![\"Painetun](\"https:\/\/i0.wp.com\/geopard.tech\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Printed-Soil-Sensors-shape-and-instalation.jpg?resize=810%2C455&ssl=1\")
<\/p>\nWisconsin-Madisonin yliopiston insin\u00f6\u00f6rit ovat luoneet edullisia antureita maaper\u00e4n nitraattipitoisuuksien seuraamiseen reaaliajassa Wisconsinissa yleisiss\u00e4 maaper\u00e4tyypeiss\u00e4. N\u00e4m\u00e4 painetut s\u00e4hk\u00f6kemialliset anturit voivat auttaa maanviljelij\u00f6it\u00e4 tekem\u00e4\u00e4n \u00e4lykk\u00e4\u00e4mpi\u00e4 p\u00e4\u00e4t\u00f6ksi\u00e4 lannoituksesta ja mahdollisesti s\u00e4\u00e4st\u00e4m\u00e4\u00e4n rahaa.<\/p>\n
\u201cAnturimme voivat antaa maanviljelij\u00f6ille selke\u00e4mm\u00e4n kuvan maaper\u00e4n ravinnetasoista ja siit\u00e4, kuinka paljon nitraattia on k\u00e4ytett\u00e4viss\u00e4 viljelykasveille. N\u00e4iden tietojen avulla he voivat tehd\u00e4 tarkkoja p\u00e4\u00e4t\u00f6ksi\u00e4 siit\u00e4, kuinka paljon lannoitetta tarvitaan\u201d, sanoo Joseph Andrews, UW-Madisonin konetekniikan apulaisprofessori ja johtava tutkija. \u201cLannoitteiden k\u00e4yt\u00f6n v\u00e4hent\u00e4minen voi tarkoittaa merkitt\u00e4vi\u00e4 kustannuss\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 erityisesti suurille tiloille.\u201d<\/p>\n
Nitraatti on v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4t\u00f6n viljelykasvien kasvulle, mutta liikaa sit\u00e4 voi valua pohjaveteen, saastuttaa juomavett\u00e4 ja vahingoittaa ymp\u00e4rist\u00f6\u00e4. N\u00e4it\u00e4 uusia antureita voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 my\u00f6s ty\u00f6kaluina maataloustutkimuksessa, sill\u00e4 ne voivat seurata nitraattivaluntaa ja ohjata parempia k\u00e4yt\u00e4nt\u00f6j\u00e4 saasteiden v\u00e4hent\u00e4miseksi.<\/p>\n
Perinteiset menetelm\u00e4t maaper\u00e4n nitraatin seurantaan ovat aikaa vievi\u00e4, kalliita eiv\u00e4tk\u00e4 tarjoa v\u00e4litt\u00f6mi\u00e4 tuloksia. T\u00e4m\u00e4n ratkaisemiseksi Andrews, painetun elektroniikan asiantuntija, ja h\u00e4nen tiimins\u00e4 suunnittelivat n\u00e4m\u00e4 anturit yksinkertaisemmaksi ja taloudellisemmaksi vaihtoehdoksi.<\/p>\n
T\u00e4ss\u00e4 projektissa tutkijat k\u00e4yttiv\u00e4t mustesuihkutulostusmenetelm\u00e4\u00e4 potentiometristen antureiden valmistukseen. Potentiometriset anturit ovat er\u00e4\u00e4nlaisia ohutkalvoantureita, jotka k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t s\u00e4hk\u00f6kemiallisia reaktioita. N\u00e4it\u00e4 antureita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n tyypillisesti nestem\u00e4isten liuosten nitraattipitoisuuksien tarkkaan mittaamiseen. Ne eiv\u00e4t kuitenkaan yleens\u00e4 toimi hyvin maaper\u00e4ss\u00e4, koska karkeat maaper\u00e4n hiukkaset voivat naarmuttaa antureita ja vaikuttaa tarkkoihin lukemiin.<\/p>\n
<\/p>\n
Andrews selitt\u00e4\u00e4: \u201cP\u00e4\u00e4tavoitteenamme oli saada n\u00e4m\u00e4 s\u00e4hk\u00f6kemialliset anturit toimimaan tehokkaasti haastavissa maaper\u00e4olosuhteissa ja havaitsemaan nitraatti-ioneja tarkasti.\u201d<\/p>\n
Ratkaistakseen t\u00e4m\u00e4n tiimi lis\u00e4si anturin p\u00e4\u00e4lle suojakerroksen k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 polyvinyylideenifluoridia. Andrewsin mukaan t\u00e4ll\u00e4 materiaalilla on kaksi t\u00e4rke\u00e4\u00e4 ominaisuutta. Ensinn\u00e4kin siin\u00e4 on eritt\u00e4in pienet huokoset, noin 400 nanometri\u00e4, jotka p\u00e4\u00e4st\u00e4v\u00e4t nitraatti-ionit l\u00e4pi, mutta pit\u00e4v\u00e4t maapartikkelit loitolla. Toiseksi se on hydrofiilinen, mik\u00e4 tarkoittaa, ett\u00e4 se vet\u00e4\u00e4 puoleensa vett\u00e4 kuin sieni.<\/p>\n
