Sachin G. Chavan (1,2, *), Zhong-Hua Chen (1,3), Oula Ghannoum (1), Christopher I. Cazzonelli (1) jeung David T. Tissue 1,2)
1. Sayuran ditangtayungan Cropping Center Nasional, Hawkesbury Institute pikeun Lingkungan, Western Sydney
universitas, Kantong dikonci 1797, Penrith, NSW 2751, Australia; z.chen@westernsydney.edu.au (Z.-HC); o.ghannoum@westernsydney.edu.au (OG); c.cazzonelli@westernsydney.edu.au (CIC); d.tissue@westernsydney.edu.au (DTT)
2. Global Center for Land Based Innovation, Hawkesbury Campus, Western Sydney University,
Richmond, NSW 2753, Australia
3. Sakola Élmu, Universitas Sydney Kulon, Penrith, NSW 2751, Australia
* Korespondensi: s.chavan@westernsydney.edu.au; Telp.: +61-2-4570-1913
abstrak: Pepelakan anu ditangtayungan nawiskeun cara pikeun ningkatkeun produksi pangan dina nyanghareupan parobihan iklim
sarta nganteurkeun dahareun cageur sustainably kalawan sumber pangsaeutikna. Najan kitu, pikeun nyieun cara ieu tani
ékonomis giat, urang kudu mertimbangkeun status cropping ditangtayungan dina konteks sadia
téknologi sareng pepelakan hortikultura target anu cocog. Tinjauan ieu ngagariskeun kasempetan anu aya
jeung tantangan nu kudu kajawab ku panalungtikan lumangsung sarta inovasi dina seru tapi ieu
widang kompléks di Australia. Fasilitas tegalan jero rohangan sacara lega digolongkeun kana tilu di handap ieu
tingkat kamajuan téhnologis: low-, sedeng- jeung tinggi-tech kalawan tantangan saluyu
anu merlukeun solusi inovatif. Saterusna, watesan dina tumuwuhna tutuwuhan indoor jeung ditangtayungan
Sistem pamotongan (contona, biaya énergi anu luhur) parantos ngabatesan panggunaan tatanén jero rohangan rélatif
saeutik, pepelakan nilai luhur. Lantaran kitu, urang kedah ngembangkeun kultivar pepelakan anyar anu cocog pikeun tatanén jero ruangan
nu bisa jadi béda ti nu diperlukeun pikeun produksi widang kabuka. Sajaba ti éta, cropping ditangtayungan
ngabutuhkeun biaya ngamimitian anu luhur, tenaga kerja terampil anu mahal, konsumsi énérgi anu luhur, sareng hama anu signifikan
sarta manajemén kasakit jeung kontrol kualitas. Gemblengna, pamotongan anu dilindungi nawiskeun solusi anu ngajangjikeun
pikeun kaamanan pangan, bari ngurangan tapak karbon produksi pangan. Sanajan kitu, pikeun indoor
produksi pamotongan boga dampak positif badag dina kaamanan pangan global jeung gizi
kaamanan, produksi ekonomis rupa-rupa pepelakan bakal penting.
Konci Geograpis: pamotongan ditangtayungan; tegalan nangtung; budaya tanpa taneuh; kinerja pamotongan; tatanén jero rohangan;
kaamanan pangan; kelestarian sumberdaya
1. perkenalan
Populasi global diperkirakeun ngahontal ampir 10 milyar dina 2050, sareng seuseueurna pertumbuhan diperkirakeun lumangsung di pusat kota ageung di sakumna dunya [1,2]. Nalika populasi nambahan, produksi pangan kedah ningkat sareng nyumponan kabutuhan gizi sareng kaséhatan bari sakaligus ngahontal Tujuan Pangwangunan Sustainable PBB (UN SDGs) [3,4]. Turunna lahan garapan sareng dampak buruk tina parobahan iklim dina tatanén nyababkeun tangtangan tambahan anu ngadorong inovasi dina sistem produksi pangan anu bakal datang pikeun nyumponan paménta anu ningkat dina sababaraha dekade ka hareup. Contona, peternakan Australia remen kakeunaan variabilitas iklim sarta rentan ka dampak perubahan iklim jangka panjang. Halodo anyar-anyar ieu di Australia wétan dina taun 2018–19 sareng 2019–20 mangaruhan parah usaha tani, ku kituna nambahan épék parobahan iklim dina tatanén Australia [5].
Pamotongan anu dilindungan, ogé katelah tatanén jero ruangan [6] — mimitian ti polytunnels téknologi rendah dugi ka téknologi sedeng, rumah kaca sawaréh dikawasa lingkungan, dugi ka imah kaca 'pinter' téknologi luhur sareng kebon jero ruangan-bisa ngabantosan ningkatkeun kaamanan pangan global dina 21st. abad. Nanging, sanaos visi metropolis anu mandiri pikaresepeun salaku cara pikeun ngatasi tantangan kontemporer, panyerapan pertanian jero ruangan henteu cocog sareng
pikagumbiraeun jeung optimism proponents na. Pamotongan anu ditangtayungan sareng pertanian jero ruangan ngalibatkeun panggunaan téknologi sareng otomatisasi anu langkung ageung pikeun ngaoptimalkeun panggunaan lahan, ku kituna nawiskeun solusi anu pikaresepeun pikeun ningkatkeun produksi pangan anu bakal datang [7]. Sakuliah dunya, ngembangkeun tatanén urban [8,9] geus mindeng lumangsung sanggeus krisis kronis jeung / atawa akut, kayaning lampu na spasi watesan di Walanda; runtuhna industri motor di Detroit; kacilakaan pasar realestate di Basisir Wétan AS; jeung blokade krisis misil Cuban. Lain
impetuses geus datangna dina bentuk pasar sadia, nyaéta, cropping ditangtayungan proliferated di Spanyol [10] kusabab aksés gampang nagara urang ka pasar Éropa Kalér. Kalayan tantangan anu aya, pandémik COVID-19 anu lumangsung tiasa nyayogikeun dorongan anu diperyogikeun pikeun ngarobih tatanén kota [11].
Upami tatanén kota maénkeun peran anu penting dina ningkatkeun kasalametan pangan sareng gizi manusa, éta kedah diskalakeun sacara global supados gaduh kapasitas pikeun ngembangkeun rupa-rupa produk dina cara anu langkung énérgi, sumber daya sareng biaya-efisien tibatan. ayeuna mungkin. Kasempetan ageung aya pikeun ningkatkeun produktivitas sareng kualitas pepelakan ku cara masangkeun kamajuan dina kadali lingkungan, manajemén hama, fénomik sareng otomatisasi.
kalawan usaha beternak nargétkeun sipat anu ngaronjatkeun arsitektur tutuwuhan, kualitas pepelakan (rasa jeung gizi) jeung ngahasilkeun. A diversity gede tina pepelakan ayeuna jeung munculna relatif ka jenis pamotongan tradisional, kitu ogé tutuwuhan ubar, bisa tumuwuh di kebon lingkungan dikawasa [12,13].
