據(jù)麥姆斯咨詢報道，光傳感器已被證實可用于計算農(nóng)作物所需氮肥用量，合理優(yōu)化農(nóng)作物的健康生長。

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眾所周知，農(nóng)作物如果沒有足夠的氮素營養(yǎng)，就會影響其正常生長，產(chǎn)量也會顯著下降，但盲目增加農(nóng)作物的氮肥用量導致氮肥“過剩”會對環(huán)境造成污染。這是由于氮肥中未被農(nóng)作物吸收，多余氮最終會流入河流和湖泊中，從而污染水生生態(tài)系統(tǒng)。而水域中的微生物還會將過量的氮轉化為一氧化二氮，這是一種會導致氣候變化的溫室氣體。

“氮肥管理對于全球糧食安全至關重要，”美國明尼蘇達大學（UniversityofMinnesotaTwinCities）的農(nóng)學家YuxinMiao博士說，“同樣，這對于減少環(huán)境污染和全球氣候變化也極具重要意義。”

Miao博士和他的團隊一直致力于研究如何有效地管理氮肥在農(nóng)業(yè)中的合理運用。在通過對幾種不同的氮肥管理方法進行試驗比較后，研究人員發(fā)現(xiàn)，基于主動農(nóng)作物冠層的光傳感器是最有效的氮肥管理方法。

基于光傳感器系統(tǒng)的氮肥管理方法是通過使用光傳感器主動監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況與健康程度。光傳感器測量由農(nóng)作物葉面發(fā)出的不同波長的光，從而獲取反應農(nóng)作物生長進度的測量值，再將這些測量值通過傳感器中的軟件計算出農(nóng)作物所需的氮肥用量，這樣一來，種植者們就可以向農(nóng)作物合理施肥。

Miao博士說，他們的研究目標是“將氮肥的施用量與農(nóng)作物的氮肥需求量相匹配”。這樣就可以讓農(nóng)作物在最佳時機獲取適量的氮素營養(yǎng)，從而提高產(chǎn)量。

與其他氮肥管理的方法相比，這種方法有特別明顯的優(yōu)勢。“它降低了整體氮肥的施用量，”Miao博士說，“還減少了氮的流失，從而相應地減少了一氧化二氮的產(chǎn)生與排放。”

除上述優(yōu)勢外，基于光傳感器系統(tǒng)的氮肥管理方法還具有其他優(yōu)點。“使用光傳感器不僅能快速獲取測量結果，并且它不會讓農(nóng)作物產(chǎn)生任何損傷，”Miao博士繼續(xù)補充道，“除了購買傳感器的支出，也沒有其它額外的成本。”

此外，最新型號的光傳感器不會受到環(huán)境光的影響。這就意味著無論是什么樣的天氣條件，種植者都可以獲得準確的測量結果——無需清除云層，這也可能為種植者帶來新的經(jīng)濟效益。

“這項技術可以減少氮肥的施用量，”Miao博士總結道，“種植者們可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。”

為了測試不同氮肥管理方法的有效性，Miao博士及其團隊在2008年至2012年期間選擇在中國河北省進行了實地試驗，他們在冬小麥和夏玉米的輪作種植期間，測試了不同的氮肥管理方法。

Miao博士在用其他方法對農(nóng)作物進行試驗時也分別減少了氮肥的施用量，但這些方法都各自存在缺陷。例如，在用其中一種測試系統(tǒng)測試土壤的氮含量，“用這個方法還需投入相應的勞動力、時間，帶來成本限制等問題。”

Miao博士也正努力改進一些氮肥管理方法，讓它們更適合高產(chǎn)量的種植體系。而其中一些新系統(tǒng)可能比目前多數(shù)種植者使用的手持設備更高效。他希望這些傳感器系統(tǒng)能在全球范圍內推廣使用。“也希望這種氮肥管理方法能適用于多數(shù)國家的主要農(nóng)作物。”

然而，Miao博士認為僅依靠種植者無法做到對氮肥的有效管理。想實現(xiàn)這一理念，需要種植者、研究人員和專業(yè)技術服務人員的共同參與和努力。

“這樣一來，就可以讓這種管理系統(tǒng)得到更廣泛的采用，特別是在發(fā)展中國家。”他評論道。