氮元素是农作物生长必须的肥料，但是，过量的施用氮肥会造成严重的环境污染。如果土壤中施用了过量的氮肥，就会向大气中释放N₂O。N₂O是一种温室气体，其温室强度比CO₂还强300倍。过量的氮肥还会随雨水流入河流中，造成水体富化，导致藻类过量繁殖，降低水体含氧量，降低生物多样性。

        不过，英国帝国理工学院（Imperial College of Science, Technology and Medicine）的一个研究团队研发出了一项智能传感技术，能够有效的检测土壤中的肥料情况，并计算出最佳的施肥时间和施肥量。这样就可以减少过量施肥对土壤和环境造成的影响。

        就目前而言，根据土壤中的含量和农作物的需求来精确控制施肥量并不是一件简单的事情。以测量土壤中氮元素的含量为例，目前的方法是将土壤送到实验室。但是这种方法费用太高，而且不具有时效性，因此，并不能作为一种科学方法进行推广。

        通过该智能传感技术，对天气和土壤因素进行采集，就可以计算出最佳的施肥量和施肥时间，在保证农作物正常生长的同时，将对环境的污染减小到最低。

        该智能传感技术采用了一款新型传感器：chemPEGS，也就是纸基电化学气体传感器。chemPEGS可以检测出土壤中铵离子的含量，铵是由氨分子衍生出的阳离子，铵可以倍土壤中的微生物转化为硝酸盐和亚硝酸盐。通过机器学习人工智能，该传感器可以把土壤的导电性、PH值和天气数据与施肥时间联系起来，根据这些数据来计算土壤中的氮含量，以及未来12天内氮含量的变化，最终生成一个不同天气、不同的土壤PH值情况下的土壤肥量变化趋势，从而推导出最佳的施肥时间和施肥量。

        该智能传感技术可以为农场主提供新型低成本解决方案，帮助他们以最合适的施肥量，获取最大的产量，特别是像小麦这种对肥料需求较高的作物，提高了环境经济性和种植经济性。

        表面上，chemPEGS只检测铵的含量，但利用机器学习技术，它能根据不同的天气情况和土壤PH值对土壤的中养分进行推测。虽然chemPEGS和相关的机器学习技术还处于验证阶段，但随着制造和测试的标准化程度提高，可以预计在未来三五年，该智能传感器就可以商业化。