Kabutuhan anu caket pikeun ningkatkeun kaamanan pangan kota sareng ngirangan tapak suku karbon pangan tiasa kajawab ku inovasi dina séktor agri-pangan, sapertos pamotongan anu dilindungi sareng pertanian jero ruangan nangtung. Ieu rentang ti low-tech poly-torowongan jeung kontrol lingkungan minimal, sedeng-tech, imah kaca sawaréh dikawasa lingkungan ka glasshouses high-tech jeung fasilitas pertanian nangtung kalawan téknologi state-of-nu-seni. Pamotongan anu ditangtayungan nyaéta séktor panghasil pangan anu paling gancang ngembang di Australia, dina hal skala produksi sareng dampak ékonomi [12]. Industri pamotongan anu dilindungi Australia diwangun ku fasilitas téknologi tinggi (17%), imah kaca (20%) sareng sistem produksi pepelakan hidroponik / substrat (52%), nunjukkeun kabutuhan sareng kasempetan pikeun ngembangkeun sektor pertanian. Dina review ieu, urang ngabahas status cropping ditangtayungan dina konteks téknologi sadia tur saluyu target pepelakan hortikultura, outlining kasempetan jeung tantangan nu kudu kajawab ku panalungtikan lumangsung di Australia.
2. Téhnik sareng Téknologi Ayeuna dina Pemotongan Dilindungi
Dina taun 2019, total luas lahan anu dikhususkeun pikeun pepelakan anu dilindungi - anu, sacara umum, kalebet
ngembang pepelakan dina sagala jinis panutupan-diperkirakeun 5,630,000 héktar (ha) sacara global [14]. Wewengkon total sayuran sareng bumbu anu dipelak di rumah kaca (struktur permanén) diperkirakeun sakitar 500,000 ha sacara global, kalayan 10% pepelakan ieu dibudidayakan di rumah kaca sareng 90% di rumah kaca plastik [15,16]. Wewengkon rumah kaca Australia diperkirakeun sakitar 1300 ha, kalayan rumah kaca téknologi luhur (kira-kira 14 usaha individu, masing-masing nyicingan kirang ti 5 ha) nyababkeun 17% tina daérah ieu, sareng rumah kaca téknologi rendah / sedeng 83% [17]. ]. Sacara global, rumah kaca plastik sareng rumah kaca masing-masing sakitar 80% sareng 20% tina total rumah kaca anu diproduksi [16].
Taneuh anu ditangtayungan nyaéta séktor anu ngahasilkeun pangan anu paling gancang ngembang di Australia, hargana sakitar $ 1.5 milyar per annum di gerbang tegalan di 2017. Diperkirakeun sakitar 30% tina sadaya patani Australia melak pepelakan dina sababaraha bentuk sistem penanaman anu dilindungi, sareng yén pepelakan anu dipelak di handapeun tutup ngandung sakitar 20% tina total nilai produksi sayuran sareng kembang [18]. Di Australia, perkiraan aréa produksi sayuran rumah kaca paling luhur pikeun Australia Kidul (580 ha), dituturkeun ku New South Wales (500 ha) sareng Victoria (200 ha), sedengkeun Queensland, Australia Kulon sareng Tasmania masing-masing <50 ha [17]. ].
Dumasar kana Buku Panduan Statistik Hortikultura Australia (2014-2015) sareng diskusi sareng industri, nilai kotor produksi (GVP) buah, sayuran, sareng kembang ditaksir pikeun 2017. Diantara sistem ngembang anu disebarkeun, pepelakan dipelak dina hidroponik / substrat- sistem produksi dumasar (52%) anu hargana pangluhurna, dituturkeun ku anu dipelak dina sistem fertigasi taneuh (35%), kalayan kombinasi fertigasi taneuh jeung sistem hidroponik/substrat (11%), sarta ngagunakeun hidroponik/gizi. téhnik pilem (NFT) (2%) (Gambar 1A). Kitu ogé, diantara jenis panyalindungan, pepelakan anu dipelak dina panutup poli / kaca (63%) ngagaduhan GVP pangluhurna, dituturkeun ku anu dipelak dina panutup poli (23%), panutup hujan es / teduh (8%) sareng gabungan poli / hujan es / teduh. ngawengku (6%) (Gambar 1B) [17]. Di Australia, statistik pikeun GVP produk hortikultura rumah kaca khusus henteu sayogi [15].
Gambar 1. Total produksi nilai kotor (GVP) tina pepelakan di handapeun cropping ditangtayungan (2017) ku sistem tumuwuh (A) jeung perlindungan (B). Produksi hidroponik/substrat ngalibatkeun tumuwuhna tutuwuhan tanpa taneuh ngagunakeun medium inert sapertos rockwool. Produksi taneuh/fertigate ngalibatkeun tumuwuhna tutuwuhan ngagunakeun taneuh kalawan fertigasi (dikombinasikeun aplikasi pupuk jeung cai). Téhnik hidroponik/nutrisi film (NFT) ngabutuhkeun ngiderkeun aliran cai deet anu ngandung zat gizi larut anu ngalangkungan akar pepelakan dina saluran anu kedap cai. 'Poly' nujul kana polycarbonate.
Panutup hujan es/ngiuhan, biasana tina bolong atanapi lawon, ngajaga pepelakan tina hujan es sareng ngahalangan saimbang cahaya anu kaleuleuwihan. $ nujul kana AUD.
Diantara fasilitas lingkungan anu dikawasa di Amérika Serikat, kaca atanapi polikarbonat (poli) rumah kaca (47%) langkung umum tibatan kebon nangtung di jero ruangan (30%), imah hoop plastik téknologi rendah (12%), kebon wadahna (7%). ) jeung sistem budaya jero cai jero (4%). Diantara sistem ngembang, hidroponik (49%) langkung umum tibatan sistem taneuh (24%), aquaponik (15%), aeroponic (6%) sareng sistem hibrida (aeroponik, hidroponik, taneuh) (6%) [19,20].
Australia boga saeutik pisan ngadegkeun kebon nangtung maju, sakitu legana alatan kanyataan yén éta boga sababaraha kota densely populated. Sanajan kitu, Australia boga ngeunaan 1000 ha aréa rumah kaca [16,17] jeung ékspor sayur seger jeung bungbuahan substansi ngaronjat tina 2006 nepi ka 2016 pikeun Australia [16] kalawan ngaronjatna undercover cropping. Sanaos Australia parantos ngamimitian anu saé dina pertanian jero ruangan sareng séktor ieu ngagaduhan poténsi pertumbuhan anu ageung, peryogi waktos pikeun dewasa sareng pamekaran salajengna pikeun janten pamaén konci dina skala global. Ayeuna, fasilitas pertanian jero ruangan anu berorientasi komersil tiasa digolongkeun kana tilu tingkatan kamajuan téknologi: low-, medium- sareng high-tech. Unggal dibahas dina leuwih jéntré dina bagian handap.
2.1. Téhnologi Anyar pikeun Low-Tech Poly-Tunnels
Fasilitas rumah kaca berteknologi rendah anu paling nyumbang kana pamotongan anu ditangtayungan gaduh sababaraha watesan anu meryogikeun solusi téknologi pikeun ngabantosan transisina kana fasilitas téknologi sedeng atanapi luhur anu nguntungkeun ngahasilkeun pepelakan kualitas luhur kalayan sumber daya minimal. Poli-torowongan téknologi rendah nyababkeun 80-90% tina produksi pepelakan rumah kaca sacara global [20] sareng di Australia [17]. Mertimbangkeun proporsi badag polytunnels-tech low dina cropping ditangtayungan jeung tingkat low maranéhanana iklim, fertigasi jeung kontrol hama, hal anu penting pikeun nungkulan tantangan pakait dina raraga ngaronjatkeun produksi jeung ékonomi mulang ka growers.
