张富康 孔凡霞
随着农业现代化的快速发展，农业基础设施建设不断完善，精准农业的发展理念得以进一步实施。农田土壤信息采集是实践精准农业的重要基础，快速高效获取土壤信息，可为制定科学合理的施肥、喷药、灌溉措施提供依据，达到精准施肥、合理施药、节约灌溉的目的。
随着人们对农业科学化生产认识程度不断加深，以美国、英国、日本等国家引领的农田信息化采集工作逐渐在世界范围开展。近年来，我国的农田信息采集工作应用范围得到了显著扩展，信息采集的方式主要包括人工定点采集、固定点设备信息采集和土壤信息采集机器人。
（一）人工定点采集
人工定点采集主要是农田工作人员携带便携式数据采集仪对土壤的指定目标信息进行采集与分析。便携式数据采集仪是目前我国农田信息检测使用较多的仪器设备，对不同数据的检测可通过更换配套元件实施。王尚宏等专家基于C8051F单片机设计了一款便携式农田数据采集终端，实现对农田基础信息的实时测量。
（二）固定点设备信息采集
固定点设备信息采集主要是利用传统的数据监测设备与物联网技术相结合，能够实现多种土壤信息采集设备的互联互通，各个固定采集点上所采集的数据可通过无线传感器传输至控制中心，有利于农业生产形成网络化的数据获取模式。邓小蕾、李民赞等专家设计的集成GPRS、GPS、ZigBee的土壤水分移动监测系统用于移动实时采集、显示、存储土壤水分和位置信息，并将数据上传至远程服务器，用户能现场监测土壤水分变化，也能通过Internet网络访问土壤水分数据。
（三）土壤信息采集机器人
土壤信息采集机器人是机器人在田间作业的新应用，以实现土壤信息的快速采集。姚照胜等专家提出了一种以STC11F32XE微处理器为核心，搭载温湿度传感器、光照强度传感器、CO2浓度传感器、风速传感器和土壤温湿度传感器等的农田信息采集车，通过WiFi将控制设备与信息采集车连接。马阳等专家设计了一种可遥控的移动式土壤信息检测平台，该平台以电动车为原型搭建了移动平台，其中平台的转向、前后、行走速度、检测模块升降、土壤水分检测、GPS接收和处理、土壤温度检测和环境温湿度检测使用控制器来控制，遥控器用来遥控平台运动和控制器采集数据。
人工定点采集需要大量的人力资源投入，获取的信息量相对较少，不适宜田间大面积的信息采集。固定点设备信息采集测量精确度局限于测量点的分布密度，对于没有布置测量点位置的耕地数据分析可能存在偏差。同时，固定化监测点的布置和网络化管理成本较高，短时间内很难实现区域化的覆盖。土壤信息采集机器人研究起步较晚，但相关技术发展迅速。科研人员开发了多种机型，但多数处于理论研制阶段。新技术的发展及农业生产需求的提高，对土壤信息采集机器人提出了更高的要求。
土壤信息作为精准农业研究的重要参数，是分析土壤肥力、实行精准施肥的根本依据。为了更好地实现土壤信息的快速采集，需不断提高土壤信息采集机器人的智能化水平，抢先实现土壤信息采集机器人技术落地并进入产业化应用，实现与国际先进水平跟跑和并跑，提高我国农机工业的技术水平和国际竞争力。
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