美国雨鸟灌溉：精准灌溉监测与控制策略研究进展
2022/10/20 15:00:06
农业是粮食生产和创造就业机会的重要来源。作物种植依赖于水的供应，所以农业的成功依赖于水的供应。然而，世界人口的快速增长，对淡水的需求正在增加，全球变暖和气候变化的影响对用水和粮食安全造成严重威胁。因此，需要有效利用和保护灌溉用水，以增加粮食生产，预防缺水危机。降雨和灌溉是农业用水的重要来源，但降雨是不可靠的。因此，在作物种植中，农田灌溉系统是自然降雨水源的替代。灌溉系统是一种重要的农业实践，提供植物生长和发育所需的受控水量。
传统灌溉方式不考虑农田的变化和作物的需水量，节水能力较低，还可能导致作物水分胁迫。灌溉系统中的其他问题涉及干旱和气候变化造成的缺水、环境干扰、植物动态的非线性性质、天气变化动态、植物动态作物吸水。为了提高农业灌溉用水效率，提出了精准灌溉的概念。精准灌溉是在灌溉过程中集成信息、通信和控制技术，以获得水资源的最佳利用，同时最小化环境影响。精准灌溉考虑到土壤的空间和时间变化、土壤结构和水力特性、植物对缺水的响应、基于物联网（IoT）的天气变量有效监测，以做出更好的灌溉决策，从而有助于实现节水和提高产量。灌溉管理必须考虑集成物联网进行数据采集以及监控、控制理论和决策支持技术。在精准灌溉的背景下，控制是根据作物响应重新分配投入和调整灌溉管理的能力，同时确保最佳的节水效果并减轻干扰和不确定性的影响。然而，在所有情况下，都需要在适合管理的规模上感知植物对所施加水的反应，并使用实时和历史信息在适当的空间水平上决定改善灌溉，以便后续灌溉应用。这一过程需要应用实时监控和高级控制策略。