Tingkat téknologi rendah nyertakeun rupa-rupa jinis torowongan poli anu tiasa dibasajankeun tina struktur logam makeshift kalayan panutup plastik dugi ka struktur anu didamel khusus. Sacara umum, aranjeunna henteu dikawasa di luar kamampuan pikeun ngangkat panutup plastik nalika panas teuing atanapi mendung di luar. Panutup palastik ieu ngajagi pamotongan tina hujan es, hujan sareng cuaca tiis sareng manjangkeun usum ngembang ka sababaraha tingkat. Ieu struktur mirah nawiskeun a
mulang giat pikeun investasi dina pepelakan sayur kayaning apu, kacang, tomat, bonténg, kol jeung zucchini. Tani di poli-torowongan ieu dilakukeun dina taneuh, sedengkeun operasi anu langkung maju tiasa nganggo pot ageung sareng irigasi netes pikeun tomat, blueberries, terong atanapi paprika. Sanajan kitu, bari cropping ditangtayungan low-tech asup akal pikeun growers leutik, téhnik sapertos kakurangan tina sababaraha shortcomings. Kurangna kontrol lingkungan mangaruhan konsistensi ukuran sareng kualitas produk sahingga ngirangan
aksés pasar produk ieu pikeun nungtut konsumén sapertos supermarkét sareng réstoran. Kusabab pepelakan biasana dipelak dina taneuh, patani ieu ogé disanghareupan ku seueur hama sareng panyakit anu ditanggung ku taneuh (contona, infestasi nematoda persisten). Mitra industri sareng panilitian ngabutuhkeun inovasi dina nyayogikeun solusi dina desain fasilitas sareng sistem manajemén pamotongan ogé sistem perdagangan pinter pikeun ngékspor hasil.
sarta ngajaga ranté suplai konstan. Insentif sareng dukungan ti badan dana sareng inovasi téknologi (contona, kontrol biologis, otomatisasi parsial dina irigasi sareng kontrol suhu) ti paguron luhur sareng perusahaan tiasa ngabantosan para pekebun ngalih ka sistem pamotongan téknologi anu langkung maju.
2.2. Ngaronjatkeun Imah Tangkal Téknologi Sedeng sareng Inovasi sareng Téknologi Anyar
Pamotongan anu ditangtayungan téknologi sedeng mangrupikeun kategori anu lega anu kalebet rumah kaca sareng rumah kaca lingkungan anu dikontrol. Ieu bagian tina séktor pamotongan anu ditangtayungan ngabutuhkeun paningkatan téknologi anu signifikan upami éta bersaing sareng produksi pangan skala ageung di kebon anu nyebarkeun torowongan poli téknologi rendah sareng ngahasilkeun kualitas luhur tina rumah kaca téknologi luhur. Kontrol lingkungan di imah kaca sedeng-tech biasana parsial atawa intensif sarta suhu sababaraha imah kaca bisa dikawasa ku cara manual muka hateupna, bari
fasilitas leuwih canggih boga cooling jeung unit pemanasan. Pamakéan panél surya sareng pilem pinter ditalungtik pikeun ngirangan biaya énergi sareng tapak suku karbon di rumah kaca téknologi sedeng [21-23].
Sanaos seueur imah kaca masih didamel tina PVC atanapi kaca cladding, film pinter tiasa diterapkeun kana struktur ieu atanapi tiasa dilebetkeun kana desain rumah kaca pikeun ningkatkeun efisiensi énergi. Sacara umum, rumah kaca high-end ngagunakeun média ngembang sapertos blok Rockwool kalayan kuitansi pupuk cair anu dikalibrasi sacara saksama dina tahap kamekaran anu béda pikeun maksimalkeun hasil pamotongan. Fértilisasi CO2 kadang dianggo dina rumah kaca téknologi sedeng pikeun ningkatkeun hasil sareng kualitas. Sektor pamotongan ditangtayungan sedeng-tech bakal nguntungkeun tina partnerships industri-universitas pikeun ngahasilkeun solusi ilmiah jeung téhnologis canggih, kaasup genotypes pamotongan anyar kalawan ngahasilkeun luhur sarta kualitas, manajemén hama terpadu, fertigasi pinuh otomatis tur kontrol iklim rumah kaca, sarta bantuan robotic dina manajemen pamotongan. jeung panén.
2.3. Inovasi Élmu sareng Téknologi pikeun Imah Tangkal Téknologi Tinggi
Imah kaca téknologi luhur tiasa ngalebetkeun kamajuan téknologi pangénggalna dina fisiologi pamotongan, fertigasi, daur ulang, sareng pencahayaan. Dina imah kaca komérsial skala badag, misalna, téhnologi 'kaca pinter', sistem photovoltaic surya (PV) jeung cahaya supplemental, kayaning panels LED, bisa dipaké pikeun ngaronjatkeun kualitas pamotongan jeung ngahasilkeun. Produsén ogé beuki ngajadikeun otomatis daérah kritis sareng/atawa padat karya sapertos ngawaskeun pamotongan, pembuahan, sareng panén.
Pangembangan kecerdasan jieunan (AI) sareng pembelajaran mesin (MI) parantos muka dimensi énggal pikeun rumah kaca téknologi luhur [24-28]. AI mangrupikeun sakumpulan aturan anu disandikeun komputer sareng modél statistik anu dilatih pikeun ngabédakeun pola dina data gedé sareng ngalaksanakeun tugas anu umumna aya hubunganana sareng kecerdasan manusa. AI anu dianggo dina pangenalan gambar dianggo pikeun ngawas kaséhatan pepelakan sareng ngakuan tanda-tanda panyakit, ngamungkinkeun kaputusan anu langkung gancang, langkung terang pikeun manajemén pamotongan sareng panén - anu, ayeuna, tiasa dilaksanakeun.
ku leungeun robot tinimbang tanaga gawé manusa. Internet-of-Things (IoT) nawiskeun solusi pikeun otomatisasi anu tiasa disaluyukeun khusus pikeun aplikasi rumah kaca [29]. Ku kituna, AI sareng IoT tiasa nyumbang sacara signifikan dina widang tatanén modéren ku cara ngadalikeun sareng ngajadikeun otomatis kagiatan pertanian [30].
Panalungtikan sareng pamekaran dina widang robot pertanian parantos ningkat sacara signifikan dina dékade katukang [31-33]. Sistem panén pamotongan otonom pikeun capsicum anu ngadeukeutan viability komérsial ditunjukkeun kalayan tingkat kasuksésan panén 76.5% [31] di Australia. Prototipe robot pikeun pepelakan tomat de-leafing, panén capsicum (bell peppers) jeung pollinating pepelakan tomat [34,35] geus dimekarkeun di Éropa jeung Israél, sarta bisa commercialized dina mangsa nu bakal datang.
Sumawona, sistem parangkat lunak manajemén tenaga kerja pikeun rumah kaca téknologi tinggi skala ageung bakal ngaoptimalkeun efisiensi pagawé sacara signifikan, ningkatkeun prospek ékonomi usaha ieu. Revolusi IT sareng rékayasa bakal terus nguatkeun pamotongan anu dilindungi sareng pertanian jero ruangan, ngamungkinkeun para pekebun ngawas sareng ngatur pepelakan tina komputer sareng alat sélulér, anu bahkan tiasa dianggo pikeun ngadamel pertanian kritis sareng
kaputusan pasar. Rumah kaca berteknologi tinggi ngagaduhan potensi anu paling luhur pikeun nguntungkeun sektor pamotongan anu ditangtayungan Australia, ku kituna panalungtikan anu terus-terusan sareng inovasi kana fasilitas ieu sigana bakal narjamahkeun kana waktos sareng artos anu diinvestasikeun.
