农场传感器、软件以及用更少的水种植更多的食物
从阅读的天气选择作物，农业一直是一个动手的企业。当一个农民奇迹水多少作物的需求，一个简单的测试总是已经足够了：抓住土壤和感受了一把如何团块在一起。
现在别的东西帮助告知农民的触摸：数据。传感器，卫星和软件是新数据的加入桩帮助农场管理水资源。从土壤水分蒸腾，水泵转速阀门状态，农田，这些天似乎可以作为有线作为一个机场。
水资源短缺是更加紧迫寻求此类信息。干旱似乎已经变得更加普遍并在全球范围内持续存在，给农民带来了艰难的选择和更微薄的经济利润。面对不确定性，技术提供了一种方法来对基本投入(如水)施加更多的控制。
在德克萨斯州的狭长地带，最近持续的干旱迫使许多农民意识到他们再也不能仅仅依靠雨水来灌溉庄稼了。许多人正在钻深井，进入北美最大的奥加拉拉含水层，作为补充灌溉用水。
“灌溉是这里的人很重要 - 不仅是农民，而是整个经济，”苏珊·奥肖内西，在农业布什邦，得克萨斯州的美国能源部的一个研究农业工程师说。
奥肖内西正在为枢轴式灌溉设备开发新的传感器，以帮助农民确保宝贵的地下水不被浪费。这些传感器通过测量叶冠温度来测量需水量，这有助于避免过度灌溉。
“我们知道这会用完的一天。我们不能停止，”她说。“灌溉是这里的人很重要 - 不仅是农民，但整个经济。我们期待以维持农民几年来“。
提高灌溉效率还可以减少从小溪和河流改道，留下更多的水对水生栖息地和其他人使用。它可以防止除草剂和肥料被带回到这些河水流走场的时候。
敏感的中心支点
农业占全球淡水抽取量的69％据联合国粮食和农业组织估计。数量一般在发展中国家高是在工业化国家，在一个更大的份额去制造降低。在美国，农业用途接近的淡水用水量的40％。
全球只有大约20%的农田得到灌溉，但灌溉的土地占粮食产量的40%。洪水灌溉是最常用的方法，即使作物只使用大约一半的水使用这种方法。
许多人认识到中央喷灌，因为它创造了“麦田怪圈”从空中看到。上围绕中心供水（井或供给管）车轮旋转的巨洒水，浇水的圆形场。它是在德克萨斯州狭长地带和美国的许多其他地区最常见的灌溉技术。
它在世界各地越来越受欢迎，因为它比许多其他灌溉技术更简单、更耐用。它也很高效，在自动中心轴系统中，作物吸收了高达90%的水分。剩下的10%要么被风吹走，要么跑出了赛场。
奥肖内西正在帮助使中央枢轴系统更高效通过开发红外传感器。照片所示由奥肖内西和同事诺兰克拉克被调整，这些挂从中心枢转臂以测量在下面的作物的叶冠温，并提供数据农民可以使用仅在需要时，并且其中应用水。这些数据是植物健康状况也比传统的土壤水分读数的更好的指标，她说，这是常用来确定灌溉设置。
在奥肖内西的系统，现场计算机 - $ 3,000系统的大脑 - 从天气信息沿着红外传感器数据处理方法。计算机对特定的作物以确定有多少灌溉对抗压力阈值，这些数据进行比较。圆圈内不同的区域可以根据土壤类型，排水特性等因素都有独特的阈值，并会得到不同量的水。
奥肖内西说:“在午夜，它获取这些数据……并空间计算出每个管理区的作物水分胁迫。”因此，如果超过这个限度，就向系统发出信号，说明该地区需要灌溉。”
该系统产生地图的圆圈为农民放映哪些领域需要水。它还创建一个新的灌溉制度提供每个区域都需要水。农民既可以允许它继续前进，或者改变它 - 在他自己的判断 - 其他因素需要考虑。
洪水，滴，洪水
在世界上大多数灌溉农田上，水是通过某种形式的地面灌溉到达的，通常是将水灌入由河流注入的露天沟渠或从地面抽上来。然后，它以几千年来的方式通过洪水犁沟到达植物。这是最古老和最简单的作物灌溉形式。
滴灌是提高了这种传统的方法灌溉效率的日益流行的方式。该技术分散在小的，灵活的水管线的水，无论是高于或低于地面。在大多数情况下，一个“发射极”或开口设置在每个植物，基于植物的需要释放水以测量速率。
许多农场正在转变为滴灌，因为它可以精确地浇水，也可以将肥料与水一起直接送到根部。但要使其工作，首先必须在现场对水进行加压，这就需要池塘、水泵、过滤器和压力调节器——这就需要投资电源和定期维护。
一家澳大利亚公司，卢比肯水，用它调用的方法正与南昆士兰大学来进行地面灌溉高效滴灌“高性能地面灌溉。”
其基本原理包括以更快的速率和水的数量比传统方法多采用有限充斥领域。It seems counterintuitive, but it works because the speed and precision provided by soil-moisture sensors and automated canal gates means the water doesn’t have an opportunity to run off the field or soak deep into the ground where the crops can’t use it.
