التحكم الدقيق في الماء والسماد لإنتاج الفراولة الصناعية: إطار عمل مغلق يوازن بين مؤشرات النمو الديناميكية والمعايير الاقتصادية والبيئية

يواجه إنتاج الفراولة الصناعي مفاضلات حرجة بين استقرار المحصول وتكاليف الموارد والامتثال البيئي. لحل هذه المشكلة، وضعنا إطار قرار مغلق التكامل يدمج ديناميات النمو الخاصة بالمراحل مع تخصيص الموارد بدقة. على مدى موسمي زراعة، تم استخدام تصميم تدوير تربيعي متعامد، حيث تم ضبط محتوى الماء في الوسط (W) عند خمسة مستويات محددة هي 52–58%، 61–67%، 71–77%، 81–87%، و89–95%؛ والنيتروجين (N) عند 112.23، 135.20، 169.43، 203.23، و226.20 كجم·هكتار −1؛ والبوتاسيوم (K) عند 117.87، 142.13، 177.67، 213.20، و237.46 كجم·هكتار −1. استُخدم هذا التصميم لتحديد استجابات المؤشرات العشرة للنمو والتمثيل الضوئي الخاصة بكل مرحلة عبر مراحل الشتلة (S)، الإزهار (F)، والحصاد (H). كشفت النتائج عن تفاعلات مدفوعة بالنمو الديناميكي: استجابات مؤشرات نمو الفراولة والتمثيل الضوئي للتطبيق المشترك لـW وN وK تختلف حسب المرحلة. كان تأثير W على المادة الجافة (LD) لأوراق الشجر في مرحلة S هو الأبرز، بينما في مرحلة H كان تأثير K على LD هو الأبرز، وكان تأثير W على معدل التمثيل الضوئي الصافي (Pn) والكلوروفيل (Chl) هو الأكثر أهمية. أظهرت تحليلات المسار أن LD في S (0.465) ينظم LD في H (0.471) عبر التأثير على Chl في F (0.772)، وبالتالي يؤثر على المحصول. تم تقديم طريقة الدمج الشاملة للفرق بإدماج ثلاث نماذج تقييم فردية، وتم توليد درجة شاملة (C). أظهرت درجة الفراولة الشاملة استجابة قطع مكافئ مفتوح للأسفل لـW وN وK. في تحليل سطح الاستجابة، انتقل النطاق الأمثل نحو مستويات أعلى من N وK مع زيادة W. أثناء التحقق من النموذج، كان متوسط الخطأ النسبي (MRE) بين القيم النظرية والتجريبية 0.60%. تم تحديد التركيبة المثلى للماء والأسمدة عبر موازنة الربح الاقتصادي، وكفاءة الموارد، وحماية البيئة، مع ري بنسبة 77.2∼86.3%، وتطبيق N بين 182.0 ∼ 218.8 كجم‧هكتار −1، وتطبيق K بين 187.2 ∼ 224.9 كجم‧هكتار −1، التي يمكنها تحقيق تحسين شامل من حيث المحصول العالي، والكفاءة العالية، والاستهلاك المنخفض، والتلوث المنخفض من خلال تطبيق الماء والأسمدة، مما يوفر دعماً أساسياً للإنتاج الزراعي المستدام. • الإطار الأمثل لإدارة الماء والسماد باستخدام ديناميات مراحل النمو. • الري المحدود (77%-86%) مع توازن N-K يزيد المحصول، ويقلل استخدام الموارد. • يقلل التكاليف بنسبة 26.83%، ويزيد إنتاجية السماد بنسبة 51.04% مقارنة بالطريقة التقليدية. • يحقق النموذج خطأ 0.60%، ويمكّن سلاسل توريد الفراولة المستدامة.