2.4. Ngembangkeun Ladang Vertikal pikeun Kabutuhan Kahareup
Dina taun-taun ayeuna, pamekaran anu gancang dina 'pertanian vertikal' jero ruangan di sakuliah dunya parantos disaksian, khususna di nagara-nagara anu populasina ageung sareng lahan anu henteu cekap [36,37]. Tani nangtung ngagambarkeun nilai USD 6 milyar tapi tetep bagian leutik tina pasar pertanian global multi-triliun-dollar [38]. Aya rupa-rupa iterations tina pertanian nangtung tapi sakabéh éta ngagunakeun vertikal tumpuk taneuh-kirang atawa hidroponik rak tumuwuh dina lingkungan pinuh enclosed tur dikawasa, nu ngamungkinkeun pikeun gelar luhur automation, kontrol jeung konsistensi [39]. Tapi, pertanian vertikal tetep dugi ka pepelakan anu bernilai luhur sareng siklus hirup pondok kusabab biaya énergi anu luhur sanaos nawiskeun produktivitas anu teu cocog per méter pasagi sareng tingkat cai sareng efisiensi gizi anu luhur.
Diménsi téknologi pertanian nangtung-sareng khususna, munculna imah kaca anu 'pinter'-kamungkinan narik para pekebun anu hoyong damel sareng téknologi komputer sareng data gedé anu muncul sapertos AI sareng Internet of Things (IoT) [40]. Ayeuna, sagala bentuk tatanén jero rohangan téh énergi- jeung kuli-intensif, sanajan aya wengkuan pikeun kamajuan hébat dina duanana automation jeung téhnologi efisiensi énergi. Parantos, bentuk tatanén jero ruangan anu paling maju nyayogikeun énergi sorangan dina situs sareng bebas tina grid utiliti umum. Kebon rooftop bisa rupa-rupa ti desain basajan dina luhureun wangunan kota nepi ka perusahaan rooftop di gedong munisipalitas di New York sarta Paris. Tani nangtung jero rohangan ngagaduhan masa depan anu cerah, khususna dina hudang pandémik COVID-19 sareng diposisikan saé pikeun ningkatkeun pangsa pasar pangan global, kusabab na
sistem produksi kacida efisien, reductions dina ranté suplai jeung waragad logistik, poténsi automation (ngaminimalkeun penanganan) jeung aksés gampang pikeun duanana kuli sarta konsumén.
3. Sasaran Pepelakan dina Pepelakan Dilindungan
Ayeuna, pepelakan anu cocog pikeun tatanén jero ruangan terbatas jumlahna kusabab watesan pamotongan pikeun kamekaran jero ruangan ogé watesan pamotongan anu ditangtayungan sapertos biaya énérgi anu luhur (pikeun panerangan, pemanasan, pendinginan sareng ngajalankeun sababaraha sistem otomatis) anu ngamungkinkeun pepelakan nilai luhur khusus. 41–43]. Tapi, produksi ekonomis tina rupa-rupa pepelakan anu tiasa didahar penting pisan upami pepelakan anu dilindungi bakal ngagaduhan dampak anu signifikan dina
kaamanan pangan global [12,13,44]. Kultivar pamotongan pikeun budidaya sayuran anu ditangtayungan béda sacara signifikan tina produksi lapang terbuka anu digedékeun pikeun toléransi tina rupa-rupa kaayaan lingkungan, anu henteu diperyogikeun dina pepelakan anu dilindungi. Ngembangkeun kultivar anu cocog bakal meryogikeun optimasi sababaraha sipat (sapertos penyerbukan diri, pertumbuhan anu teu pasti, akar anu kuat) anu béda ti sipat anu ditingali salaku
desirable dina pepelakan outdoor (Gambar 2) (Diadopsi tina [13]).
Gambar 2. Sipat anu dipikahoyong pikeun pepelakan buah anu dipelak di jero ruangan dina kaayaan lingkungan anu dikawasa relatif ka pepelakan anu dipelak di luar dina kaayaan sawah.
Ayeuna, bungbuahan sareng sayuran anu paling cocog pikeun pertanian jero ruangan kalebet:
• Anu tumuwuh dina vines atanapi bushes (tomat, strawberry, buah prambus, buah beri biru, bonteng, capsicum, anggur, kiwifruit);
• palawija spesialis nilai luhur (hops, vanili, saffron, kopi);
• pepelakan ubar jeung kosmetik (juket laut, Echinacea);
• Tangkal leutik (céri, coklat, pelem, almond) pilihan séjén giat [13].
Dina bagian di handap ieu, urang bahas pepelakan anu aya ayeuna sareng pamekaran kultivar anyar pikeun tatanén jero ruangan sacara langkung rinci.
3.1. Pepelakan Aya Tumuwuh dina Fasilitas Lemah, Sedeng sareng Téknologi Tinggi
Sistem pamotongan anu dilindungi téknologi rendah sareng sedeng ngahasilkeun utamina tomat, bonteng, zucchini, capsicum, terong, apu, sayuran Asia sareng bumbu. Dina hal legana, kuantitas buah anu diproduksi sareng jumlah usaha, tomat mangrupikeun pepelakan sayuran hortikultura anu paling penting anu diproduksi di rumah kaca, dituturkeun ku capsicum sareng apu [15,45].
Di Australia, pamekaran fasilitas lingkungan dikawasa skala ageung dibatesan utamina pikeun anu diwangun pikeun penanaman tomat [15]. Diperkirakeun GVP buah, sayuran sareng kembang pikeun 2017, di sawah sareng di fasilitas penanaman anu ditangtayungan, nunjukkeun dominasi tomat di sektor penanaman anu dilindungi Australia.
Estimasi GVP sakabéh pikeun 2017 ngeunaan sawah jeung produksi undercover pepelakan hortikultura pangluhurna pikeun tomat (24%), dituturkeun ku strawberry (17%), bungbuahan usum panas (13%), kembang (9%), buah beri biru. (7%), bonténg (7%) jeung capsicum (6%), kalayan sayuran Asia, bumbu, térong, céri jeung berries masing-masing akuntansi pikeun kirang ti 6% (Gambar 3A).
Gambar 3. Diperkirakeun nilai kotor produksi (GVP) pikeun sakabéh gabungan sawah jeung produksi sayuran protectedcropping (A) jeung imputed GVP pepelakan dibudidayakan dina 2017 (B) pikeun Australia.
