無線感測器於底土監測之應用

2026/05/25

摘要

美國普渡大學（Purdue University）研究團隊開發HARVEST無線土壤感測系統，透過插入土壤中的釘狀感測器，利用射頻訊號變化監測底土層之水分含量與電導率等性質。該技術具低成本與可大規模部署之特性，有助於強化土壤監測能力，並提供農田管理參考。

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刊出日期：2026/05/25

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農業生產面臨土壤監測需求

　　隨著全球人口持續增加，農業生產面臨更高的效率與資源利用要求。然而，傳統耕作方式多半依賴經驗進行灌溉與施肥，往往會忽略土壤在不同位置的差異，導致灌溉與施肥效率不佳，甚至造成環境負擔。因此，如何精準掌握土壤狀況，成為現代農業的重要課題。

　　研究團隊開發出一種名為HARVEST的無線土壤感測系統。這是一種低成本、無線的地下土壤監測平台，核心是一種可插入土壤之釘狀感測器（智慧釘子）。與傳統裝置不同，它不需要電池或複雜的電子設備，這些智慧釘子透過射頻訊號與地表天線互動，藉由訊號變化來推測土壤中的水分含量與電導率等性質。

　　這項技術的特點在於其建置成本低且擴展性高，智慧釘子可大量部署於農田各處，並與地面天線或無人機搭配使用，在短時間內取得整片農地的土壤資訊。相較於傳統零星取樣方式，HARVEST能提供更全面的數據，使農民掌握土壤變化。

土壤資料於農田管理中的應用

　　透過系統得到之資料，農民可依據實際需求調整灌溉與施肥策略，有助於節省水資源與肥料使用，並降低養分流失對環境的影響。該系統亦可協助辨識土壤變化趨勢，作為農田管理參考。本研究已發表於《Nature Communications》期刊。

FAQ

HARVEST系統的核心是一種可插入土壤之釘狀感測器（智慧釘子）。

智慧釘子透過射頻訊號與地表天線互動，藉由訊號變化來推測土壤中的水分含量與電導率等性質。

智慧釘子可大量部署於農田各處，並與地面天線或無人機搭配使用，在短時間內取得整片農地的土壤資訊。