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

眾所周知，農作物如果沒有足夠的氮素營養，就會影響其正常生長，產量也會顯著下降，但盲目增加農作物的氮肥用量導致氮肥“過剩”會對環境造成污染。這是由于氮肥中未被農作物吸收，多余氮最終會流入河流和湖泊中，從而污染水生生態系統。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（University of Minnesota Twin Cities）的農學家Yuxin Miao博士說，“同樣，這對于減少環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業中的合理運用。在通過對幾種不同的氮肥管理方法進行試驗比較后，研究人員發現，基于主動農作物冠層的光傳感器是最有效的氮肥管理方法。基于光傳感器系統的氮肥管理方法是通過使用光傳感器主動監測農作物的生長情況與健康程度。

光傳感器測量由農作物葉面發出的不同波長的光，從而獲取反應農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作物所需的氮肥用量，這樣一來，種植者們就可以向農作物合理施肥。Miao博士說，他們的研究目標是“將氮肥的施用量與農作物的氮肥需求量相匹配”。這樣就可以讓農作物在最佳時機獲取適量的氮素營養，從而提高產量。與其他氮肥管理的方法相比，這種方法有特別明顯的優勢。

“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生與排放。”除上述優勢外，基于光傳感器系統的氮肥管理方法還具有其他優點。“使用光傳感器不僅能快速獲取測量結果，并且它不會讓農作物產生任何損傷，” Miao博士繼續補充道，“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成本，提高經濟效益。”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，讓它們更適合高產量的種植體系。而其中一些新系統可能比目前多數種植者使用的手持設備更高效。他希望這些傳感器系統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國家的主要農作物。”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。想實現這一理念，需要種植者、研究人員和專業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得到更廣泛的采用，特別是在發展中國家。”他評論道。