Di antara ieu, GVP pepelakan anu dipelak dina sistem penanaman anu ditangtayungan paling luhur pikeun tomat (40%), anu dipingpin ku margin anu signifikan dibandingkeun pepelakan sanésna kalebet kembang (11%), strawberry (10%), buah usum panas (8%). ) jeung berries (8%), kalayan masing-masing pepelakan sésana akuntansi kirang ti 5% (Gambar 3B). Tapi, pasar domestik Australia geus jenuh ku tomat rumah kaca, nu ninggalkeun industri cropping ditangtayungan
kalayan dua pilihan ieu: ningkatkeun penjualan pepelakan ieu di pasar internasional; jeung/atawa pikeun ngadorong sababaraha pekebun rumah kaca di nagara éta pikeun ngalih kana produksi pepelakan anu bernilai luhur. Proporsi pepelakan individu anu dibudidayakeun dina panangtayungan pangluhurna pikeun buah beri (85%) sareng tomat (80%), dituturkeun ku kembang (60%), bonténg (50%), céri sareng sayuran Asia (unggal 40%), strawberry sareng usum panas.
bungbuahan (unggal 30%), buah beri biru jeung bumbu (unggal 25%), sarta ahirna, capsicum jeung térong, dina 20% unggal [17]. Ayeuna, tanaga jero ruangan tanaga tanaga sareng tanaga gawé diwatesan pikeun pepelakan anu bernilai luhur anu tiasa diproduksi dina jangka pondok kalayan asupan énergi anu rendah [46,47]
Dina 'pabrik' pepelakan, pepelakan anu paling dominan dipelak ayeuna nyaéta sayuran berdaun sareng jamu, kusabab pepelakan ieu periode tumuwuhna pondok (kusabab bungbuahan sareng siki henteu diperyogikeun) sareng nilai anu luhur [7], kanyataan yén pepelakan sapertos kitu butuh cahaya anu kawilang kirang. pikeun fotosintésis [48] sarta alatan lolobana biomassa tutuwuhan dihasilkeun bisa dipanén [46,49]. Aya poténsi anu ageung pikeun ningkatkeun hasil sareng kualitas pepelakan anu dipelak di kebon kota [12].
3.2. Survei Industri: Dimana Ngabohong Kapentingan Peserta?
Idéntifikasi topik panalungtikan konci penting pisan pikeun ningkatkeun efisiensi panalungtikan anu dibiayaan umum sareng pribadi pikeun masa depan pamotongan anu dilindungi. Contona, Future Food Systems Co-operative Research Center (FFSCRC), diprakarsai ku New South Wales Farmers Association (NSW Farmers), University of New South Wales (UNSW) and Food Innovation Australia Ltd. (FIAL), diwangun ku konsorsium. leuwih ti 60 founding
industri, pamaréntah jeung pamilon panalungtikan. Program panalungtikan sareng kamampuan na tujuanana pikeun ngadukung pamilon dina ngaoptimalkeun produktivitas sistem pangan régional sareng peri-urban, nyandak produk anyar tina prototipe ka pasar sareng ngalaksanakeun ranté pasokan anu gancang, ditangtayungan ku asal ti tegalan ka konsumen. Pikeun tujuan éta, FFSRC nyayogikeun lingkungan panalungtikan kolaboratif anu ditujukeun pikeun ningkatkeun pamotongan anu ditangtayungan pikeun ningkatkeun kapasitas urang pikeun ngékspor hasil hortikultura kualitas luhur sareng ngabantosan Australia janten pamimpin sains sareng téknologi pikeun sektor penanaman anu dilindungi.
Para pamilon ditaliti pikeun ngaidentipikasi pepelakan udagan pikeun tatanén jero ruangan. Di antara pamilon anu ngaidentipikasi pepelakan udagan, minat kana sayuran seger (29%) paling ageung, dituturkeun ku minat pepelakan buah (22%); ganja ubar, bumbu ubar sanés sareng pepelakan khusus (13%); spésiés asli / pribumi (10%); suung / fungi (10%); jeung greens berdaun (3%) (Gambar 4).
Gambar 4. Klasifikasi pepelakan anu ayeuna diproduksi ku pamilon FFSCRC di fasilitas pamotongan anu ditangtayungan sareng ku kituna, kamungkinan minat pamilon pikeun milarian solusi pikeun ngembang pepelakan ieu sacara langkung produktif dina panutup.
survey ieu dumasar kana informasi ngeunaan pamilon sadia online; acquiring inpo nu leuwih lengkep bakal krusial pikeun pamahaman jeung minuhan sarat husus pamilon.
3.3. Beternak Kultivar Anyar pikeun fasilitas Control-Lingkungan
Téknologi beternak anu sayogi pikeun perbaikan pepelakan sayuran sareng pepelakan pepelakan sanésna maju gancang [50]. Dina pamotongan anu ditangtayungan, séktor ékonomi anu dinamis kalayan parobihan gancang dina tren pasar sareng kahoyong konsumen, milih kultivar anu leres mangrupikeun kritis [44,51]. Aya seueur panilitian anu meunteun adaptasi pepelakan anu bernilai luhur sapertos tomat sareng terong pikeun produksi rumah kaca [52,53]. Téknologi beternak anyar [50] parantos ngagampangkeun pamekaran kultivar énggal kalayan sipat anu dipikahoyong, sareng sababaraha perusahaan parantos ngamimitian ngarancang pepelakan pikeun kamekaran dina lingkungan anu dikontrol dina lampu LED [20]. Sanajan kitu, kultivar geus jawa lolobana pikeun maksimalkeun pungsi ngahasilkeun dina kaayaan sawah kacida variabel [46]. Ciri-ciri pepelakan sapertos toléransi kana halodo, panas sareng ibun-anu dipikabutuh dina pepelakan anu dipelak di sawah tapi biasana ngagaduhan hukuman ngahasilkeun-umumna henteu diperyogikeun.
tatanén jero rohangan.
Sipat konci anu tiasa ditargetkeun pikeun adaptasi pepelakan anu langkung luhur kana tatanén jero ruangan kalebet siklus hirup pondok, kembangan kontinyu, rasio akar-to-némbak anu handap, ningkat prestasi dina input énergi fotosintétik rendah, sareng sipat konsumen anu dipikahoyong kalebet rasa, warna, tékstur jeung kandungan gizi husus [12,13]. Salaku tambahan, beternak khusus pikeun kualitas anu langkung luhur bakal ngahasilkeun produk anu dipikahoyong kalayan nilai pasar anu luhur. Spéktrum cahaya, suhu, kalembaban sareng suplai gizi tiasa diurus ku kituna ngarobih akumulasi sanyawa target dina daun sareng buah [54,55] sareng ningkatkeun nilai gizi pepelakan, kalebet protéin (kuantitas sareng kualitas), vitamin A, C. jeung E, karotenoid, flavonoid, mineral, glikosida jeung anthocyanin [12]. Contona, mutasi alami (dina grapevine) jeung éditan gén (dina buah kiwi) geus dipaké pikeun ngaropéa arsitéktur tutuwuhan, nu bakal mangpaat pikeun tumuwuh indoor di spasi diwatesan. Dina panilitian anyar, pepelakan tomat sareng céri direkayasa nganggo CRISPR-Cas9 pikeun ngahijikeun tilu sipat anu dipikahoyong: fenotipe dwarf, watek pertumbuhan kompak sareng kembangan sateuacana. Kasaluyuan variétas tomat 'diédit' anu dihasilkeun pikeun dianggo dina sistem tatanén jero ruangan divalidasi nganggo uji coba sawah sareng komérsial tegalan vertikal [56].
Tinjauan ngeunaan pembibitan molekular pikeun nyiptakeun pepelakan anu dioptimalkeun ngabahas nilai tambihan produk pertanian ku ngembangkeun pepelakan tatanén anu mangpaat pikeun kaséhatan sareng salaku ubar anu tiasa didahar [46]. Pendekatan utama pikeun ngembangkeun pepelakan tatanén kalayan mangpaat kaséhatan diidentifikasi minangka akumulasi jumlah ageung gizi intrinsik anu dipikahoyong atanapi pangurangan sanyawa anu teu dipikahoyong, sareng akumulasi sanyawa berharga anu
biasana henteu dihasilkeun dina pepelakan.
