这项技术，在今天的《自然食品》杂志上描述，可以帮助种植者在考虑天气和土壤状况等因素的情况下，找出在作物上使用化肥的最佳时间和需要多少。这将减少过度施肥土壤造成的昂贵和破坏环境的影响，过度施肥会释放温室气体一氧化二氮，污染土壤和水道。
迄今为止，世界范围内的过度施肥已使12%的曾经可耕地无法使用，而氮肥的使用在过去50年里增加了600%。然而，对作物种植者来说，精确地调整他们自己的化肥使用是困难的:如果使用过多，他们就会面临环境破坏和金钱浪费的风险;太少的话，他们就会面临歉收的风险。这种新型传感技术的研究人员表示，它可以奥克斯空调24小时服务电话为环境和种植者带来好处。
这种传感器被命名为化学功能化的基于纸张的电气气体传感器(chemPEGS)，测量土壤中铵的含量——这种化合物被土壤细菌转化为亚硝酸盐和硝酸盐。利用一种称为机器学习的人工智能，它将这些数据与天气数据、施肥以来的时间、pH值和土壤电导率测量相结合。它利用这些数据来预测现在土壤中总氮的含量以及未来12天内土壤中总氮的含量，从而预测最佳施肥时间。
深圳饰品批发这项研究确定了这种低成本的新解决方案如何帮助种植者在最少施肥的情况下收获最多的作物，特别是对于像小麦这样需要肥料的作物。这项技术可以同时减少种植者的开支和氮肥对环境的危害。氮肥是使用最广泛的化肥类型。
这项技术的共同开发者、伦敦帝国理工学院生物工程系的首席研究员Max Grell博士说:“无论从环境还是经济角度来说，都很难夸大过度施肥的问题。”产量和由此产生的收入逐年下降，而种植者目前没有应对这种情况所需的工具。
“我们的技术可以帮助解决这个问题，让种植者知道目前土壤中有多少氨和硝酸盐，并根据天气条件预测未来会有多少。”这可以让他们根据土壤和作物的具体需要微调施肥。”
氮污染
过量的氮肥会向空气中释放一氧化二氮，这是一种比二氧化碳强300倍的温室气体，是造成气候危机的原因之一。过量的化肥也会被雨水冲进水道，剥夺水生生物的氧气，导致藻华，减少生物多样性。
然而，要精确调整土壤和作物的施肥水平仍然很困难。测试是罕见的，目前测量土壤氮的方法需要将土壤样品送到实验室——这是一个漫长而昂贵的过程，结果到达种植者时用处有限。
这种低成本的新方法可以加快测试土壤的过程。虽然chemPEGS只测量铵态氮，但机器学习组件允许它预测当前和未来土壤中硝态氮和铵态氮的水平。
来自帝国理工学院生物工程系的高级作者和小熊维尼服装首席研究员Firat Guder博士说:“我们的大部分食物来自土壤，这是一种不可再生资源，如果我们不保护它，我们就会失去它。”再加上农业造成的氮污染，给地球带来了一个难题——我们希望通过精准农业来解决这个问题。
“我们的传感技术可以足够精确地测量和预测土壤氮，以预测天气对施肥计划的影响，并根据作物需求调整时机，我们希望这将有助于减少过度施肥，同时提高作物产量和种植者的利润。”
佳佳透视研究人员预计，目前处于原型阶段的chemPEGS和相关的人工智能技术，将在3到5年内实现商业化，并进行更多的测试和制造标准化。
这项工作由EPSRC、Innovate UK和Cytiva资助。