Achieving global fruit demand can be realized through the application of agricultural technologies. However, it is crucial to first overcome the enormous agricultural challenges posed by the implementation of efficient irrigation technologies. To address the issues related to inadequate water supply and inefficient traditional fruit tree irrigation methods, we propose a cost-effective and efficient approach—the “439” field precision irrigation scheme. This scheme predicts four relative soil water content minimum thresholds (RSWCTs) and maximum (RSWCTe) thresholds (relative to the percentage of field capacity [FC]) for starting and ending irrigation. By exploring the relationship between RSWCTs, RSWCTe and fruit quality, we assessed the scheme's effectiveness. A practical case study was conducted on grape (Vitis vinifera L., ‘87-1’) cultivated in a facility from 2019 to 2022 to evaluate the scheme's impact on irrigation management. The results indicate that maintaining 70%–80 % FC from germination stage (GS) to end bloom stage (EBS), 70%–80 % FC from EBS to veraison stage (VS), 55%–70 % FC from VS to maturation stage (MS), and 55%–65 % FC from MS to deciduous stage (DS) improve single grain weight (SGW). Similarly, to improve total soluble solid content, 60%–80 % FC is suggested from GS to EBS, 70%–80 % FC from EBS to VS, 60%–70 % FC from VS to MS, and 60%–70 % FC from MS to DS. To improve peel strength and fruit quality index (FQI), 70%–80 % FC is recommended from GS to EBS, 60%–70 % FC from EBS to VS, 55%–65 % FC from VS to MS, and 55%–70 % FC from MS to DS. This management tool helps farmers optimize irrigation efficiency and increase profits by growing high-quality fruit. In summary, the implementation of the “439” field precision irrigation system, coupled with fruit quality analysis, holds promise for enhancing water efficiency in precision agriculture.

中文翻译：

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一种适用于处于不同发育阶段的设施栽培葡萄树的高效灌溉方法


通过应用农业技术，可以实现全球水果需求。然而，首先要克服实施高效灌溉技术带来的巨大农业挑战，这一点至关重要。为了解决与供水不足和传统果树灌溉方法效率低下相关的问题，我们提出了一种具有成本效益和高效的方法——“439”田间精确灌溉方案。该方案预测了开始和结束灌溉的四个相对土壤含水量最小阈值 （RSWCTs） 和最大 （RSWCTe） 阈值（相对于田间容量 [FC] 的百分比）。通过探索 RSWCTs、RSWCTe 和水果品质之间的关系，我们评估了该计划的有效性。对 2019 年至 2022 年在设施中种植的葡萄 （Vitis vinifera L.， '87-1'） 进行了实际案例研究，以评估该计划对灌溉管理的影响。结果表明，从发芽期 （GS） 到开花期 （EBS） 保持 70%–80 % FC，从 EBS 到转色期 （VS） 保持 70%–80 % FC，从 VS 到成熟期 （MS） 保持 55%–70 % FC，从 MS 到落叶期 （DS） 保持 55%–65 % FC 可以提高单粒重 （SGW）。同样，为了提高总可溶性固形物含量，建议从 GS 到 EBS 使用 60%–80% FC，从 EBS 到 VS 使用 70%–80 % FC，从 VS 到 MS 使用 60%–70 % FC，从 MS 到 DS 使用 60%–70 % FC。为了提高果皮强度和果实质量指数 （FQI），建议从 GS 到 EBS 使用 70%-80 % FC，从 EBS 到 VS 使用 60%-70 % FC，从 VS 到 MS 使用 55%-65 % FC，从 MS 到 DS 使用 55%-70 % FC。该管理工具可帮助农民优化灌溉效率，并通过种植优质水果来增加利润。 总之，“439”田间精准灌溉系统的实施，加上水果质量分析，有望提高精准农业的用水效率。