對于現代農業(yè)和生產而言，肥料是必不可少的，但也會造成環(huán)境污染和氣候變化。據麥姆斯咨詢報道，歐盟研究人員開發(fā)了一款新型土壤傳感器，可以快速識別土壤養(yǎng)分，為農民節(jié)省資金，并有助于保護環(huán)境。


       目前，在農作物上使用肥料更多地是基于計算、預估和建議，而非根據土壤和植物的實際需求進行分析。結果往往是過度施肥，造成很大的浪費和污染。農民遭受減產并付出不必要的支出，地下水受到污染，地表水體富營養(yǎng)化，土壤中排放出溫室氣體，有限的天然肥料資源逐漸枯竭。

       因此，農民需要更有效地使用肥料，這樣做既能保持植物生產力，又能減少對環(huán)境的負面影響，還能受益于肥料成本的降低。在更大范圍內合理優(yōu)化的唯一障礙是缺乏快速、低成本的土壤分析。

       為應對這一挑戰(zhàn)，歐盟資助的MobiLab項目開發(fā)了一款芯片實驗室傳感器，用于測定土壤中最重要的植物養(yǎng)分（氨、硝酸鹽、磷酸鹽和鉀）的濃度。該項目基于屢獲殊榮，由歐盟發(fā)起的OPTIFERT研發(fā)團隊的成果。

越簡單越好

       項目研究人員開發(fā)了一款基于毛細管電泳的新型土壤分析儀，可提供快速、準確的營養(yǎng)素水平指示，從而支持精準耕作。項目協調員Günther Kriechhammer說道，“傳統(tǒng)實驗室需要花費更多的時間和更高的成本，而iMETOS MobiLab分析儀將土壤養(yǎng)分分析集成到一個微流控芯片中，從而降低了成本。”

       由于結構在微米范圍內，因此需要用到包括微流控技術在內的精微工藝，這是一門在數十至數百微米的通道網絡中操縱和控制流體的科學。Kriechhammer指出：“降低設備的復雜性是研發(fā)過程中最重要的一步，對技術的要求也最為嚴苛。更少的復雜性意味著更低的生產成本，更少的錯誤源，更容易操作整個儀器，能夠輕松服務于客戶并為客戶進行故障排除。”

       iMETOS MobiLab技術可在田間進行現場測量，用戶可以在沒有實驗室經驗的情況下完成操作。測量到的數據與GPS坐標關聯（使用移動應用程序），通過電信發(fā)送到云端，在云端安全存儲并可供用戶訪問。這些信息很容易轉換成機器可讀的格式，從而允許使用撒肥機和噴霧機等精密農業(yè)機械自動進行針對特定地點的可變施藥率。

顯著節(jié)省成本

       這款土壤營養(yǎng)傳感器將幫助歐洲的農民在短短幾分鐘內確定其農田的肥料需求，而無需任何特殊的專業(yè)知識。此外，它還可以幫助他們節(jié)省多達35％的施用肥料，在歐盟層級，每年可節(jié)省的總費用高達60億歐元。

       iMETOS MobiLab可以為現代農業(yè)的整個產業(yè)鏈提供經濟效益，它的定價旨在吸引中小型農場。它還將有助于歐盟進一步擴大其在全球精準農用產品市場上的領先地位。

       Kriechhammer總結道，“到目前為止，我們開發(fā)出來的產品僅用于歐洲地區(qū)，主要用戶是大型農場和合作社的顧問、技術人員。該設備不僅適用于土壤分析，也適用于植物汁液和廢水的分析，上述兩大應用領域將使其成為更具前景的分析儀。”