4. Tantangan sareng Kasempetan dina Pepelakan Dilindungi sareng Pertanian Dalam Ruangan
Fasilitas pamotongan anu ditangtayungan sareng tatanén jero ruangan gaduh dampak lingkungan anu kawilang leutik. Nalika melak pepelakan di handapeun panutup langkung énergi-intensif tibatan seueur metode pertanian anu sanés, kamampuan pikeun ngirangan dampak cuaca, mastikeun traceability sareng menumbuhkeun katuangan anu kualitasna langkung saé ngamajukeun pangiriman produk kualitas anu konsisten, narik pulangan anu langkung ageung tibatan biaya produksi tambahan. [18]. Tantangan utama dina pamotongan anu dilindungi kalebet:
• Biaya modal luhur, alatan harga taneuh luhur di jero-kota jeung peri-urban;
• konsumsi énergi High;
• Paménta pikeun tanaga gawé terampil;
• Manajemén kasakit tanpa kadali kimiawi; jeung
• Ngembangkeun indéks kualitas gizi-pikeun nangtukeun jeung ngajamin aspék kualitas produk-pikeun pepelakan dipelak di jero rohangan.
Dina bagian handap, urang ngabahas sababaraha tantangan jeung kasempetan pakait sareng cropping ditangtayungan.
4.1. Kaayaan Optimal pikeun Produktivitas Luhur sareng Pamakéan Sumberdaya Éfisién
Pamahaman anu langkung ageung ngeunaan syarat pamotongan dina tahap kamekaran anu béda-béda sareng dina kaayaan cahaya anu béda-béda penting upami para pekebun ngajaga produksi pamotongan anu épéktip dina lingkungan anu dikontrol. Ngokolakeun lingkungan rumah kaca anu cekap, kalebet unsur iklim sareng gizi, sareng kaayaan struktural ogé mékanis, tiasa ningkatkeun kualitas buah sareng ngahasilkeun sacara signifikan [57]. Faktor lingkungan tumuwuh bisa mangaruhan tumuwuhna tutuwuhan, laju évapotranspirasi jeung siklus fisiologis. Diantara faktor iklim, radiasi panonpoé anu paling penting sabab fotosintésis merlukeun cahaya, sarta hasil pamotongan sabanding langsung jeung tingkat cahya panonpoé nepi ka titik jenuh cahaya pikeun fotosintésis. Seringna, kontrol lingkungan anu tepat meryogikeun pengeluaran énergi anu luhur, ngirangan kauntungan tina tatanén lingkungan anu dikawasa. Énergi anu dipikabutuh pikeun pemanasan sareng penyejukan rumah kaca tetep janten perhatian utama sareng udagan pikeun anu badé ngirangan biaya énergi [6]. Bahan glazing sareng téknologi kaca inovatif sapertos Smart Glass [58] nawiskeun kasempetan anu ngajangjikeun pikeun ngirangan biaya anu aya hubunganana sareng ngajaga suhu rumah kaca sareng ngontrol variabel lingkungan. Kiwari, téknologi kaca inovatif sareng sistem penyejukan anu épéktip dilebetkeun kana pamotongan anu ditangtayungan di fasilitas rumah kaca. bahan glazing boga potensi pikeun ngurangan
konsumsi listrik, ku cara nyerep kaleuwihan radiasi panonpoé sarta alihan énergi lampu pikeun ngahasilkeun listrik ngagunakeun sél photovoltaic [59,60].
Sanajan kitu, bahan panutup mangaruhan microclimates rumah kaca [61,62] kaasup lampu [63] sarta ku kituna penting pikeun assess dampak bahan glazing novél dina tumuwuhna tutuwuhan jeung fisiologi, pamakéan sumberdaya, ngahasilkeun pamotongan jeung kualitas dina lingkungan dimana faktor. kayaning CO2, suhu, gizi jeung irigasi anu rigorously dikawasa. Salaku conto, semi-transparan Organic Photovoltaics (OPVs) dumasar kana campuran poli regioregular (3-hexylthiophene) (P3HT), sareng phenyl-C61-butyric acid metil éster (PCBM) diuji pikeun ngokolakeun pepelakan cabé (Capsicum annuum). Di handapeun naungan OPV, pepelakan cabé ngahasilkeun 20.2% langkung seueur massa buah sareng pepelakan anu teduh 21.8% langkung luhur dina ahir usum ngembang [64]. Dina ulikan sejen, pangurangan dina PAR disababkeun ku panels photovoltaic fléksibel dina hateupna teu mangaruhan ngahasilkeun, morfologi tutuwuhan, jumlah kembang per cabang, warna buah, firmness jeung pH [65].
Pilem 'kaca pinter' ultra-rendah-rendah, Solar Gard™ ULR-80 [58], ayeuna nuju diuji dina produksi rumah kaca. Tujuanana nya éta pikeun ngawujudkeun poténsi bahan glazing kalawan transmitansi cahaya adjustable sarta ngurangan biaya énergi tinggi pakait sareng operasi di fasilitas hortikultura rumah kaca berteknologi tinggi. Pilem kaca pinter (SG) diterapkeun kana kaca baku teluk glasshouse individu di fasilitas ngembang pepelakan sayur ngagunakeun komérsial vertikal-budidaya sarta manajemén prakték [66,67]. Uji coba terong dina SG nunjukkeun efisiensi énergi sareng fertigasi anu langkung luhur [42], tapi ogé ngirangan ngahasilkeun térong, kusabab tingkat aborsi kembang sareng / atanapi buah anu luhur salaku akibat tina fotosintésis anu terbatas cahaya [58]. Pilem SG anu dianggo panginten peryogi modifikasi pikeun ngahasilkeun kaayaan cahaya anu optimal sareng ngaminimalkeun watesan cahaya pikeun buah-buahan anu tilelep karbon tinggi sapertos terong.
Pamakéan bahan glazing hemat energi novel sapertos kaca pinter nyayogikeun kasempetan anu saé pikeun ngirangan biaya énergi operasi rumah kaca sareng ngaoptimalkeun kaayaan cahaya pikeun budidaya pepelakan target. Pilem panutup pinter sapertos film pertanian pemancar cahaya luminescent (LLEAF) gaduh poténsi pikeun ningkatkeun ogé ngontrol kamekaran vegetatif sareng réproduktif dina pamotongan anu dilindungi téknologi sedeng. LLEAF
panels bisa diuji dina rupa-rupa pepelakan kembangan jeung non-kembang pikeun nangtukeun naha maranéhna mantuan pikeun ngaronjatkeun pertumbuhan vegetative jeung réproduktif (ku cara ngarobah prosés fisiologis nu underpin tumuwuhna tutuwuhan jeung produktivitas jeung kualitas pamotongan).
4.2. Manajemén Hama jeung Panyakit
Sanaos fasilitas pamotongan anu ditangtayungan anu dikontrol tiasa ngaminimalkeun hama sareng panyakit, saatos diwanohkeun, aranjeunna sesah pisan sareng mahal pikeun dikontrol tanpa nganggo bahan kimia sintétis anu beracun. Tani jero ruangan nangtung ngamungkinkeun pikeun ngawaskeun pepelakan pikeun tanda-tanda hama atanapi panyakit, sacara manual sareng / atanapi otomatis (ngagunakeun téknologi sensing) sareng ngadopsi téknologi robotik anu muncul sareng / atanapi prosedur sensing jarak jauh.
deteksi awal wabah sareng ngaleungitkeun pepelakan anu gering sareng / atanapi kaserang [7].
