據外媒報道，如果作物植物沒有獲得足夠的養分，它們的氮含量通常會低于正常水平。一種便攜式的新設備可以讓農民當場檢查這些水平，這樣他們就可以盡快開始解決這個問題。由新加坡-麻省理工學院研究與技術聯盟(SMART)的一個團隊開發的原型小工具實際上是一個緊湊的拉曼光譜傳感器。

與全尺寸的同類產品一樣，它的工作原理是將單色激光照射到樣品上--在本例中是一片活葉。該材料中的分子隨之振動，以獨特的方式散射光。因此，通過分析該散射光，可以確定樣品中存在哪些化學物質。

在農業應用中使用這種技術時，通常必須將植物樣品從田間帶到實驗室的臺式拉曼光譜儀上。相比之下，新設備可以攜帶到田間，并在眾多正在生長的植物葉子上使用。

除了通過低氮水平檢測養分不足，該傳感器還可以通過測量其他代謝物的水平來識別其他問題。例如，如果一株植物被稱為類胡蘿卜素的色素水平異常低，那么它可能患有“避蔭綜合征”--出現這種情況時會阻礙植物葉片的發育，并在此過程中產生結構上的缺陷。

“該傳感器在多個蔬菜品種上進行了演示，并支持生產營養豐富的低成本蔬菜的努力”，該研究的共同首席作者Nam-Hai Chua教授說。“將這項工作推廣到更多種類的作物上，可能有助于在全球范圍內提高作物產量，增強氣候適應性，并通過減少化肥使用量來減輕環境污染。”