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为应对哥伦比亚气候变异威胁水稻等作物供水问题，研究人员开展三种灌溉技术（CD、MIRI、AWD+MIRI）评估，结合植被指数监测。发现 MIRI、AWD+MIRI 显著节水且未减产量，GGA 监测效果佳，为可持续种植提供路径。
在哥伦比亚，水稻种植对水资源依赖度极高，其 cultivation 消耗大量淡水。然而，气候变异导致降水减少、气温升高，加剧了 domestic、industrial 和 agricultural 部门间的水资源竞争。传统灌溉方法如 cascade distribution（CD）效率低下，径流和渗滤损失严重，进一步加剧了水资源短缺。在此背景下，探索更高效的灌溉技术和监测手段，对于保障水稻产量、实现农业可持续发展至关重要。
为解决上述问题，Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria – Agrosavia 等研究机构的研究人员开展了相关研究。他们在 Tolima 地区的三个生长季中，对三种灌溉技术 ——cascade distribution（CD）、multiple inlet rice irrigation（MIRI）、alternate wetting and drying combined with MIRI（AWD + MIRI）进行了评估，旨在优化水资源利用、维持粮食产量，并利用 vegetation indices 进行灌溉监测。研究成果发表在《Irrigation Science》。
研究用到的主要关键技术方法包括：一是田间试验，在 Nataima 研究中心的开放农田设置不同灌溉处理区，每个处理设四个重复，种植当地主要水稻品种 Fedearroz 67，进行施肥、除草和病虫害防治等管理；二是无人机遥感，使用 DJI Matrice 300 RTK V2 无人机搭载 Micasense Altum 多光谱传感器和 Zenmuse P1 相机，在不同生长阶段获取图像，生成 orthomosaics；三是植被指数计算，利用 Python GDAL Vegetation Index Computation Tool ViCTool 计算 NDVI、NDRE、OSAVI、GA、GGA 等 vegetation indices；四是数据统计分析，采用混合线性模型和方差分析等方法对各项数据进行处理。
土壤气候特征与灌溉管理
实验地土壤质地为 sandy loam，田间持水量（FC）约 30%，永久萎蔫点（PWP）约 26%，总可用水（TAW）约 4%。各生长季降雨分布不均，存在极端降雨事件。CD 处理下，土壤体积含水量（VWC）始终高于 FC，而 MIRI 和 AWD + MIRI 处理下 VWC 维持在 FC 左右，AWD + MIRI 处理因干 - 湿周期使 VWC 接近 PWP。CD 处理的累计灌水量显著高于 MIRI 和 AWD + MIRI，AWD + MIRI 的节水效果最为显著，较 CD 减少 48%–65%。
产量与水分生产率
三个生长季中，不同灌溉技术对水稻产量无显著影响，说明所测试的灌溉技术在减少水分流失的同时，能够维持作物的水分供应，避免对产量产生负面影响。而 MIRI 和 AWD + MIRI 处理因减少了用水，水分生产率（WP）显著高于 CD，其中 AWD + MIRI 的 WP 最高。
植物性能监测与植被指数
干生物量在成熟阶段较高，营养阶段较低，符合水稻生长的正常模式。相对叶绿素含量（RCC）在营养阶段最低，不同生长季的生殖和成熟阶段存在差异。MIRI 处理在成熟阶段的干生物量最高，CD 最低；MIRI 的 RCC 值在营养和生殖阶段高于 CD。植被指数方面，生长阶段和灌溉技术均对其产生影响，生殖阶段植被指数值最高，营养阶段最低。MIRI 和 AWD + MIRI 的植被指数值在 GS2 和 GS3 表现优于 CD，GGA 指数对作物变异性更为敏感，NDVI 捕捉作物变异性的能力较低。
研究表明，AWD + MIRI 灌溉技术在哥伦比亚 Tolima 地区的轻质地土壤水稻种植中，能显著提高水分利用效率，节水幅度可达 65%，且不影响水稻产量。视觉土壤水分监测为小农户提供了一种经济有效的灌溉调度工具。无人机监测的植被指数在作物早期生长阶段能有效反映灌溉效果，但在后期因冠层饱和等因素敏感性下降，未来需结合其他传感器技术和机器学习等数据分析方法，以实现整个作物周期的可靠监测。该研究为应对气候变异下的水资源挑战、实现水稻种植的可持续发展提供了切实可行的路径，有助于小农户采用节水灌溉实践，提升经济和环境可持续性。
