6、基于物联网的精准灌溉系统：优化室内外种植的用水需求

基于物联网的精准灌溉系统：优化室内外种植的用水需求

1. 引言

随着全球人口预计在 2050 年达到 100 亿，水资源短缺问题日益严峻。农业用水占全球淡水使用量的 70%以上，且受气候变化影响，这一比例可能会进一步增加。尽管全球只有不到 20%的土地用于灌溉农业，但它却提供了 40%的全球粮食供应，这凸显了灌溉在全球粮食安全中的重要性。因此，提高农业灌溉系统的用水效率，对于保障农业、工业、市政和日常用水至关重要。

精准灌溉不仅有助于节约大量水资源，还能提高生产力。在满足全球粮食需求方面，在可控环境中实施精准灌溉系统至关重要。过去 30 年来，设施农业越来越受欢迎，并且在全球范围内迅速增长。在这种农业模式下，几乎所有参数都能得到控制，生产者可以为植物提供整个生长季节的最佳环境。设施农业不仅在优质生产和解决水资源短缺方面具有优势，还能保护植物免受恶劣条件的影响。灌溉管理对于成功的生产至关重要，过度或不足的灌溉通常会带来不利影响，因此施加最佳灌溉量对于合理生产至关重要。

精准灌溉管理可以通过物联网（IoT）、机器学习、物联网与机器学习的结合、数字解决方案和遥感等技术来实现。基于物联网的精准灌溉通常通过使用传感器来实现，因为其成本低、准确性高且总体盈利能力强。物联网技术在农业灌溉中的应用，使得实时监测、处理和按需灌溉成为可能。目前，无线和有线技术常用于监测作物、土壤和环境的水分状况，近年来，由于安装方便、经济考虑和可靠性能，无线技术的使用有所增加。

2. 精准灌溉管理

灌溉的目的是满足作物的水分需求，同时大幅提高作物产量，即保持土壤水分在灌溉/降雨和蒸散之间的平衡。在灌溉管理中，需要回答两个问题：何时进行灌溉以及应施加多少水。然而，回答这些问