En respuesta a los problemas de alto consumo de energía, funcionalidad limitada y mezcla desigual de suelo-fertilizante en operaciones mecánicas para la excavación y fertilización en huertos montañosos, este estudio propone el diseño de una máquina autopropulsada tipo oruga, integrando tres funciones principales: excavación, fertilización y cobertura de suelo. Se diseñaron los componentes clave del dispositivo de excavación, dispositivo de fertilización y dispositivo de cobertura de suelo. Se establecieron tres modelos de simulación de fertilización (pre-plantación, durante la plantación y post-plantación) utilizando el software de elementos discretos EDEM. Se analizaron los efectos de la mezcla de suelo-fertilizante bajo cada modo, con resultados que indican que el modo de fertilización post-plantación cumple mejor con los requisitos de mezcla de suelo-fertilizante para la aplicación profunda de fertilizante orgánico. Utilizando la velocidad de excavación, la velocidad hacia adelante y el ángulo de flexión de la cuchilla de excavación como factores experimentales, con el consumo de energía operativa y la uniformidad de mezcla de suelo-fertilizante como indicadores de evaluación, se realizó un experimento de Box-Behnken para optimizar los parámetros de los componentes de excavación y fertilización. Se estableció un modelo de regresión para analizar la interacción entre los factores experimentales e indicadores. La combinación óptima de parámetros operativos se determinó de la siguiente manera: velocidad de excavación de 265.03 r/min, velocidad hacia adelante de 0.40 m/s y ángulo de flexión de la cuchilla de excavación de 130 grados. Bajo estos parámetros, el consumo de energía de excavación y la uniformidad de mezcla de suelo-fertilizante fueron de 1.74 kW y 77.15%, respectivamente. Las pruebas de verificación en el huerto sobre la máquina mostraron que bajo los parámetros óptimos, los errores relativos en el consumo de energía de excavación y la uniformidad de mezcla de suelo-fertilizante entre las pruebas de campo y las simulaciones fueron del 7.40% y 4.50%, respectivamente. Estos resultados cumplen con los requisitos agronómicos para la excavación y fertilización, y el estudio proporciona referencias valiosas para la aplicación de tecnologías relacionadas en las operaciones de excavación y fertilización en huertos.