اندازه گیری و تحلیل شاخص های بهره وری آب کشاورزی در ایران به علت محدودیت کمی و کیفی این ماده ارزشمند از جایگاه خاصی برخوردار است. این تحقیق به منظور شبیه سازی اجزای بیلان آب در مقیاس مزرعه ای، پیش بینی رطوبت در نیمرخ خاک و همچنین تجزیه و تحلیل شاخص های بهره وری آب در مزارع تحت آبیاری گندم در دشت نیشابور انجام شد. بدین منظور 3 مزرعه در بخش های مختلف دشت در سال زراعی 88-1387 برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز مدل swap انتخاب گردید. مدل در هر کدام از مزارع جداگانه نسبت به پارامترهای هیدرولیکی خاک و همچنین خصوصیات زراعی گندم واسنجی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی رطوبت در نیمرخ خاک نشان داد که مدل توانسته است مقدار رطوبت را در عمق ها و زمان های مختلف به خوبی شبیه سازی کند. میزان شاخص های بهره وری آب با استفاده از اجزای بیلان آب و عملکرد شبیه سازی شده توسط مدل محاسبه گردید. نتایج نشان داد در صورت اصلاح برنامه ریزی آبیاری عملکرد محصول به میزان قابل ملاحظه ای (14درصد) افزایش می یابد. از طرف دیگر با اعمال کم آبیاری به میزان 30 درصد، عملکرد محصول تفاوت معنی داری نداشت. این نتایج حاکی از آن است در صورت برنامه ریزی صحیح آبیاری ضمن کاهش آب مصرفی، شاخص های بهره وری آب شامل (بهره وری آب نسبت به مجموع تبخیر- تعرق واقعی گیاه به اضافه نفوذ عمقی) و (بهره وری آب نسبت به آب آبیاری) به ترتیب حدود 13 و43 درصد افزایش می یابد. مقدار بالای تبخیر در ابتدای دوره رشد گیاه به دلیل روش آبیاری سنتی مزارع به طور متوسط باعث کاهش 28 درصدی (بهره وری آب نسبت به تبخیر- تعرق واقعی گیاه) نسبت به (بهره وری آب نسبت به تعرق گیاه) شد. با بهبود عملیات کشاورزی مانند مالچ پاشی خاک یا بهره گیری از روش آبیاری زیرسطحی می توان را بهبود بخشید. کاهش عمق آب کاربردی تأثیر چندانی بر شاخص های و نداشت، اما شاخص های و به طور چشمگیری افزایش پیدا کردند.

کشاورزی دقیق (precision farming یا precision agriculture) یک مفهوم جدید در کشاورزی امروزی است و بر مبنای وجود ناهمگونی در سطح مزرعه استوار است. پیشرفته ترین قسمت از کشاورزی دقیق سیستم آشکارسازی لحظه ای عملکرد محصول می باشد که شامل تعدادی حسگر است که هر کدام با سنجش و ارسال یک سری اطلاعات از محصول در حال برداشت به ریز پردازنده و یا رایانه در نهایت عملکرد محصول در واحد سطح در هر لحظه از برداشت محاسبه می گردد. در این پژوهش پس از طراحی مدار الکترونیک و طراحی بدنه به وسیله نرم افزار solid work 2011، دستگاه ساخته شد. برای این حسگر نرم افزاری در نظر گرفته شد که قادر به ذخیره سازی داده به فرمت های docx و pdf می باشد. برای ارزیابی حسگر از گندم رقم شیراز و ذرت 704 استفاده شد. آزمون های آزمایشگاهی با پنج سطح رطوبتی (78/9، 42/13، 35/17، 26/20 و 22/25 درصد بر مبنای خشک) برای گندم و همچنین پنج سطح رطوبتی (95/6، 07/10، 55/15، 31/18 و 85/21 درصد بر مبنای خشک) برای ذرت انجام شد. برای تعیین حساسیت، ظرفیت خازن در چهار سطح پر شوندگی (25%، 50%، 75%، 100% ظرفیت پرشوندگی حسگر) و در پنج سطح رطوبتی برای محصول گندم و ذرت بدست آمد. پس از انجام آزمون آزمایشگاهی، حسگر در محیط کارگاهی (بر روی دستگاه پایش عملکرد محصول) مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی تاثیر دما بر خروجی حسگر، خروجی حسگر در پنج سطح دمایی (50، 43، 32، 30 و 26 بر حسب درجه سلسیوس) برای دو سطح رطوبتی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون حساسیت با خط گرسیونی با ضریب تبیین بالا برای گندم وذرت در پنج سطح رطوبتی انجام شد. دقت دستگاه با rmse=0.156 رضایت بخش بود.