土壤压实造成大面积农田土地退化。受压中土壤物理性质发生改变,内部生态平衡被打破,肥力减弱农作物减产。目前对土壤压实研究往往通过田间人工取土,测量土壤坚实度、渗水性等静态物理指标,再结合作物根系生长和微生物活性进行描述和分析土壤压实成因和后果,但未弄清土壤压实形成过程,同时人工取土步骤繁琐,破坏土壤结构。为进一步监测土壤压实过程中应力-应变关系,对土壤样本进行采集,系统化研究土壤压实问题。研制田间移动压实采样平台对研究土壤压实问题具有重要意义。本文主要研究内容如下:1)通过对土壤压实进行机理分析得到受压过程中土壤承压特性和应力传递特性,提出智能原位土壤压实采样平台总体设计方案,对平台压实装置、采样装置、升降机构和移动平台进行结构设计,并对液压传动系统和伺服传动系统进行计算和选型,实现平台对压力精确控制和土壤样本采集工作。通过需求分析得出监测系统需要动态监测压实过程中土壤表面应力、内部应力以及下陷位移,基于STM32系列微控芯片为控制核心设计土壤压实过程监测系统,分别从硬件和软件进行设计,最后对监测系统功能进行测试与调试,实现平台对土壤压实过程中应力-应变关系动态监测。田间土壤压实采样试验相对于传统室内压实试验结果表明智能原位土壤压实采样平台满足田间加载要求和动态实时测量土壤应力-应变关系,操作简单,对土壤扰动程度较低,满足田间土壤压实过程监测以及样本实地采样。2)以重塑砂姜黑土和小麦秸秆为研究对象,通过智能原位土壤压实采样平台进行麦秸土壤压实试验,以重塑砂姜黑土为样本对照研究深翻后土壤中麦秸含量对土壤特性的影响。研究结果表明:土壤中麦秸含量不同时,麦秸土壤仍满足Bekker承压模型。对下陷深度分别为40、60、80、100mm麦秸土壤进行拟合分析得出麦秸比例与土壤承载能力的关系满足一阶多项式模型;并通过数据拟合测定0、15、30、45、60%体积比麦秸土壤内摩擦和内聚角变形模量以及变形指数参数值;从土壤特性分析,土壤变形指数受麦秸含量影响,麦秸比例与土壤变形指数的关系满足二阶多项式模型,随着麦秸比例升高,土壤变形指数由2.55逐渐降低为1.68,土壤变形指数最高2.59。