农场传感器，软件和用更少的水种植更多粮食？
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，另一种东西正在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。干旱似乎变得越来越普遍而在全球范围内持续，呈现农民艰难的选择和更轻薄的经济利润。在面对不确定性，技术提供的一种方式发挥了基本的投入，例如水更多的控制。
在德克萨斯州狭长地带，近期持续干旱迫使许多农民意识到，他们不再能单独依靠雨水来灌溉农作物。许多人钻深井进军奥加拉拉蓄水层，在北美最大的，用于补充灌溉用水。
“灌溉对这里的人们很重要——不仅是农民，而且是整个经济，”Susan O 'Shaughnessy说，她是美国农业部位于得克萨斯州布什兰的农业研究工程师。
奥肖内西正在开发中心支轴式灌溉设备，帮助农民新的传感器确保珍贵的地下水不浪费。该传感器测量叶冠温到计水的需求，这有助于避免过度灌溉。
“我们知道它总有一天会用完的。我们不能阻止它，”她说。“灌溉对这里的人们很重要——不仅是农民，而且是整个经济。我们希望在未来几年维持农民的生计。”
提高灌溉效率还可以减少河流和小溪的改道，为水生栖息地和其他人类用途留下更多的水。当水从农田流出时，它可以防止除草剂和化肥被带回到河流中。
敏感的中心支点
农业占全球69%的淡水提取量根据联合国粮食和农业组织的估计，这是美国的第一次粮食危机。这一数字在发展中国家普遍较高，在工业化国家较低，其中制造业占了较大的份额。在美国，农业消耗了近40%的淡水。
只有约20的全球农田％的灌溉，但灌溉的土地占粮食产量的40％。大水漫灌是最常用的方法，即使庄稼只使用约一半的水通过应用这种方法。
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。
而且它在世界各地越来越受欢迎，因为它比其他许多灌溉技术更简单，更耐用。它也可以是有效的，具有高达90％的水施加由自动化中心枢轴系统作物吸收。将剩余的10％要么输给风或运行场外。
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。
在奥肖内西的系统中，一台现场计算机——这个价值3000美元的系统的大脑——处理来自红外传感器和天气信息的数据。计算机将这些数据与特定作物的压力阈值进行比较，以确定需要灌溉多少。根据土壤类型、排水特性等因素，圈内不同区域可能会有不同的阈值，得到不同的水量。
“午夜时分，它需要这个数据......和空间计算作物缺水每个管理区”，奥肖内西说。“所以，如果超过，它标志着该系统的灌溉需要在该区域。”
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，水到达某种形式的地面灌溉的，通常是由淹水到明沟由河供水或从地面抽水。然后它以植物有几千年的方式 - 通过淹没沟。这是作物灌溉的最古老，最简单的形式。
滴灌是一种日益流行的方法，以提高灌溉效率的传统方法。这项技术将水分散在小型灵活的水管中，可以在地面上也可以在地下。在大多数情况下，每个电站都有一个“发射器”，也就是每个电站的开口，根据电站的需要，以可测量的速度放水。
很多农场正转换成滴，因为它允许水精确应用，以及那些与水直接输送到根区施肥。但要使它工作，水首先必须在现场进行加压，要求池塘，水泵，过滤器和压力调节器 - 这需要在电源和定期维护的投资。
一个澳大利亚公司,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。在墨尔本北部墨利河流域的一项政府资助的项目中，运河闸门实现了自动化，以将Shepparton灌溉区的失水从30%减少到10%。
该地区被认为是澳大利亚最富有成效的，不断增长的各种农作物，包括谷物，油籽，苹果，梨和许多其他的水果。运河自动化节省每年水32000英亩脚被转用于农作物，然后用于改善墨累河的栖息地。
澳大利亚的谷物研究和开发公司在3月完成的一项研究发现，超过50％的根区以下地表灌溉水减少这样的损失严密控制。它还通过植物减少了氮的损失和改善的氮吸收。农民注意，该技术节省了时间，因为他们不再在正确的时间，必须通过自己的领域密切和开放的运河闸门赛手。
测定吸收
另一项新技术在加州被使用，主要与滴灌，措施实际蒸散 - 水从土壤中通过植物到大气中的运动 - 在整个农田。传感器早就已经被可用来测量蒸散单个工厂或在现场单点，提供数据的农民可以用它来估计在整场用水。但这种方法是不准确的。
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。
农民利用这些信息来测量作物吸收的水量。它可以与植物中预先确定的胁迫水平进行比较，以决定为获得最佳产量需要多少水分——或者，对于酿酒葡萄来说，用酸的最佳平衡来获得想要的味道。
由加州大学的研究人员开发加州大学戴维斯分校中，系统正在商业部署由图里技术，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
在任何一种新的灌溉技术中，时间都是一个重要的因素，而这一点通常并不被考虑在内，Daniel Howes说，他是位于圣路易斯奥比斯波的加州理工州立大学的工程和灌溉技术教授。
豪斯引述掩埋2至3英尺下来在一个场时间间隔战略土壤湿度传感器提供的数据的例子。决定多少水一分田的需求，当这些传感器具有多种类型的作物，帮助农民的成为横跨美国普遍。
但它们所吐出的大量数据可能会让人无法承受。豪斯说，时间管理研究表明，农民每天只有5%的时间来做灌溉决定。这一天剩下的时间充满了各种各样的选择，包括劳动管理、拖拉机工作、虫害防治、施肥和购买原材料——更不用说出售作物了。
“那[土壤水分]系统，因为......他们只是没有时间来实际看它每天和解密数据，很多农民已经得到的停滞不前和基本放弃了”豪斯说。
下一步，豪斯说，是使无人驾驶飞机用热成像相机。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。
由于处理时间的关系，这些图像到达农民手中可能已经有几个星期了。豪斯说，下一步是给无人机配备热成像摄像机，以更快、更精细地绘制出相同类型的地图。尽管无人机作为商业工具受到了广泛关注，但这些承诺是否会产生效果还有待观察。
钱的问题，太。
“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“。
有从来没有在农场这么多的方法，以帮助节省水。关键的问题是，农民会拥抱他们，给予取舍？就像未来水资源供需的轨迹，可以看出遗体。
想知道更多关于未来食品和高科技股份公司？千万不要错过VERGE 2015年在加利福尼亚州圣何塞市发生了10月26日至29日。
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