Zwiększenie efektywności wykorzystania wody do nawadniania wymaga wprowadzenia do praktyki precyzyjnych metod wyznaczania potrzeb wodnych roślin. Termin nawadniania roślin może być wyznaczany na podstawie kryteriów roślinnych, glebowych lub klimatycznych.

Kryteria roślinne – w tym przypadku potrzeby nawadniania ustalamy na podstawie parametrów odzwierciedlających stan fizjologiczny roślin (stan uwodnienia tkanek). Prace badawcze koncentrują się tu na rozwoju urządzeń mierzących zmiany rozmiarów organów roślinnych (średnicy pędów, grubości blaszki liściowej), temperatury powierzchni roślin czy intensywności przepływu wody przez tkanki przewodzące. Z uwagi na ograniczenia tych metod (konieczność precyzyjnej kalibracji czujników, interpretacja odbieranych sygnałów), zastosowanie tego rodzaju rozwiązań w praktyce ogrodniczej na większą skalę jest nadal ograniczone.

Kryteria glebowe – termin nawadniania ustalany jest na podstawie pomiaru wilgotności lub potencjału wodnego gleby/podłoża. Ze względu na niejednorodność materii wbrew pozorom prawidłowy pomiar wilgotności gleby jest utrudniony. Sondy pomiarowe wymagają kalibracji do określonego rodzaju gleby/podłoża. Konieczna jest także znajomość charakterystyki gleby/podłoża w celu określenia zapasu wody dostępnej dla roślin.

Kryteria klimatyczne – oparte są na założeniach, że zużycie wody determinowane jest przebiegiem pogody i fazą rozwojową roślin. Celem prac badawczych prowadzonych w tej grupie tematycznej jest rozwój modeli matematycznych służących do wyznaczania potrzeb wodnych roślin na podstawie przebiegu pogody. Obecnie coraz bardziej jest popularne posługiwanie się pojęciem ewapotranspiracji wskaźnikowej (referencyjnej, ETo), która określa zdolność atmosfery do wywołania parowania wody z powierzchni pokrytej roślinami niezależnie od ich rodzaju i poziomu uwilgotnienia gleby. Czynniki wpływające na wysokość ETo to warunki meteorologiczne to radiacja słoneczna, temperatura powietrza, niedosyt wilgotności powietrza i prędkość wiatru. Oddziaływanie szaty roślinnej na proces parowania jest określane za pomocą tzw. współczynników roślinnych (k), których wartość jest charakterystyczna dla określonego gatunku i zmienia się w poszczególnych fazach rozwojowych rośliny w okresie wegetacyjnym.