Métode manajemén hama terpadu novel (IPM) [68] bakal diperyogikeun pikeun ngokolakeun hama anu efektif di rumah kaca. Strategi manajemén anu cocog (budaya, fisik, mékanis, biologis sareng kimia), sareng prakték budaya anu saé, téknik ngawaskeun canggih sareng idéntifikasi anu tepat tiasa ningkatkeun produksi sayuran bari ngaminimalkeun gumantungna kana aplikasi péstisida. Pendekatan terpadu pikeun ngokolakeun panyakit ngalibatkeun panggunaan kultivar tahan, sanitasi, prakték budaya anu saé sareng panggunaan péstisida anu pas [44]. Ngembangkeun strategi IPM novel tiasa ngaminimalkeun biaya tenaga kerja sareng kabutuhan pikeun nerapkeun péstisida kimia. Candak, contona, pamakean serangga anyar, dibudidayakeun sacara komersil, mangpaat alami (contona, midge aphid, lacewing héjo, jsb) pikeun ngatur hama pepelakan sareng ngirangan gumantungna kana kontrol kimiawi. Nguji rupa-rupa IPM anyar
strategi, dina isolasi jeung dina kombinasi, bakal rojong dina ngamekarkeun crop- jeung rekomendasi fasilitas-spésifik pikeun growers.
4.3. Kualitas Pamotongan sareng Nilai Gizi
Penanaman anu ditangtayungan nyayogikeun para pekebun sareng mitra industri kalayan ngahasilkeun anu luhur sareng ngahasilkeun kualitas luhur sapanjang taun [69]. Budidaya bungbuahan sarta sayuran premium, kumaha oge, merlukeun tés throughput tinggi parameter gizi sarta kualitas [70]. Parameter kualitas buah dasar ngawengku kandungan Uap, pH, total padet larut, lebu, warna buah, asam askorbat jeung kaasaman titratable, sarta parameter gizi canggih kaasup gula, lemak, protéin, vitamin jeung antioksidan; firmness sareng pangukuran leungitna cai ogé penting pikeun nangtukeun indéks kualitas [66]. Sumawona, uji kualitas hasil luhur hasil pamotongan tiasa dilebetkeun kana sistem operasi rumah kaca otomatis. Screening genotypes pamotongan sadia pikeun parameter kualitas bakal nyadiakeun anyar-nilai luhur, variétas-euyeub gizi buah jeung sayuran pikeun growers jeung konsumén. Strategi agronomis kaasup lingkungan tumuwuh sareng prakték ngokolakeun pepelakan kedah dioptimalkeun pikeun ningkatkeun produksi sareng dénsitas gizi pepelakan tina pepelakan anu bernilai luhur ieu.
4.4. Kasadiaan Pakasaban sareng Buruh Terampil
Sarat tanaga gawé pikeun industri pamotongan anu ditangtayungan ngembangna (> 5% per annum) sareng diperkirakeun yén langkung ti 10,000 urang di sakuliah Australia ayeuna padamelan langsung ku industri éta. Sanaos tingkat otomatisasina anu luhur, pamotongan anu ditangtayungan skala ageung peryogi tenaga kerja anu signifikan, khususna pikeun pamotongan, pangropéa pamotongan, pembuahan mékanis sareng hasil panen. Ku ngaronjatna paménta
pikeun growers kacida terampil, suplai suitably pagawe terampil tetep low [18,71]. A workforce terampil ogé bakal diperlukeun pikeun ngembangkeun pertanian nangtung urban, nu bakal ngahasilkeun careers anyar pikeun technologists, manajer proyék, pagawe pangropéa sarta pamasaran jeung staf ritel [7]. Ngadegkeun fasilitas canggih skala komersil multiguna bakal nyadiakeun kasempetan pikeun ngajawab patarosan panalungtikan, kukituna furthering tujuan maksimalkeun pungsi produktivitas dina diversity tina pepelakan bari nyadiakeun atikan jeung latihan kaahlian kamungkinan jadi di paménta tinggi dina sektor ditangtayungan-cropping kahareup.
5. conclusions
Di imah kaca berteknologi tinggi sareng téknologi pinter, aya poténsi anu ageung pikeun ningkatkeun kauntungan ku cara ngajadikeun otomatis daérah kritis sareng/atawa padat karya sapertos ngawaskeun pamotongan, pembuahan, sareng panén. Pangembangan AI, robotics sareng ML muka dimensi énggal pikeun pamotongan anu dilindungi. Ladang vertikal mangrupikeun fraksi leutik pasar pertanian global sareng, sanaos énergi-intensif pisan, pertanian nangtung nawiskeun produktivitas anu teu cocog sareng tingkat cai sareng efisiensi gizi anu luhur. Produksi ekonomis tina rupa-rupa pepelakan penting upami produksi palawija anu ditangtayungan ngadamel dampak positif anu signifikan dina kaamanan pangan global. Sistem pamotongan anu dilindungi téknologi rendah sareng sedeng ngahasilkeun pepelakan tomat, bonteng, zucchini, capsicum, terong sareng apu, sareng sayuran Asia sareng bumbu.
Ngembangkeun fasilitas lingkungan dikawasa skala badag di Australia geus diwatesan utamana pikeun tumuwuh tomat. Ngembangkeun kultivar anu cocog bakal meryogikeun optimalisasi sababaraha sipat konci anu béda ti anu dianggap pantes dina pepelakan luar. Sipat konci anu tiasa ditargetkeun pikeun tatanén jero ruangan kalebet ngirangan siklus kahirupan pamotongan, kembangan kontinyu, rasio akar-to-shoot anu handap, ningkat prestasi dina fotosintétik rendah.
asupan énergi, sareng sipat konsumen anu dipikahoyong, sapertos rasa, warna, tékstur sareng eusi gizi khusus.
Sajaba ti éta, beternak husus pikeun kualitas luhur, pepelakan denser gizi bakal ngahasilkeun desirable produk hortikultura (jeung berpotensi, ubar) jeung nilai pasar alus teuing. Profitability sareng kelestarian pepelakan anu ditangtayungan gumantung kana ngembangkeun solusi pikeun tantangan utama kalebet biaya ngamimitian, konsumsi énergi, tenaga kerja terampil, manajemén hama sareng pamekaran indéks kualitas.
Bahan glazing novel sareng kamajuan téknologi anu ayeuna ditalungtik atanapi diuji nawiskeun solusi pikeun ngatasi salah sahiji tantangan pamotongan anu ditangtayungan anu paling pencét. Kamajuan ieu tiasa, berpotensi, nyayogikeun dorongan anu dipikabutuh pikeun ngabantosan transisi séktor pamotongan anu ditangtayungan ka tingkat éfisién énergi anu lestari sareng hemat biaya sareng nyumponan tungtutan pikeun kaamanan pangan, bari ngajaga kualitas pamotongan sareng gizi.
eusi, sareng ngaminimalkeun dampak lingkungan anu ngabahayakeun.
