际情况提出不等直径双圆盘开沟器方案。介绍了不等直径双圆盘开沟器的结构组成及工作原理,并对圆盘直径、刃部刃角、圆盘夹角进行了参数设计。对不等直径双圆盘开沟器的分膜、开沟过程进行了运动学分析,建立了圆盘运动过程中的位移方程与速度方程。3、导苗镇压机构的设计及理论分析:介绍了导苗机构与镇压机构的结构组成及工作原理,并对机构的关键部件进行了参数设计。对秧苗在导苗管中的运动过程进行运动学与动力学分析,建立了秧苗运动过程的理论模型,并对秧苗落地后至被覆土镇压阶段进行了运动分析,探究了对秧苗直立度的影响因素。4、分膜栽植器的研制和性能试验研究:选取影响栽植性能指标的主要因素为牵引速度、导苗管倾斜角度、盘轮距,性能指标选取直立率、覆土合格率、地膜松散率。试验设计为三因素四水平的正交试验,借助SPSS数据分析软件对正交试验所得数据进行极差与方差分析,得出了使栽植性能指标最优的因素主次顺序及水平组合,即A3C2B3,通过对试验结果进行加权综合分析法分析,得出与极差、方差分析同样的结果,验证了试验结果的科学、有效。最终确定合理的因素主次顺序及相应水平A3C2B3,即牵引速度取4.5km/h,盘轮距取130mm,导苗管倾角取77°。本文的研究为膜上开沟移栽机的进一步设计、优化和研制提供了理论和实践依据。