تشير المستشعرات الحيوية إلى نظام هجين لمحول مستقبلات تستخدم لاستشعار الخصائص الفيزيائية والكيميائية للوسط في وجود عنصر التعرف البيولوجي أو العضوي لاكتشاف التحليلات البيولوجية المحددة الموجودة المستشعرات النانوية هي الجيل التالي من المستشعرات الحيوية التي تكون أكثر إحكاما ومرتبطة بالعنصر الحساس لاكتشاف التحاليل الانتقائية بتركيز منخفض للغاية من خلال محول طاقة فيزيائية كيميائية. يمكن أن تساعد تقنية Nano-biosensor في الكشف المبكر واتخاذ القرار السريع لتعزيز غلة المحاصيل من خلال الإدارة المناسبة للمياه والأراضي والأسمدة ومبيدات الآفات. نسبة السطح إلى الحجم العالية، حركيات نقل الإلكترون السريعة، الحساسية العالية والثبات مع عمر أطول توفر مزايا تنافسية لمستشعرات النانو على المستشعرات التقليدية ومستشعرات الجيل الأخير  تحتوي المستشعرات النانوية على مواد بحجم النانو تعمل كمستقبل حيوي على محول الطاقة الذي يوفر إشارة لعنصر التعرف لاكتشاف التحليلات المفردة أو المتعددة. الميزات الرائعة لجهاز الاستشعار النانوي هي التخيل والتثبيت والتصغير التي تتكامل المكونات الحيوية لنظام تحويل إلى بنية معقدة لتحسين الأداء التحليلي للمصابيح الطبيعية. تعمل المستشعرات النانوية على أساس آلية الإيقاف / التشغيل، وتكتشف تركيز المادة التحليلية داخل أجزاء لكل تريليون (جزء لكل (تريليون وتحد من المصفوفة التي تم تحليلها بناءً على صياغة النانو، استراتيجية الاستشعار والتطبيقات الخاصة بهم في الكشف عن المواد التحليلية في التربة والمسطحات المائية مذكورة في المادة التكميلية. قد يساعد الكشف المبكر عن ملوثات التربة في تجنب آثارها الضارة. يعد تراكم أيونات المعادن التي يحتمل أن تكون سامة في التربة الصالحة للزراعة والنباتات فوق مستويات العتبة مشكلة عالمية ذات مخاطر صحية خطيرة. يتم اكتشافها باستخدام مستشعرات ضوئية كيميائية بطبيعتها وتستخدم الإشعاعات الكهرومغناطيسية للكشف وربطها بصبغة عضوية ثابتة في العينة يغير الخواص البصرية التي تشير إلى تركيز مادة تحليلية معينة. إن تشتت رامان الفلوري والسطح المحسن (SERS) هما مستشعران بصريان شائعان يستخدمان جزيئات كبيرة بيولوجية / أكاسيد معدنية مختزلة في بنيتهما للتعرف على أيونات المعادن في مياه الأنهار أو أجسام التربة. يمكن أن يكون تكامل هذه الأنظمة النانوية مع استراتيجية الموائع الدقيقة أو رقائق الورق واعدًا أكثر في نشر تصميم مستشعر النانو المحمول لتطبيقاتها التجارية أو الصناعية في اكتشاف أيونات المعادن من بينها المبيدات الحشرية الفوسفات العضوي، النيونيكوتينويد ، الكربامات والأترازينات هي بعض الفئات السائدة وتبقى بقاياها حتى عند التركيز المنخفض لفترة أطول في التربة بسبب انخفاض التجانس تم الكشف عن هذه المبيدات باستخدام أجهزة الاستشعار الحيوية النانوية التي تستخدم محولات الطاقة الكهرضغطية مع تفاعل المستضد والأجسام المضادة ، وتثبيط نشاط الإنزيمات ، وخصائص الارتباط للمواد النانوية والأجسام المضادة المحددة ومع ذلك ، قد تختلف كفاءة هذه المستشعرات الحيوية النانوية وفقًا لحد الكشف والتكلفة العالية التي ينطوي عليها تطوير الأجسام المضادة التي توجد فقط لحوالي %10 من 800 مكون نشط من مبيدات الآفات ، وبالتالي قد تحد من استخدامها التجار. لذلك، يجب أن تكون كفاءة هذه المستشعرات الحيوية ذات البنية النانوية تم تحسينه باستخدام المعالجة المسبقة وأخذ العينات المتعددة. اليوريا هي السماد الأكثر استخدامًا لإنتاج المحاصيل ومصدر النترات والنتريت واليوريز التي تعتبر ملوثات في كل مكان في الماء مما تسبب في زيادة المغذيات التي تشكل آثارًا بيئية. نانوبيوسينسورز هي تستخدم للكشف عن هذه الملوثات في الماء والتربة على أساس فحص الموائع الدقيقة والمعايرة اللونية يمكن أن يوفر الاكتشاف الدقيق والدقيق لهذه المركبات النيتروجينية باستخدام أجهزة الاستشعار الحيوية النانوية تباينا مكانيًا وزمنيًا للعناصر الغذائية في الحقل لمراقبة تركيزها وتحليل الأسمدة وتطبيقها في الزراعة الدقيقة. يتم استخدام بعض المواد الجديدة ذات الميزات المحسنة للاستجابة السريعة والحساسية والاستقرار وإمكانية التطبيق المتكرر والجزيئات ذات البنية النانوية لمراقبة حالة رطوبة التربة. بعض الأمثلة على المستشعرات النانوية المغطاة بطبقة من السيراميك بمدى مختلف من الحساسية والاستجابة الملفقة عبارة عن أقطاب كهربائية متداخلة Pd\ Ag وأفلام أكسيد الجرافين . تستغل هذه المستشعرات خصائص النيتروجين والمواد الخزفية عن طريق نقل الأيونات وتركيزات التشتت لأغشية أكسيد الجرافين بالإضافة إلى ذلك، يوجد جهاز استشعار حيوي قائم على NM لتحديد كمية الكربون الكلي في التربة والمواد العضوية وكلوريد الصوديوم والفوسفات والنترات المتبقية في مراحل الطفولة لتحليل التربة، ويقتصر على المعايير المختبرية وحلول المياه كما تم استخدام تقنية النانو في الأنوف الإلكترونية (الأنوف الإلكترونية) تعتبر أنظمة الذكاء الاصطناعي والجيل القادم من أجهزة الاستشعار. تم تطبيقها بشكل متكرر في الزراعة لرصد عمليات الإنتاج وتقييم أمراض النبات، وتفشي الحشرات، وملوثات التربة / المياه. على الرغم من أن استخدام التكنولوجيا النانوية قد فتح ثورة جديدة في الزراعة الذكية وقلل من المخاطر المرتبطة بها، إلا أن الاستخدام الواسع للمنتجات الزراعية والغذائية القائمة على المواد النانوية وأجهزة الاستشعار النانوية الأقل احتمالا قد أثارت مخاوف بشأن صحة الإنسان والبيئة. يحد تعقيد التفاعلات النانوية البيئية من مراقبة سلوكهم في التربة. لذلك، يوصى باتباع نهج شامل لفهم هذه التفاعلات في التربة والنبات والهواء وفي النهاية في السلسلة الغذائية. يمكن للسلطات التنظيمية والتشريعات توفير خرائط الطريق والمبادئ التوجيهية للاستخدام المستدام للمواد النانوية لاكتشاف، والتحقق من صحة وتقليل آثارها السامة في النظام البيئي بأكمله.