运河的自动化每年节省了32000英亩-英尺的水用于农作物，这些水随后被用来改善墨瑞河的栖息地。在墨累河是政府资助的计划流域墨尔本以北，运河大门被自动从30％降低整个谢珀顿灌区水损失10％。
该地区被认为是澳大利亚最高产的地区之一，种植各种各样的农作物，包括谷物、油籽、苹果、梨和许多其他水果。运河的自动化每年节省了32000英亩-英尺的水用于农作物，这些水随后被用来改善墨瑞河的栖息地。
澳大利亚谷物研究与发展公司3月份完成的一项研究发现，对地表灌溉的严格控制使根部以下的水分流失减少了50%以上。它还减少了氮的流失，改善了植物对氮的吸收。农民们指出，这项技术也节省了时间，因为他们不再需要在合适的时间用手在田里赛跑来关闭和打开运河大门。
计量吸收
另一项在加州使用的新技术主要是滴灌，它测量整个农田的实际蒸发蒸腾量——水从土壤通过植物进入大气的运动。长期以来，传感器一直可用来测量单个植物或田间单一点的蒸发蒸腾量，为农民提供数据，以估计整个田间的用水量。但这种方法并不精确。
新的方法，“表面更新，”措施风的能量漩涡的接触植物。为跨越一个字段，水风移动蒸气移动从植物到空气中。通过传感器来测量改变在风的能量，然后将其用于在风已经行进的区域来计算水蒸气转移的量。
农民使用此信息来衡量的水由作物吸收量。它可以对在工厂决定多少水办理的最佳收益率在预定的应力水平进行比较 - 或者，在酿酒葡萄的情况下，在葡萄酸的最佳平衡，以获得所需的风味。
研究人员在发达加州大学戴维斯分校，该系统正在商业部署途乐科技，公司形成与大学的支持。
“在同一领域，并在同一个赛季中，我们有时节约用水，产量和质量的帮助，”图利科技的首席执行官Tom夏普兰说。
该公司安装了传感器，它可以覆盖多达10亩，每个$ 1,500，并提供了一个成长赛季的数据订阅。该系统正在与酿酒葡萄，杏仁，核桃，柑橘，开心果，香瓜，草莓，西红柿等作物中使用。
夏普兰说，我们的目标是既要提高作物产量和节约用水。
“途乐是一种效率的技术，”夏普兰，谁开发的系统，而一个博士说：候选人。“如果种植者恰好开始应用了太多的水，我们要告诉工厂没有使用的，使用的水他们。在同一领域，并在同一个赛季中，我们有时节约用水，产量和质量的帮助“。
时间和金钱
时间是在任何新的灌溉技术的一个重要因素，另一个不是经常考虑，丹尼尔·豪斯，圣路易斯奥比斯波在加州州立理工大学工程和灌溉技术教授说。
豪斯引用了土壤湿度传感器提供的数据的例子，这些传感器在田间的战略间隔埋在2到3英尺的地下。传感器已经在美国广泛应用于多种农作物，帮助农民决定农田何时需要多少水。
但大量的数据，他们吐出可以压倒。豪斯说，时间管理的研究表明农民有小到每一天的5％，使灌溉决策。在一天剩下的时间是挤满了有关劳动管理，拖拉机作业，病虫害防治，施肥和购买原材料的选择 - 更不用说出售作物。
豪斯说:“许多农民陷入困境，基本上放弃了土壤水分系统，因为……他们只是没有时间每天实际查看并解读数据。”
下一步，豪斯说，就是给无人机装备一个热成像摄像机。在与美国航空航天局和美国地质调查局的同事合作，豪斯正在把从卫星图像遥感数据为农场蒸散措施。该团队由作物在不同颜色代码生成的卫星照片与30米分辨率的表现用水。照片显示，在该作物的面积需要更多或更少的水一目了然农民。
由于处理时间，一旦达到了农民的图像可能会周龄。下一步，豪斯说，是使无人驾驶飞机用热成像相机来产生相同种类的地图的速度更快，在更精细的细节。虽然无人驾驶飞机已获得了大量的关注，商业工具，但仍有待观察，如果承诺将结出果实。
钱的问题。
“业务的很大一部分是要确保你没有技术超支，”约翰·迪纳，在加利福尼亚州的圣华金河谷农民，谁帮助豪斯和同事们用卫星测绘说。“我们正在保护的水，我们可以每一滴水。这不是我们的经济利益做任何事情，但是“。
从来没有这么多的方法来帮助农场节约用水。关键问题是，考虑到这些权衡，农民们会接受它们吗?就像未来水的供求轨迹一样，这一点还有待观察。
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