-تراکم زیاد گیاهی در مقایسه با مزرعه یا گلخانه­های خاکی و در نتیجه بیشینه عملکرد به دلیل امکان کنترل روی مواد غذایی، حرارت، دی­اکسید کربن و غیره
-امکان تولید محصول در جایی که خاک مناسبی وجود ندارد
-راندمان بهتر در استفاده از آب و مواد غذایی (صرفه­جویی)
-استفاده کمینه از سطح زمین بسته به نوع سامانه
-سهولت در کنترل بیماری­ها و در برخی سامانه­ها سازگاری با مکانیزه کردن عملیات
-امکان کنترل محیط ریشه و جدا کردن محصول از خاک زیرین که غالباً مشکلاتی از قبیل بیماری­ها، شوری، ساختمان ضعیف و زهکشی نامناسب دارد. از طرفی امکان کنترل دقیق­تر دمای ریشه، اکسیژن محیط ریشه و سایر عوامل در سامانه­های هیدروپونیک نسبت به کشت خاکی وجود دارد
-عدم نیاز به شخم و سایر عملیات زراعی و استریل کردن خاک و غیره
-امکان چند کشت در یک سال
-کاربرد تحقیقاتی
-افزایش تولید (چون مواد غذایی به راحتی در اختیار گیاه قرار می­گیرد پس در حقیقت کیفیت و کمیت محصول در واحد سطح افزایش چشم­گیری دارد)
-کنترل تغذیه گیاه
-تولید محصول با کیفیت بهتر
-کاهش نیاز به نیروی کار
۲-۲-۱-۲-۲-۶- معایب سامانه­های هیدروپونیک
-نیاز به اطلاعات کافی از علوم گیاهی، مهارت و مدیریت بالا
-عدم وجود خاصیت بافری (کشت هیدروپونیک خاصیت تجدید کاهش غلظت عنصر جذب شده توسط گیاه را ندارد)
-خطر آلودگی به بیماری­ها
-هزینه بالای انرژی
-محدودیت در انتخاب گیاه (مبلی و عقدک، ۱۳۹۰).
۲-۲-۱-۳- انواع گلخانه از نظر جنس سازه
اسکلت گلخانه بخشی از ساختمان گلخانه می­باشد که پوشش گلخانه و تجهیزات گلخانه را نگه می­دارد، لذا باید محکم و در عین حال سبک باشد و تا حد امکان سایه کمتری داشته باشد. علاوه بر این نکاتی مانند ارزانی، دوام و غیره نیز باید مد نظر قرار گیرد. جنس اسکلت گلخانه­ ها اغلب آهن گالوانیزه، آلومینیوم و یا چوب می­باشد. البته با وجود دوام زیاد و سایه­اندازی کم و سبک اسکلت­های آهنی و آلومینیومی هزینه نصب اولیه آن­ها از اسکلت چوبی بیش­تر می­باشد (Zhang et al., 1996).
۲-۲-۱-۳-۱- گلخانه­های چوبی
اسکلت اصلی این گلخانه­ ها از چوب با پوشش پلاستیک می­باشد. ارتفاع در این سازه­ها دو تا سه متر و سامانه گرمایی و تهویه مناسبی ندارد و به­ دلیل ارتفاع پایین مناسب کشت محصولاتی نظیر خیار و گوجه­ فرنگی نمی ­باشد. مزیت این گلخانه­ ها قیمت ارزان احداث هر واحد آن می­باشد ولی به­ دلیل نامناسب بودن محیط داخلی برای رشد گیاه معمولاً میزان تولید در واحد سطح در مقایسه با گلخانه­های مدرن بسیار کمتر است. عیب اسکلت چوبی در این است که زودتر پوسیده و از آهن و آلومینیوم کم دوام­تر است، علاوه بر این به علت کلفتی و حجیم بودن از نفوذ قسمتی از نور آفتاب به داخل گلخانه جلوگیری می­ کند (Zhang et al., 1996). به دلایل ذکر شده این نوع گلخانه­ ها توسعه نیافته­اند و گلخانه­های چوبی که قبلاً احداث شده به تدریج به گلخانه­های مدرن تبدیل می­شوند. این نوع گلخانه به­ دلیل مقاومت پایین در برابر بادهای شدید و برف سنگین، ارتفاع کم، سایه اندازی زیاد و نیز عمر پایین به­ دلیل حمله موریانه­ها، قارچ­ها و میکروارگانیسم­های مخرب چوب در حال منسوخ شدن است. ولی در صورت استفاده از چوب در سازه گلخانه حتماً باید با مواد محافظی که ترکیبات آن برای گیاهان سمی نباشد (مانند ترکیبات نفتانات مس یا روی) پوشش داده شود (بی­دریغ، ۱۳۷۸).

