氮元素是農作物生長必須的肥料，但是，過量的施用氮肥會造成嚴重的環境污染。如果土壤中施用了過量的氮肥，就會向大氣中釋放N?O。N?O是一種溫室氣體，其溫室強度比CO?還強300倍。過量的氮肥還會隨雨水流入河流中，造成水體富化，導致藻類過量繁殖，降低水體含氧量，降低生物多樣性。
不過，英國帝國理工學院（Imperial College of Science, Technology and Medicine）的一個研究團隊研發出了一項智能傳感技術，能夠有效的檢測土壤中的肥料情況，并計算出最佳的施肥時間和施肥量。這樣就可以減少過量施肥對土壤和環境造成的影響。
就目前而言，根據土壤中的含量和農作物的需求來精確控制施肥量并不是一件簡單的事情。以測量土壤中氮元素的含量為例，目前的方法是將土壤送到實驗室。但是這種方法費用太高，而且不具有時效性，因此，并不能作為一種科學方法進行推廣。
通過該智能傳感技術，對天氣和土壤因素進行采集，就可以計算出最佳的施肥量和施肥時間，在保證農作物正常生長的同時，將對環境的污染減小到最低。
該智能傳感技術采用了一款新型傳感器：chemPEGS，也就是紙基電化學氣體傳感器。chemPEGS可以檢測出土壤中銨離子的含量，銨是由氨分子衍生出的陽離子，銨可以倍土壤中的微生物轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽。通過機器學習人工智能，該傳感器可以把土壤的導電性、PH值和天氣數據與施肥時間聯系起來，根據這些數據來計算土壤中的氮含量，以及未來12天內氮含量的變化，最終生成一個不同天氣、不同的土壤PH值情況下的土壤肥量變化趨勢，從而推導出最佳的施肥時間和施肥量。
該智能傳感技術可以為農場主提供新型低成本解決方案，幫助他們以最合適的施肥量，獲取最大的產量，特別是像小麥這種對肥料需求較高的作物，提高了環境經濟性和種植經濟性。
表面上，chemPEGS只檢測銨的含量，但利用機器學習技術，它能根據不同的天氣情況和土壤PH值對土壤的中養分進行推測。雖然chemPEGS和相關的機器學習技術還處于驗證階段，但隨著制造和測試的標準化程度提高，可以預計在未來三五年，該智能傳感器就可以商業化。
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