В составе мероприятий по обеспечению технологий возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях первостепенное значение имеет управление поливами в соответствии с требованиями сельскохозяйственных культур, которое определяет режим влажности почвы на орошаемом поле. Технологии прецизионного орошения являются эффективными методами адаптивных систем, которые позволяют точно оценивать потребности культур в воде и равномерно подавать воду в нужное место и в нужное время, используя электронные системы и гидравлические элементы с высокой степенью полезного действия. Традиционные методы орошения благодаря простоте и доступности, низкой первоначальной стоимости и сравнительно малой энерго- и материалоемкости являются наиболее распространенными. Системы микроорошения обладают более значительным потенциалом для точного полива. Потенциальная эффективность микроорошения, в основном капельного, часто превышает 90%. Однако концепция экологически безопасных систем регулирования водного режима строится не только на присущем системе свойстве, а на эффективном управлении орошаемыми землями. При этом упор делается на минимизацию всех видов затрат и ресурсов при одновременном повышении надежности, безопасности и эргономичности процессов [1].
Планирование орошения на основе влажности и температуры почвы, метеорологических данных, таких как температура и влажность воздуха, скорость ветра, солнечная радиация, факторов, связанных с культурой, таких как фазы роста и развития растений, свойств почвы представляет собой значительный шаг вперед к эффективному управлению орошением в зависимости от потребностей культур в воде. Ключевые компоненты систем, основанные на метеорологических показателях, включают сбор данных о погоде, влияющих на потребности культур в воде, датчики, автоматизированные контроллеры, которые регулируют полив в зависимости от условий в реальном времени. Благодаря интеграции этих элементов, орошение на основе оперативных данных не только экономит воду, но и повышает урожайность.
Вопросам применения информационных технологий и интеллектуальных систем управления водопользованием посвящены работы отечественных ученых, таких как В.Г. Головатый, Ю.П. Добрачев, которые уделили внимание математическому моделированию и оптимизации режимов мелиорации, созданию алгоритмов для управления уровнем грунтовых вод и поливами, обеспечивающих поддержание влажности почвы в оптимальном диапазоне для конкретной фазы развития растений [2]; в исследованиях В.В. Шабанова описываются методы оперативного планирования и управления режимами орошения сельскохозяйственных культур. Основной акцент сделан на математическом моделировании процессов влагопереноса и расчете оптимальных сроков и норм полива для достижения максимальной продуктивности при рациональном использовании водных ресурсов [3, 4]; Л.В. Кирейчева, В.М. Яшин рассматривают модели для автоматизированного управления водораспределением и оптимизации режимов орошения с учетом экологических факторов [5]; В.В. Бородычев, М.Н Лытов и др. посвятили работу разработанной модели управления водным режимом почвы при орошении сельскохозяйственных культур, применению алгоритмов для оптимизации режимов полива [6] и других. Выполненный анализ научно-технического прогресса в орошаемом земледелии позволил установить современные тенденции орошаемого земледелия: координатное орошение, как элемент точного земледелия; компьютеризация в управлении, взаимодействие физической и информационной системы посредством информации, получаемой датчиков. Цель настоящих исследований – оптимизация использования оросительной воды и повышения урожайности за счет эффективного управления поливами.