Andrews sanoo: \u201cT\u00e4m\u00e4 tarkoittaa, ett\u00e4 anturimme imee kaiken nitraatteja sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4n veden, mik\u00e4 on ratkaisevan t\u00e4rke\u00e4\u00e4, koska maaper\u00e4 imee my\u00f6s vett\u00e4. Ilman t\u00e4t\u00e4 anturin olisi vaikea saada tarpeeksi kosteutta, mutta koska materiaalimme vastaa maaper\u00e4n vedenimeytymist\u00e4, se auttaa vet\u00e4m\u00e4\u00e4n nitraattipitoista vett\u00e4 anturin pinnalle tarkkojen lukemien saamiseksi.\u201d<\/p>\n
Tutkijat jakoivat edistymisens\u00e4 maaliskuussa 2024 Advanced Material Technologies -lehdess\u00e4 julkaistussa artikkelissa.<\/p>\n
![\"Painettujen](\"https:\/\/i0.wp.com\/geopard.tech\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Printed-Soil-Sensors-working-and-testing.jpg?resize=810%2C455&ssl=1\")
<\/p>\n
Tiimi testasi antureitaan kahdessa Wisconsinissa esiintyv\u00e4ss\u00e4 maaper\u00e4tyypiss\u00e4: hiekkamaassa, joka on yleinen pohjois-keskisill\u00e4 alueilla, ja silttimaassa, jota esiintyy Lounais-Wisconsinissa. He havaitsivat, ett\u00e4 anturit antoivat tarkkoja tuloksia molemmissa tyypeiss\u00e4.<\/p>\n
Tutkijat lis\u00e4\u00e4v\u00e4t nyt nitraattisensoreitaan j\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n, jota he kutsuvat "anturitarraksi". T\u00e4m\u00e4 j\u00e4rjestelm\u00e4 yhdist\u00e4\u00e4 kolme erilaista sensoria \u2013 nitraateille, kosteudelle ja l\u00e4mp\u00f6tilalle \u2013 joustavalle muovilevylle, jonka takana on liimapinta.<\/p>\n
He aikovat asettaa useita t\u00e4llaisia tunnistustarroja sauvaan eri korkeuksille ja sitten haudata sauvan maaper\u00e4\u00e4n. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4rjestelyn avulla he voivat mitata olosuhteita eri syvyyksiss\u00e4 maaper\u00e4ss\u00e4.<\/p>\n
Andrews selitt\u00e4\u00e4: \u201cMittaamalla nitraattia, kosteutta ja l\u00e4mp\u00f6tilaa eri maaper\u00e4n syvyyksill\u00e4 voimme nyt seurata nitraatin huuhtoutumisprosessia ja tarkkailla, miten nitraatti liikkuu maaper\u00e4ss\u00e4, mit\u00e4 emme voineet tehd\u00e4 aiemmin.\u201d<\/p>\n
Kes\u00e4ll\u00e4 2024 tutkijat jatkavat antureidensa testaamista sijoittamalla 30 anturisauvaa maaper\u00e4\u00e4n UW-Madisonin Hancockin ja Arlingtonin maataloustutkimusasemilla.<\/p>\n
Tiimi ty\u00f6skentelee t\u00e4m\u00e4n teknologian patentoimiseksi Wisconsin Alumni Research Foundationin kautta.<\/p>\n
UW-Madisonin yliopiston kirjoittajiin kuuluvat Kuan-Yu Chen, Aatresha Biswas, Shuohao Cai ja maaper\u00e4tieteiden laitoksen professori Jingyi Huang.<\/p>\n
T\u00e4t\u00e4 tutkimusta rahoittivat USDA:n maatalous- ja elintarviketutkimusaloitteen s\u00e4\u00e4ti\u00f6ohjelma (projekti nro WIS04075), National Science Foundationin Signals in the Soil -apuraha 2226568 ja Wisconsinin yliopiston Madisonin meijerialan innovaatiokeskus.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Wisconsinin ja Madisonin yliopiston insin\u00f6\u00f6rit ovat luoneet edullisia antureita maaper\u00e4n nitraattipitoisuuksien seuraamiseen reaaliajassa Wisconsinissa yleisiss\u00e4 maaper\u00e4tyypeiss\u00e4. N\u00e4m\u00e4 tulostetut\u2026<\/p>","protected":false},"author":210157960,"featured_media":10778,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_coblocks_attr":"","_coblocks_dimensions":"","_coblocks_responsive_height":"","_coblocks_accordion_ie_support":"","_eb_attr":"","content-type":"","_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_wpcom_ai_launchpad_first_post":false,"_jetpack_feature_clip_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_publicize_message":"{title}\n\n{excerpt}\n\n{url}","jetpack_publicize_feature_enabled":true,"jetpack_social_post_already_shared":true,"jetpack_social_options":{"image_generator_settings":{"template":"highway","default_image_id":0,"font":"","enabled":false},"version":2},"_wpas_customize_per_network":false,"jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[1372,1365,1379],"tags":[],"class_list":["post-10777","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","category-news","category-soil-data"],"acf":[],"yoast_head":"\n