背景：
土壤肥料是农作物的粮食，是增产的物质基础，我国农谚有种地不上粪，等于瞎胡混之说。农业种植中常用的化肥主要是氮磷钾。氮肥是以氮素营养元素为主要成分的化肥，包括碳酸氢铵、尿素、硝胺、氨水、氯化铵、硫酸铵等。磷肥是以磷素营养元素为主要成分的化肥，包括普通过磷酸钙、钙镁磷肥等。钾肥就是以钾素营养元素为主要成分的化肥，目前施用不多，主要品种有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等。
要想种好地，离不开对土壤情况，尤其是土壤有机质、肥力的监测和分析。如果我们能够在线实时监测土壤的氮磷钾含量，确实可以更好的了解土壤肥力和作物生长之间的关系，也可以更加方便进行施肥，提高农业生产效率。所以，现在许多智慧农业项目的招标文件频繁出现能够在线测量土壤氮磷钾的土壤传感器这一采购需求。也经常有农户会问，现在可以做到土壤养分（比如氮磷钾等农作物生长所需的16种营养素）的实时监测吗？也有很多农业物联网公司的技术人员拿着一些厂家的土壤氮磷钾传感器的宣传材料进行宣传。
市面上真的有这些土壤氮磷钾传感器的销售。但是，你要是靠这些传感器采集的数据进行施肥作业的话，你可能就要吃个大亏了。
经过拆解研究，这类土壤氮磷钾传感器实际测量的是土壤的电导率。厂家将测量的电导率值乘以相应的系数（根据常规土壤中氮磷钾的含量）得出的数值作为氮、磷、钾含量值。由于现场土壤和环境各异，实际此类传感器无法测量出现场土壤中的实际的氮磷钾含量，最多给出的就是一个经验值、理论值。既然是理论，就和实际会有差距。这也说明为啥现在还有很多农业技术人员不承认土壤肥力的速测值，他们宁可采集土样回实验室耗时耗力耗钱地通过专业实验来测定土壤养分的原因。
实验介绍：
其实有一个实验更能说明这类传感器的问题。不相信的朋友们可以自己测试一下。
实验一：将此类传感器插入土壤中测量一组氮磷钾数据，然后在这片土壤中倒入盐水，纯净水中加入食用盐（氯化钠化学式NaCl，不含有一丁点的氮磷钾元素）。接下来，你就会发现氮磷钾的测量值剧烈上升。
那是不是告诉农户，地力不足，不用施肥，只要加点盐就行了？
实验二：将此类传感器插入土壤中测量一组氮磷钾数据，然后在这片土壤中倒入氮肥（稀释氮肥即可），测试发现测量结果值磷和钾的含量也都升高。
农户应该也很开心，因为可以少用点化肥了。
以上两组实验结果，可以充分说明此传感器的测量对象真的不是氮磷钾离子的含量。传感器测量的结果是土壤电导率，返回的结果是电导率乘以了一个固定系数（根据常规土壤中氮磷钾的含量），测量结果其实跟氮、磷、钾的实际含量并无太大直接关系。
传感器应用：
那是不是这种传感器就没用了呢？当然不！这个传感器要想发挥作用，第一就是这个系数的准确度，第二就是正常使用它。如果这个系数能够根据现场环境及时的调整标定，那么在排除相关干扰因素后，这些数据还是能够指导农业水肥作业计划的制定的。
但是我们也应该知道，土壤养分和水分不一样。土壤水分的变化区间较大，对作物影响明显，最好能够直接就看到水分的变化趋势，所以用传感器是非常合适的，同时市面上也有非常成熟准确的土壤水分传感器。
但是如果是为了施肥，那实时数据监测采集必要性也不是太大。土壤养分检测，目前农技人员一般氮一年测一次，磷钾一般两三年测一次就可以，实时监测意义不大。只要牢记作物几个需肥时期，在此时期施肥即可，然后通过土壤检测养分值作为施肥量评估依据。
不过说到底，还是土壤养分实时监测传感技术不过关。国家推动黑土地的保护，就需要开展土壤的原位研究。但这个研究又很难，很重要的一个原因就是实时监测跟不上（当然还有土壤的异质性），采土样无论多么的规范都不能完整的反映土壤中真实的状态，特别是一些极易被干扰的物质。就和医院化验一样，有的反应是需要时间的。而且检测这些对土壤质地也有一定要求，一般都需要研磨后检测的数据才更精准。
所以，如果希望取得更精准的土壤中氮、磷、钾含量，一般还是实验室法测定，分别用凯氏蒸馏法、紫外分光法、火焰光度法测，用到的仪器分别是凯氏定氮仪、紫外分光光度计、火焰光度计、土壤养分速测仪。中科院合肥物质研究所退出过一款即时的土壤养分采集测定设备，他就采用的激光灼烧土壤后进行分析，还是比较准的，就是设备体积比较大，不利于推广应用。
当然，小编也查到，中科院有实验室已经研发了一款氮磷钾固态离子选择电极传感器，可用于检测农田土壤中的重要速效养分浓度，包括钾离子、铵根离子、硝酸根离子、磷酸根离子的浓度。
中科院研制出的氮磷钾固态离子选择电极传感器，分别是固态钾离子选择电极传感器、固态铵根离子选择电极传感器、固态硝酸根离子选择电极传感器、固态磷酸根离子选择电极传感器，既可以检测农田土壤中的重要速效养分离子浓度，也可以检测水体环境中的对应离子浓度。
据说该成果填补了国内同类产品的空白，在微小型化和系统集成等方面具有技术领先优势，既可以独立使用，还可用于相关检测仪器仪表的二次开发。感兴趣的朋友可以找找看。
随着现代社会的不断进步，传统的农业生产模式已经无法满足现代文明发展的需要，智慧农业逐渐应用到全世界的生产中。无论是利用卫星在农业机械之间实现互相通信，还是运用IT技术控制温室的光照和水分，其目的都是为了提高农业生产的效率，改变传统的农业生产经营方式并且实行绿色生产，改善生态环境。
我国作为一个农业大国，农民数量占总人口的一半有余，传感器技术受到了广大农业工作者的追捧也就不足为奇了。在此小编提醒大家，选择传感器时最好认清其测量原理，以免被商家的宣传所误导。
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