化学进展

作者：杨坤梅, 朱秉臣, 徐瑁婕, 颜佳, 许晖, 宋志龙

单位：江苏大学能源研究院（未来技术学院） 环境工程与安全学院 农业工程学院 镇江 212013

关键词：温室气体,可持续农业,在线监测,半导体气体传感器,物联网,精准农业

基金：江苏大学高级人才基金项目(23JDG011),江苏大学高级人才基金项目(23JDG012)

农业活动是甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、二氧化碳（CO2）等温室气体的重要排放源。对这些气体实现连续、实时与大范围在线监测，是推进可持续农业和应对气候变化的关键手段。尽管红外光谱、电化学等监测技术在精度和选择性方面已有较为成熟的表现，但其高成本、能耗与复杂部署方式限制了在农业场景中的普及应用。本综述指出，半导体气体传感器凭借其低成本、易集成、适合大规模布设以及可与物联网深度融合等优势，正在成为构建未来农业监测网络的理想核心技术。文章系统梳理了通过纳米材料调控、异质结构建、催化与表面工程以及信号处理算法融合等策略提升半导体传感器灵敏度、选择性与稳定性的最新研究进展。同时，深入分析了其在畜牧管理、土壤监测等真实农业环境中的环境干扰、湿度影响、交叉响应与长期稳定性等实际挑战。最后，展望了半导体气体传感器在农业领域的发展趋势：传感材料智能化设计、传感节点与物联网的高度集成、多气体协同监测、以及基于人工智能的气体识别与排放模型构建，将共同推动形成集精准监测、智能决策与生态管理于一体的未来智慧农业系统。

来源：2026年第3期

《化学进展》期刊编辑部

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