۲-۲-۱-۳-۲- گلخانه­های نیمه فلزی
در این نوع گلخانه از فلز برای ساختار کلی گلخانه و از چوب به عنوان تسمه­های کمربندی برای نگهداری پوشش استفاده می­ شود (Zhang et al., 1996).
۲-۲-۱-۳-۳- گلخانه­های فلزی یا مدرن
اسکلت این گلخانه­ ها از فلز است که معمولاً با پلاستیک­های ضد اشعه ماوراء بنفش (UV) پوشش داده شده و دارای سامانه گرمایشی و تهویه مناسب می­باشد. ارتفاع این نوع گلخانه­ ها بیش از ۵/۴ متر است و به­ دلیل شرایط مناسب رشد گیاه در این گونه سازه، عملکرد در واحد سطح نسبت به گلخانه­های چوبی افزایش دارد. اتصال قطعات در گلخانه­های فلزی به­وسیله پیچ و مهره (با قابلیت جابجایی^[۲]) و یا استفاده از جوش می­باشد. هزینه واحد گلخانه­های با قابلیت جابجایی نسبت به سامانه جوشی ۲۰-۱۵درصد بیش­تر است ولی نصب آن آسان­تر و تغییرات در سازه راحت­تر است (حسندخت، ۱۳۸۴). امروزه با بهره­ گیری از لوله­های پلاستیکی P.V.C که در نوع خود انواع مختلف و ضخامت قابل قبولی را دارند، نسبت به احداث اسکلت با طرح نیم استوانه اقدام می­ کنند. از مزایای لوله­های P.V.C دوام قابل قبول، انعطاف­پذیری و هزینه کم را می­توان نام برد (Zhang et al., 1996).
۲-۲-۱-۴- از نظر دهانه
۲-۲-۱-۴-۱- گلخانه­های مجزا
سازه این نوع گلخانه می ­تواند یکی از فرم­هایی باشد که بدان اشاره شد. از محاسن آن می­توان به برنامه­ ریزی آسان و ایجاد دمای مناسب برای گیاهان مختلف اشاره کرد. نور تابیده شده به داخل گلخانه نیز تقریباً یکنواخت است. دیواره این نوع گلخانه می ­تواند قوسی و یا عمودی باشد. قوسی بودن دیواره­ های جانبی در مناطقی که بادهای شدید می­وزد باعث می­ شود، سازه مقاومت بیش­تری داشته باشد، در غیر این صورت دیواره­ های عمودی پیشنهاد می­ شود. مزایای گلخانه­های تک واحدی به شرح زیر می­باشد (صادقی و فرقانی، ۱۳۸۲):
-نسبت سطح زیر کشت به سطح مجتمع کم است و بنابراین اتلاف زمین زیاد است. زیرا فاصله کمینه لازم بین دو گلخانه تک واحدی سه تا شش متر (بسته به ارتفاع گلخانه و جهت احداث) می­باشد
-نسبت پوشش مصرف شده در این گلخانه نسبت به مساحت زیر کشت و خالص زیاد است و بنابراین حرارت تلف شده در آن­ها زیاد است
-حجم کلی گلخانه کم است
-در عین حال ساخت این گلخانه تقریباً آسان است و مقاومت بیشتری در مقابل باد و برف دارد
۲-۲-۱-۴-۲- گلخانه­های دوقلو
از کنار هم قرار گرفتن دو واحد گلخانه مجزا تشکیل می­ شود. دیواره­ های جانبی این نوع گلخانه می ­تواند قوسی یا عمودی باشد.
