![\"Tryckta](\"https:\/\/i0.wp.com\/geopard.tech\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Printed-Soil-Sensors-shape-and-instalation.jpg?resize=810%2C455&ssl=1\")
<\/p>\nIngenj\u00f6rer vid University of Wisconsin\u2013Madison har skapat prisv\u00e4rda sensorer f\u00f6r att \u00f6vervaka nitratniv\u00e5er i marken i realtid f\u00f6r jordtyper som \u00e4r vanliga i Wisconsin. Dessa tryckta elektrokemiska sensorer kan hj\u00e4lpa jordbrukare att fatta smartare beslut om g\u00f6dsling, vilket potentiellt kan spara dem pengar.<\/p>\n
\u201cV\u00e5ra sensorer kan ge jordbrukare en tydligare bild av jordens n\u00e4ringsniv\u00e5er och hur mycket nitrat som finns tillg\u00e4ngligt f\u00f6r gr\u00f6dor. Denna information g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r dem att fatta exakta beslut om hur mycket g\u00f6dselmedel som beh\u00f6vs\u201d, s\u00e4ger Joseph Andrews, bitr\u00e4dande professor i maskinteknik och huvudforskare vid UW\u2013Madison. \u201cAtt minska g\u00f6dselanv\u00e4ndningen kan inneb\u00e4ra betydande kostnadsbesparingar, s\u00e4rskilt f\u00f6r stora g\u00e5rdar.\u201d<\/p>\n
Nitrat \u00e4r viktigt f\u00f6r gr\u00f6dors tillv\u00e4xt, men f\u00f6r mycket av det kan sippra ut i grundvattnet, f\u00f6rorena dricksvattnet och skada milj\u00f6n. Dessa nya sensorer kan ocks\u00e5 fungera som verktyg inom jordbruksforskning, sp\u00e5ra nitratavrinning och v\u00e4gleda b\u00e4ttre metoder f\u00f6r att minska f\u00f6roreningar.<\/p>\n
Traditionella metoder f\u00f6r att \u00f6vervaka nitrathalten i marken \u00e4r tidskr\u00e4vande, kostsamma och ger inte omedelbara resultat. F\u00f6r att hantera detta designade Andrews, en expert p\u00e5 tryckt elektronik, och hans team dessa sensorer som ett enklare och mer ekonomiskt alternativ.<\/p>\n
F\u00f6r detta projekt anv\u00e4nde forskarna en bl\u00e4ckstr\u00e5leutskriftsmetod f\u00f6r att tillverka potentiometriska sensorer, en typ av tunnfilmssensor som anv\u00e4nder elektrokemiska reaktioner. Dessa sensorer anv\u00e4nds vanligtvis f\u00f6r att m\u00e4ta nitratniv\u00e5er i flytande l\u00f6sningar noggrant. De fungerar dock vanligtvis inte bra i jord eftersom grova jordpartiklar kan repa sensorerna och p\u00e5verka noggranna avl\u00e4sningar.<\/p>\n
<\/p>\n
Andrews f\u00f6rklarar: \u201cV\u00e5rt huvudm\u00e5l var att f\u00e5 dessa elektrokemiska sensorer att fungera effektivt i utmanande jordf\u00f6rh\u00e5llanden och att exakt detektera nitratjoner.\u201d<\/p>\n
F\u00f6r att l\u00f6sa detta lade teamet ett skyddande lager \u00f6ver sensorn med hj\u00e4lp av ett material som kallas polyvinylidenfluorid. Enligt Andrews har detta material tv\u00e5 viktiga egenskaper. F\u00f6r det f\u00f6rsta har det extremt sm\u00e5 porer, runt 400 nanometer, som sl\u00e4pper igenom nitratjoner men h\u00e5ller jordpartiklar ute. F\u00f6r det andra \u00e4r det hydrofilt, vilket betyder att det drar till sig vatten som en svamp.<\/p>\n
Andrews s\u00e4ger: \u201cDetta inneb\u00e4r att allt vatten som inneh\u00e5ller nitrater kommer att absorberas av v\u00e5r sensor, vilket \u00e4r avg\u00f6rande eftersom jord ocks\u00e5 absorberar vatten. Utan detta skulle det vara sv\u00e5rt f\u00f6r sensorn att f\u00e5 tillr\u00e4ckligt med fukt, men eftersom v\u00e5rt material matchar jordens vattenabsorption hj\u00e4lper det till att dra nitratrikt vatten till sensorns yta f\u00f6r noggranna avl\u00e4sningar.\u201d<\/p>\n
Forskarna delade med sig av sina framsteg i en artikel som publicerades i mars 2024 i Advanced Material Technologies.<\/p>\n
![\"Tryckta](\"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
Teamet testade sina sensorer i tv\u00e5 typer av jordar som finns i Wisconsin: sandjord, som \u00e4r vanlig i det norra centrala omr\u00e5det, och siltjord, som finns i sydv\u00e4stra Wisconsin. De fann att sensorerna gav korrekta resultat i b\u00e5da typerna.<\/p>\n
Nu l\u00e4gger forskarna till sina nitratsensorer i ett system som de kallar ett "sensorklisterm\u00e4rke". Detta system kombinerar tre olika sensorer \u2013 f\u00f6r nitrater, fukt och temperatur \u2013 p\u00e5 en flexibel plastfolie med sj\u00e4lvh\u00e4ftande material p\u00e5 baksidan.<\/p>\n
De planerar att placera flera av dessa sensorklisterm\u00e4rken p\u00e5 en st\u00e5ng p\u00e5 olika h\u00f6jder och sedan gr\u00e4va ner staven i jorden. Denna uppst\u00e4llning g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r dem att m\u00e4ta f\u00f6rh\u00e5llandena p\u00e5 olika djup i jorden.<\/p>\n
Andrews f\u00f6rklarar: \u201cGenom att m\u00e4ta nitrat, fukt och temperatur p\u00e5 olika jorddjup kan vi nu sp\u00e5ra processen f\u00f6r nitratlakning och observera hur nitrat r\u00f6r sig genom jorden, n\u00e5got vi inte kunde g\u00f6ra tidigare.\u201d<\/p>\n
Sommaren 2024 kommer forskarna att forts\u00e4tta testa sina sensorer genom att placera 30 sensorstavar i jorden vid UW\u2013Madisons jordbruksforskningsstationer Hancock och Arlington.<\/p>\n
Teamet arbetar med att patentera denna teknik genom Wisconsin Alumni Research Foundation.<\/p>\n
Medf\u00f6rfattare fr\u00e5n UW\u2013Madison inkluderar Kuan-Yu Chen, Aatresha Biswas, Shuohao Cai och professor Jingyi Huang fr\u00e5n institutionen f\u00f6r markvetenskap.<\/p>\n
Denna forskning finansierades av USDA Agriculture and Food Research Initiative Foundational Program (projektnummer WIS04075), National Science Foundations Signals in the Soil-bidrag 2226568 och University of Wisconsin\u2013Madison Dairy Innovation Hub.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Ingenj\u00f6rer vid University of Wisconsin\u2013Madison har skapat prisv\u00e4rda sensorer f\u00f6r att \u00f6vervaka nitratniv\u00e5er i marken i realtid f\u00f6r jordtyper som \u00e4r vanliga i Wisconsin. Dessa tryckta\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