Can technology help improve the efficiency of irrigation?

Using water or losing water?
Irrigation can “lose” water in several ways. Water can seep out of reservoirs or transmission canals before it ever gets to the field. After water is applied to the crop in the field, some of it can percolate into the groundwater system, where it’s no longer available to the roots of the crop, or it might run off the field altogether. Water losses that happen in the field are called “on-farm” losses. Total losses, including seepage from reservoirs, canals and so on, are called “system” loses.
Over the past 50 years, several technologies have been developed to decrease on-farm irrigation losses. Precision land-leveling uses laser-guided equipment to level the field so that water will flow uniformly into the soil, not run down any little hills or collect in little gullies. It makes it easier to limit the amount of water that seeps beneath where the roots of the crop can reach.
Compared to older, conventional furrow and flood application technologies, center pivot and other sprinkler methodologies and drip irrigation systems improve the uniformity of water application, reducing the amount of water lost to deeper percolation or runoff from the field. They’re expensive, though, and are done largely to reduce the costs of other inputs to production, such as labor. And they don’t necessarily result in significant improvements in overall efficiency, since they don’t address the losses that happen during storage, transmission and distribution of irrigation water.
More data means more efficient water use. Different spectral band images, like this false-color infrared view of a field, can be combined to provide high-resolution information about surface temperature, water use, plant nutritional status, soil moisture and so forth.
Mac McKee, CC BY-NC-ND
Использование воды или потеря воды?
Орошение может «потерять» воду несколькими способами. Вода может просочиться из резервуаров или передающих каналов еще до того, как попадет на поле. После того, как вода подается на урожай в поле, часть ее может просачиваться в систему грунтовых вод, где она больше недоступна для корней культуры, или она может вообще стекать с поля. Потери воды, происходящие в поле, называются внутрихозяйственными потерями. Общие потери, включая просачивание из водохранилищ, каналов и т. д., называются «системными» потерями.
За последние 50 лет было разработано несколько технологий для снижения внутрихозяйственных потерь при орошении. При точной планировке земли используется оборудование с лазерным наведением для выравнивания поля, чтобы вода равномерно стекала в почву, не стекала по небольшим холмам и не собиралась в небольших оврагах. Это облегчает ограничение количества воды, просачивающейся ниже того места, где могут достигать корни растений.
По сравнению со старыми традиционными технологиями внесения по бороздам и затоплением, центральный круговой полив и другие методы разбрызгивания и системы капельного орошения улучшают равномерность полива, уменьшая количество воды, теряемой из-за более глубокого просачивания или стока с поля. Однако они дороги и делаются в основном для снижения стоимости других факторов производства, таких как рабочая сила. И они не обязательно приводят к значительному повышению общей эффективности, поскольку не учитывают потери, возникающие при хранении, транспортировке и распределении поливной воды.
Больше данных означает более эффективное использование воды. Изображения различных спектральных диапазонов, такие как этот инфракрасный вид поля в искусственных цветах, могут быть объединены для получения информации с высоким разрешением о температуре поверхности, использовании воды, состоянии питания растений, влажности почвы и так далее.
Мак Макки, CC BY-NC-ND