۲-۲-۱-۴-۳- گلخانه­های بهم پیوسته
این نوع گلخانه از کنار هم قرار گرفتن چند واحد گلخانه مجزا تشکیل می­ شود. نسبت به گلخانه­های مجزا نیاز به مراقبت بیشتری دارد. در گلخانه­های بهم پیوسته، ناودانی­ها باعث شکست نور ورودی به داخل گلخانه می­ شود و سایه ایجاد شده داخل گلخانه نیز روی رشد اثر گذار خواهد بود. این نوع گلخانه نسبت به گلخانه­های مجزا نیاز به زمین کمتری دارد. حذف دیوارهای جانبی بدین معناست که مواد کمتری در ساخت سازه نیاز است. در سازه­های بهم پیوسته، گرم کردن یک سالن به تنهایی یا کاربرد سموم حشره­کش خاص مشکل است اما در کل به علت کمتر شدن سطح تبادل حرارت، به انرژی حرارتی کمتری نیاز است. در این نوع گلخانه به علت وجود راهرو بین سالن­ها، بازده کار پرسنل بالاتر است. در این نوع گلخانه، حجم کم هوای بالای محصول، در زمان بسته بودن دریچه­ها بحران سازتر از گلخانه­های مجزاست که این مشکل را می­توان با تزریق دی­اکسید کربن به داخل گلخانه از طریق سوزاندن سوخت، فشرده کردن گاز و سایر روش­ها مرتفع نمود. از لحاظ هزینه­ های ساخت نسبت به گلخانه­های مجزا در واحد سطح دارای هزینه کمتری هستند (صادقی و فرقانی، ۱۳۸۲).
۲-۲-۲- مزایای کشت گلخانه­ای (محصولات صیفی و سبزی)
در حال حاضر محصولات سبزی و صیفی گلخانه­ای بخش مهم و رو به رشدی را در تولید فرآورده ­های
غذایی تشکیل می­ دهند. در کشورهای کانادا، ایالات متحده، مکزیک و اسپانیا، محصولات عمده گلخانه­ای شامل گوجه­ فرنگی، خیار، فلفل و پس از آن کاهو و کلم می­باشند که به طور عمده با روش هیدروپونیک تولید می­شوند. نتایج جمع­بندی اطلاعات به دست آمده از پرسش­نامه­ های “بررسی وضع موجود گلخانه­های تولید سبزی و صیفی در کشور” که توسط کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، گروه کار استفاده پایدار از منابع آب برای تولید محصولات کشاورزی تهیه شده است نشان می­دهد که در حال حاضر، ۸۸ درصد گلخانه­های مورد بررسی به کشت خیار، هشت درصد به گوجه­ فرنگی و چهار درصد به فلفل به عنوان کشت دوم اختصاص دارد (رضایی و توکلی بغدادآباد، ۱۳۸۷).
از آن­جا که محصولات مورد بررسی در این تحقیق خیار، گوجه­ فرنگی و توت­فرنگی می­باشند، در ادامه به بررسی شرایط محیطی رشد این محصولات گلخانه­ای پرداخته می­ شود.
۲-۳- خیار
خیار با اسم علمی Cucumis sativus L. از تیره کدوئیان^[۳] از قدیمی­ترین محصولات سبزی است که در شرایط آب و هوایی نیمه گرمسیری و گرمسیری کشورهای جهان از جمله هندوستان کاشته می­ شود. میوه خیار غنی از ویتامین­های B و C و اسیدهای آلی بوده و در تغذیه مدرن امروزی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. از نظر اهمیت اقتصادی نیز در بین سبزی­های مهم بعد از گوجه­ فرنگی، کلم­پیچ و پیاز مقام چهارم را دارد.
۲-۵- تولید محصول خیار در گلخانه­های خاکی