Overview of emerging technologies in sprinkler irrigation to optimize crop production

• DOI: 10.25165/j.ijabe.20191203.4310
• Publication Date: 2019-06-19T00:27:10Z
• Authors: Hong Li; ; Zakaria Issaka; Yue Jiang; Pan Tang; Chao Chen
• Keywords: Water Use Efficiency; Artificial intelligence; Irrigation Management; Deficit Irrigation for Agricultural Water Management; Economics; Agricultural engineering; Drip Irrigation; Macroeconomics; Soil Science; Life Sciences; Crop; Computer science; Crop Productivity; Deficit Irrigation; Irrigation scheduling; Environmental science; Agronomy; Agricultural and Biological Sciences; Engineering; Emerging technologies; Production (economics); Irrigation; Biology

Water saving is an essential part of sprinkler irrigation owing to the impact of climate change and rising energy costs. This review highlights the technologies that are emerging in sprinkler irrigation to optimize crop production. While there have been notable advances in irrigation, the continued progress has occurred by the combination of current status with the postulation of new ideas such as conversion of high-pressure sprinkler to low-pressure ones, incorporation of smart controllers in sprinkler irrigation systems. To enhance the adoption of these technologies, research on the dispersion device is needed to improve the performance of impact sprinklers to efficiently operate at low-pressure conditions. It is also important to study how water savings estimates based on water use, irrigated area, longevity of saving, and level of wasteful irrigation prior to the retrofit obtained from field trials can be extrapolated to other areas with different conditions. Research in the development of optimized method for irrigation scheduling is necessary. This review emphasizes that the status of technologies should be considered a continuum, building on earlier knowledge and progress, and hopefully leading toward optimized crop production in sprinkler irrigated areas. Keywords: sprinkler irrigation technologies, smart controllers, crop water demand, crop production DOI: 10.25165/j.ijabe.20191203.4310 Citation: Li H, Issaka Z, Jiang Y, Tang P, Chen C. Overview of emerging technologies in sprinkler irrigation to optimize crop production. Int J Agric & Biol Eng, 2019; 12(3): 1–9.<br/>يعد توفير المياه جزءًا أساسيًا من الري بالرش بسبب تأثير تغير المناخ وارتفاع تكاليف الطاقة. تسلط هذه المراجعة الضوء على التقنيات الناشئة في الري بالرش لتحسين إنتاج المحاصيل. في حين كان هناك تقدم ملحوظ في الري، فقد حدث التقدم المستمر من خلال الجمع بين الوضع الحالي مع افتراض أفكار جديدة مثل تحويل رشاشات الضغط العالي إلى رشاشات الضغط المنخفض، ودمج وحدات التحكم الذكية في أنظمة الري بالرش. لتعزيز اعتماد هذه التقنيات، هناك حاجة إلى البحث عن جهاز التشتت لتحسين أداء رشاشات التصادم للعمل بكفاءة في ظروف الضغط المنخفض. من المهم أيضًا دراسة كيف يمكن استقراء تقديرات توفير المياه بناءً على استخدام المياه، والمنطقة المروية، وطول عمر الادخار، ومستوى الري المهدر قبل التعديل التحديثي الذي تم الحصول عليه من التجارب الميدانية إلى مناطق أخرى ذات ظروف مختلفة. من الضروري إجراء بحث في تطوير الطريقة المثلى لجدولة الري. تؤكد هذه المراجعة على أنه ينبغي اعتبار حالة التقنيات سلسلة متصلة، بناءً على المعرفة والتقدم السابقين، ونأمل أن تؤدي إلى تحسين إنتاج المحاصيل في المناطق المروية بالرش. الكلمات المفتاحية: تقنيات الري بالرش، وحدات التحكم الذكية، الطلب على مياه المحاصيل، إنتاج المحاصيل DOI: 10.25165/j.ijabe.20191203.4310 الاقتباس: Li H، Issaka Z، Jiang Y، Tang P، Chen C. نظرة عامة على التقنيات الناشئة في الري بالرش لتحسين إنتاج المحاصيل. Int J Agric & Biol Eng، 2019 ؛ 12(3): 1–9.<br/>El ahorro de agua es una parte esencial del riego por aspersión debido al impacto del cambio climático y al aumento de los costes energéticos. Esta revisión destaca las tecnologías que están surgiendo en el riego por aspersión para optimizar la producción de cultivos. Si bien ha habido avances notables en el riego, el progreso continuo se ha producido por la combinación del estado actual con la postulación de nuevas ideas como la conversión de rociadores de alta presión a rociadores de baja presión, la incorporación de controladores inteligentes en los sistemas de riego por rociadores. Para mejorar la adopción de estas tecnologías, se necesita investigar el dispositivo de dispersión para mejorar el rendimiento de los rociadores de impacto para que funcionen de manera eficiente en condiciones de baja presión. También es importante estudiar cómo las estimaciones de ahorro de agua basadas en el uso del agua, el área de riego, la longevidad del ahorro y el nivel de desperdicio de riego antes de la modernización obtenida de los ensayos de campo se pueden extrapolar a otras áreas con diferentes condiciones. Es necesario investigar el desarrollo de un método optimizado para la programación del riego. Esta revisión enfatiza que el estado de las tecnologías debe considerarse un continuo, basado en el conocimiento y el progreso anteriores, y se espera que conduzca a una producción de cultivos optimizada en áreas de riego por aspersión. Keywords: sprinkler irrigation technologies, smart controllers, crop water demand, crop production DOI: 10.25165/j.ijabe.20191203.4310 Citation: Li H, Issaka Z, Jiang Y, Tang P, Chen C. Overview of emerging technologies in sprinkler irrigation to optim crop production. Int J Agric & Biol Eng, 2019; 12(3): 1–9.<br/>Les économies d'eau sont un élément essentiel de l'irrigation par aspersion en raison de l'impact du changement climatique et de la hausse des coûts de l'énergie. Cette revue met en évidence les technologies qui émergent dans l'irrigation par aspersion pour optimiser la production agricole. Bien qu'il y ait eu des progrès notables dans l'irrigation, les progrès continus ont été réalisés par la combinaison de l'état actuel avec la postulation de nouvelles idées telles que la conversion des gicleurs à haute pression en gicleurs à basse pression, l'incorporation de contrôleurs intelligents dans les systèmes d'irrigation par gicleurs. Pour améliorer l'adoption de ces technologies, des recherches sur le dispositif de dispersion sont nécessaires pour améliorer les performances des sprinkleurs à impact afin de fonctionner efficacement dans des conditions de basse pression. Il est également important d'étudier comment les estimations des économies d'eau basées sur l'utilisation de l'eau, la superficie irriguée, la longévité des économies et le niveau d'irrigation inutile avant la modernisation obtenues à partir d'essais sur le terrain peuvent être extrapolées à d'autres zones avec des conditions différentes. La recherche dans le développement d'une méthode optimisée pour la planification de l'irrigation est nécessaire. Cet examen souligne que l'état des technologies devrait être considéré comme un continuum, s'appuyant sur les connaissances et les progrès antérieurs et, espérons-le, conduisant à une production agricole optimisée dans les zones irriguées par arrosage. Mots-clés : technologies d'irrigation par aspersion, contrôleurs intelligents, demande en eau des cultures, DOI de la production agricole : 10.25165/j.ijabe.20191203.4310 Référence : Li H, Issaka Z, Jiang Y, Tang P, Chen C. Vue d'ensemble des technologies émergentes dans l'irrigation par aspersion pour optimiser la production agricole. Int J Agric & Biol Eng, 2019 ; 12(3) : 1–9.<br/>