بهینه‌سازی مصرف آب و بررسی برخی شاخص‏های عملکرد توت‌فرنگی گلخانه‌ای در سامانه‏ کاشت ایروپونیک عمودی

با افزایش تقاضا برای تولید محصولات کشاورزی با بهره‌وری بالای آب، سیستم‌های کشت بدون خاک مانند اروپونیک موردتوجه قرار گرفته‌اند. در این میان، بهینه‌سازی پارامترهای عملکردی این سامانه‌ها نقش کلیدی در افزایش تولید و صرفه‌جویی منابع دارد. این تحقیق به‌منظور بهینه‌سازی سامانه کاشت اروپونیک عمودی برای تعیین بهینه‏ترین کارایی مصرف آب  و برخی شاخص‏های عملکرد توت‌فرنگی گلخانه‌ای انجام شد. جهت ارزیابی سامانه‏ها، تاثیر محلول‏پاشی غذایی بر روی ریشه گیاه توت‌فرنگی گلخانه‌ای با آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی توسط 9 سامانه و در 5 تکرار انجام شد. عامل اول اندازه قطر نازل‏های محلول‏پاشی غذایی در سه سطح 25 میکرون، 50 میکرون و 75 میکرون بود و عامل دوم زمان محلول‏پاشی، در سه سطح 10 دقیقه، 15 دقیقه و 20 دقیقه مورد بررسی قرار گرفتند. به‌منظور بهینه‌سازی سامانه برای افزایش کارایی مصرف آب و عملکرد توت‌فرنگی گلخانه‌ای از روش طرح فاکتوریل کامل جنرال و بر پایه بلوک استفاده شد. در این مطالعه مدل‏سازی به‌گونه‌ای صورت گرفت که حداکثر عملکرد و کارایی مصرف آب سامانه را در استفاده از مناسب‌ترین اندازه قطر نازل و زمان محلول‏پاشی نشان می‏دهد. مقایسه مدل‌های مرتبه اول و دوم برای نشان دادن میانگین عملکرد و کارایی مصرف آب به‌عنوان توابعی از نرخ صرفه‌جویی و زمان صرفه‌جویی نشان داد که مدل‌های مرتبه دوم با دقت بالاتری (90%

optimization of water consumption and evaluation of selected performance indicators of greenhouse strawberry in a vertical aeroponic cultivation system

with the increasing demand for agricultural production with high water-use efficiency, soilless cultivation systems such as aeroponics have received growing attention. in this context, optimizing the operational parameters of these systems plays a key role in enhancing productivity and resource conservation. this study was conducted to optimize a vertical aeroponic cultivation system for determining the most efficient water-use performance and selected yield indicators of greenhouse strawberries. to evaluate the systems, the effect of nutrient misting on the roots of strawberry plants was assessed using a factorial experiment based on a randomized complete block design, involving 9 systems with 5 replications. the first factor was the nozzle diameter of the nutrient misting system at three levels: 25 μm, 50 μm, and 75 μm, while the second factor was misting duration at 10, 15, and 20 minutes. to optimize the system for improving water-use efficiency and strawberry performance, a general full factorial block design was used. the modeling in this study was structured to identify the optimal nozzle diameter and misting duration that would maximize yield and water-use efficiency. a comparison between first- and second-order models for estimating mean yield and water-use efficiency as functions of savings rate and misting time showed that second-order models provided a better fit to the experimental data (r² > 90%). simultaneous optimization indicated that the ideal misting rate was 212 ml/min for a duration of 16 minutes. under optimal conditions, the average yield per plant was 1.56 kg and water-use efficiency reached 98.17 kg/m³. these findings highlight the high effectiveness of precise technical parameter adjustments in improving the productivity of soilless cultivation systems. evaluating the system’s performance across different climates and seasons, along with smart modeling of water consumption and analysis of economic and energy aspects, could contribute to a more comprehensive assessment and support its commercialization.