據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，光傳感器已被證實(shí)可用于計(jì)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(zhǎng)。
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眾所周知，農(nóng)作物如果沒有足夠的氮素營(yíng)養(yǎng)，就會(huì)影響其正常生長(zhǎng)，產(chǎn)量也會(huì)顯著下降，但盲目增加農(nóng)作物的氮肥用量導(dǎo)致氮肥“過?！睍?huì)對(duì)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(huì)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(huì)將過量的氮轉(zhuǎn)化為一氧化二氮，這是一種會(huì)導(dǎo)致氣候變化的溫室氣體。
“氮肥管理對(duì)于全球糧食安全至關(guān)重要，”美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)（UniversityofMinnesotaTwinCities）的農(nóng)學(xué)家YuxinMiao博士說，“同樣，這對(duì)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(tuán)隊(duì)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(yùn)用。在通過對(duì)幾種不同的氮肥管理方法進(jìn)行試驗(yàn)比較后，研究人員發(fā)現(xiàn)，基于主動(dòng)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(dòng)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況與健康程度。光傳感器測(cè)量由農(nóng)作物葉面發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光，從而獲取反應(yīng)農(nóng)作物生長(zhǎng)進(jìn)度的測(cè)量值，再將這些測(cè)量值通過傳感器中的軟件計(jì)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(biāo)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(shí)機(jī)獲取適量的氮素營(yíng)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(shì)?！八档土苏w氮肥的施用量，”Miao博士說，“還減少了氮的流失，從而相應(yīng)地減少了一氧化二氮的產(chǎn)生與排放?！?/span>
除上述優(yōu)勢(shì)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(diǎn)?！笆褂霉鈧鞲衅鞑粌H能快速獲取測(cè)量結(jié)果，并且它不會(huì)讓農(nóng)作物產(chǎn)生任何損傷，”Miao博士繼續(xù)補(bǔ)充道，“除了購(gòu)買傳感器的支出，也沒有其它額外的成本?！?/span>
此外，最新型號(hào)的光傳感器不會(huì)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(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果——無需清除云層，這也可能為種植者帶來新的經(jīng)濟(jì)效益。
“這項(xiàng)技術(shù)可以減少氮肥的施用量，”Miao博士總結(jié)道，“種植者們可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益?！?/span>
為了測(cè)試不同氮肥管理方法的有效性，Miao博士及其團(tuán)隊(duì)在2008年至2012年期間選擇在中國(guó)河北省進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)，他們?cè)诙←満拖挠衩椎妮喿鞣N植期間，測(cè)試了不同的氮肥管理方法。
Miao博士在用其他方法對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)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(cè)試系統(tǒng)測(cè)試土壤的氮含量，“用這個(gè)方法還需投入相應(yīng)的勞動(dòng)力、時(shí)間，帶來成本限制等問題。”
Miao博士也正努力改進(jìn)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(shè)備更高效。他希望這些傳感器系統(tǒng)能在全球范圍內(nèi)推廣使用?！耙蚕Ｍ@種氮肥管理方法能適用于多數(shù)國(guó)家的主要農(nóng)作物?！?/span>
然而，Miao博士認(rèn)為僅依靠種植者無法做到對(duì)氮肥的有效管理。想實(shí)現(xiàn)這一理念，需要種植者、研究人員和專業(yè)技術(shù)服務(wù)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(guó)家。”他評(píng)論道。