土壤中的印刷传感器可以帮助农民提高作物产量并节省成本

威斯康星大学麦迪逊分校的工程师们开发出低成本传感器，可以实时、连续监测威斯康星州常见土壤中的硝酸盐。这些印刷电化学传感器可以帮助农民做出更明智的养分管理决策并获得经济效益。

“我们的传感器可以让农民更好地了解土壤的养分状况以及植物可用的硝酸盐量，帮助他们更准确地决定真正需要多少肥料，”领导这项研究的威斯康星大学麦迪逊分校机械工程助理教授约瑟夫·安德鲁斯 (Joseph Andrews) 表示。“如果他们可以少买一些肥料，那么大面积农场的成本节省可能会相当可观。”

虽然硝酸盐是农作物生长所必需的营养物质，但过量的硝酸盐会从土壤中渗出并进入地下水。这种污染对饮用受污染井水的人来说很危险，对环境也有害。研究人员的新传感器还可以用作农业研究工具，以监测硝酸盐的浸出，并帮助指导减轻其有害影响的最佳做法。

目前监测土壤中硝酸盐的方法既费力又昂贵，而且不能提供实时数据。因此，印刷电子专家安德鲁斯和他的团队着手开发一种更好、更便宜的解决方案。

在这个项目中，研究人员使用喷墨打印工艺来制造电位传感器，这是一种薄膜电化学传感器。电位传感器通常用于精确测量液体溶液中的硝酸盐。然而，这些传感器通常不适合在土壤环境中使用，因为土壤中的粗颗粒会划伤它们，干扰获得准确的测量结果。

“我们试图解决的主要挑战是找到一种方法，使这些电化学传感器能够在恶劣的土壤环境中工作并准确感知硝酸根离子，”安德鲁斯说。

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