نظام ري ذكي يوفر حتى 63% من المياه ويحافظ على إنتاج الفراولة

كشف باحثون أن نظام الري الآلي للفراولة يمكن أن يقلل استهلاك المياه بنسبة تصل إلى 63% مع الحفاظ على إنتاجية قوية عند استخدام إعدادات معتدلة.

وتعيد هذه النتائج تعريف الاحتياجات الحقيقية للمياه لمحاصيل الفراولة، موضحة أن الترشيد ممكن دون التضحية بالمحصول.

آلية العمل داخل الصوب الزراعية

داخل إحدى الصوب، استخدمت أجهزة استشعار وصمامات كهربائية صغيرة للحفاظ على أربعة برامج ري منفصلة خلال التجربة.

أظهرت تجربة Jose Luis Trevizan Chiomento من University of Passo Fundo (UPF) أن الري المعتدل قادر على إنتاج فاكهة صالحة للتسويق مع استهلاك أقل للمياه.

ونُشرت الدراسة في دورية AgriEngineering.

ووجد الفريق أن الري بنقص معتدل حافظ على الإنتاجية قريبة من الري القياسي مع تقليل كبير في استهلاك الماء.

تقليل الأعمال الإضافية

اعتمد النظام على إلكترونيات مفتوحة المصدر، ومستشعرات الرطوبة، وروابط لاسلكية منخفضة الطاقة (LoRa)، ما سمح بنقل البيانات بانتظام دون استهلاك طاقة كبير.

عندما انخفضت رطوبة منطقة الجذور عن حد معين، فتح الصمام لتزويد النباتات بالماء، ما قلل الهدر الناتج عن الري الروتيني غير الضروري.

استهلاك المياه عبر صفوف الصوبة

تباين استخدام المياه بشكل كبير بين الصمامات المختلفة؛ فقد استهلك الري المعتدل نحو 1.9 جالون لكل قطارة، بينما استخدم الري القياسي 5.2 جالون.

الري المعتدل قلل استهلاك المياه الإجمالي بنسبة 17%، في حين أن الري القاسي حقق وفورات أكبر لكنه أثر على المحصول.

الحفاظ على إنتاجية الفراولة

لم تتبع الإنتاجية استهلاك المياه مباشرة، ما جعل الري المعتدل خيارًا واضحًا.
النباتات تحت الري المعتدل أو القياسي أنتجت حوالي 49% المزيد من الثمار و62% زيادة في الوزن الإجمالي مقارنة بالري القاسي.

كما بقي حجم الثمار ثابتًا خارج الإعدادات الأكثر قسوة، مما يدل على أن التقليل المعتدل للمياه لا يضر بالثمار.

فعالية استخدام المياه الأقل

أوضح مراجعة حديثة أن الفراولة تفقد المياه بسرعة بسبب أوراقها العريضة وكثرة الثغور.
مع نقص معتدل، لا تزال الجذور تمتص ما يكفي من الرطوبة، وتستمر عملية التمثيل الضوئي في تزويد الثمار بالسكر.

لكن عند تشديد النقص، تغلق الثغور، وتتباطأ عملية تصنيع السكر، ويبدأ النبات بحماية نفسه قبل اكتمال نمو الثمار.

اختبار المواد المنشطة الطبيعية

في المرحلة الثانية من التجربة، اختبرت الإضافات الحيوية أو الطبيعية لتحسين تحمل النبات للإجهاد.
برزت Scutellospora heterogama حيث رفعت مستويات الفلافونويدات بنسبة 37% والبولي فينولات بنسبة 23% مقارنة بالثمار غير المعالجة.
هذه التغييرات لم تزيد من الإنتاجية، لكنها تشير إلى تحسين التركيب الكيميائي الغذائي للثمار.

تغيير الطعم

تغير الطعم مع الري حتى عند الحفاظ على مظهر الثمار الجيد.
الري القياسي قلل حموضة الثمار بنسبة 30% وحسن توازن الحلاوة والحموضة بنحو 24%.
مع زيادة الإجهاد، احتفظت الثمار بحموضة أعلى، ما أعطى مذاقًا أكثر حدة، مما جعل الري المعتدل أكثر جاذبية من القاسي.

أجهزة منخفضة التكلفة

تكلفة وحدة التحكم كانت حوالي 35-40 دولارًا، مع استخدام قطع مفتوحة المصدر بدلًا من المعدات المتخصصة.
بقاء المضخة الرئيسية في مكانها جعل إعادة بناء غرفة الري غير ضرورية، ما يسهل التطبيق العملي للنظام.

حدود التجربة

جرت التجربة على صنف واحد (Monterey) في صوبة واحدة بجنوب البرازيل لمدة 68 يومًا.
استبدل أحد المحركات البطارية بعد حوالي شهر، وتم تقدير استهلاك المياه من وقت فتح الصمامات.
التجارب الأطول مع قياس مباشر للتدفق ومزيد من الأصناف ستوضح استدامة النظام.

الدرس الرئيس هو أن الري أصبح أكثر فاعلية عندما تجاوبت المستشعرات مع السؤال العملي: من يحتاج الماء اليوم؟
ومع الشريك الفطري المناسب، يمكن للمزارعين توفير المياه دون التضحية بالإنتاجية أو الطعم أو التركيب الغذائي للثمار.