Kontribusi pangarang: SGC wrote review kalawan input sarta révisi disadiakeun ku DTT, Z.-HC, og na CIC Sadaya pangarang geus maca tur sapuk kana versi diterbitkeun naskah.
waragad: Tinjauan ieu dumasar kana laporan anu ditugaskeun sareng dibiayaan ku Pusat Panaliti Koperasi Sistem Pangan Masa Depan, anu ngadukung kolaborasi anu dipimpin industri antara industri, peneliti, sareng masarakat. Kami ogé nampi dukungan kauangan tina proyék Hortikultura Inovasi Australia (Jumlah hibah VG16070 ka DTT, Z.-HC, OG, CIC; Jumlah hibah VG17003 ka DTT, Z.-HC; Jumlah hibah LP18000 ka Z.-HC) sareng proyék CRC P2 -013 (DTT, Z.-HC, OG, CIC).
Pernyataan Dewan Peninjauan Institusi: Henteu tiasa dianggo.
Pernyataan Idin Informed: Henteu tiasa dianggo.
Pernyataan Kasadiaan Data: Henteu tiasa dianggo.
Bentrok of Minat: Nu nulis dibewarakeun aya konflik of interest.
Rujukan
1. Departemen Urusan Ékonomi jeung Sosial PBB. Sadia online: https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html (diaksés dina 13 April 2022).
2. Departemen Urusan Ékonomi jeung Sosial PBB. Sadia online: https://www.un.org/development/desa/ publications/world-population-prospects-2019-highlights.html (diaksés dina 13 April 2022).
3. Binns, CW; Lee, MK; Maycock, B.; Torheim, LE; Nanishi, K.; Duong, DTT Parobahan iklim, suplai kadaharan, jeung tungtunan dietary. Anu. Kaséhatan Umum Wahyu 2021, 42, 233-255. [CrossRef] [PubMed] 4. Valin, H.; Pasir, RD; Van Der Mensbrugghe, D.; Nelson, GC; Ahmad, H.; Blanc, E.; Bodirsky, B.; Fujimori, S.; Hasegawa, T.; Havlik, P.; jeung sajabana. Masa depan paménta pangan: Ngartos bédana dina modél ékonomi global. Agric. Ékon. 2014, 45, 51–67. [CrossRef] 5. Hughes, N.; Lu, M.; Ying Soh, W.; Lawson, K. Simulating épék perubahan iklim dina Profitability peternakan Australia. Dina Kertas Kerja ABARES; Pamaréntah Australia: Canberra, Australia, 2021. [CrossRef] 6. Rabi, B.; Chen, Z.-H.; Sethuvenkatraman, S. Cropping ditangtayungan dina iklim haneut: Tinjauan kontrol kalembaban sarta cooling METODE. Énergi 2019, 12, 2737. [CrossRef] 7. Benke, K.; Tomkins, B. Sistem produksi pangan kahareup: pertanian nangtung sarta dikawasa-lingkungan tatanén. Manjangkeun. Sci. Prakték. Kawijakan 2017, 13, 13-26. [CrossRef] 8. Mougeot, LJA Tumuwuh Kota Leuwih alus: Urban Tatanén pikeun Pangwangunan Sustainable; IDRC: Ottawa, ON, Kanada, 2006; ISBN 978-1-55250-226-6.
9. Pearson, LJ; Pearson, L.; Pearson, CJ tatanén urban sustainable: Stocktake jeung kasempetan. Int. J. Agric. Manjangkeun. 2010, 8, 7–19. [CrossRef] 10. Tout, D. Industri hortikultura propinsi Almería, Spanyol. Geogr. J. 1990, 156, 304–312. [CrossRef] 11. Henry, R. Inovasi dina tatanén sareng pasokan pangan pikeun ngaréspon pandémik COVID-19. Mol. Tutuwuhan 2020, 13, 1095-1097. [CrossRef] 12. O'Sullivan, C.; Bonnett, G.; McIntyre, C.; Hochman, Z.; Wasson, A. Strategi pikeun ngaronjatkeun produktivitas, diversity produk na Profitability tina tatanén urban. Agric. Syst. 2019, 174, 133–144. [CrossRef] 13. O'Sullivan, CA; McIntyre, CL; Garing, IB; Hani, SM; Hochman, Z.; Bonnett, GD tegalan nangtung ngahasilkeun buah. Nat. Biotéhnologi. 2020, 38, 160–162. [CrossRef] 14. Cuesta Roble Kaluaran. Statistik Rumah Tangga Global. 2019. Sadia online: https://www.producegrower.com/article/cuestaroble-2019-global-greenhouse-statistics/ (diaksés dina 13 April 2022).
15. Hadley, D. Lingkungan dikawasa Potensi Industri Hortikultura di NSW; Universitas New England: Armidale, Australia, 2017; p. 25.
16. Peta Sayuran Dunya. 2018. Sadia online: https://research.rabobank.com/far/en/sectors/regional-food-agri/world_ vegetable_map_2018.html (diaksés dina 13 April 2022).
17. Graeme Smith Consulting-Émbaran Industri Umum. Sadia online: https://www.graemesmithconsulting.com/index. php/information/general-industry-information (diaksés dina 13 April 2022).
18. Davis, J. Tumuwuh Cropping ditangtayungan di Australia nepi ka 2030; Ditangtayungan Cropping Australia: Perth, Australia, 2020; p. 15.
19. Patani. Kaayaan Pertanian jero rohangan; Agrilist: Brooklyn, NY, AS, 2017.
20. Tani Taneuh Taneuh Dalam Ruangan: Tahap I: Mariksa Industri sareng Dampak Pertanian Lingkungan Dikendali|Publikasi|WWF.
Sadia online: https://www.worldwildlife.org/publications/indoor-soilless-farming-phase-i-examining-the-industry-andimpacts-of-controlled-environment-agriculture (diaksés dina 13 April 2022). Pepelakan 2022, 2 184
21. Emmott, CJM; Röhr, JA; Campoy-Quiles, M.; Kirchartz, T.; Urbina, A.; Ekins-Daukes, NJ; Nelson, J. photovoltaic organik
imah kaca: Hiji aplikasi unik pikeun PV semi-transparan? Lingkungan Énergi. Sci. 2015, 8, 1317–1328. [CrossRef] 22. Marucci, A.; Zambon, I.; Colantoni, A.; Monarca, D. Kombinasi tujuan tatanén jeung énergi: Evaluasi prototipe torowongan rumah kaca photovoltaic. Anyarkeun. Manjangkeun. Énergi Wahyu 2018, 82, 1178-1186. [CrossRef] 23. Torrellas, M.; Antón, A.; López, JC; Baéza, EJ; Parra, JP; Muñoz, P.; Montero, JI LCA tina pamotongan tomat di rumah kaca multi-torowongan di Almeria. Int. J. Kahirupan Daur Assess. 2012, 17, 863–875. [CrossRef] 24. Caponetto, Urang Sunda; Fortuna, L.; Nunnari, G.; Occhipinti, L.; Xibilia, MG Soft komputasi pikeun kontrol iklim rumah kaca. IEEE Trans. Sistem Fuzzy. 2000, 8, 753–760. [CrossRef] 25. Guo, D.; Juan, J.; Chang, L.; Zhang, J.; Huang, D. Diskriminasi status cai zona akar tutuwuhan dina produksi rumah kaca dumasar kana phenotyping jeung téhnik mesin learning. Sci. Rep 2017, 7, 8303. [CrossRef] 26. Hassabis, D. kecerdasan jieunan: Catur cocok abad. Alam 2017, 544, 413-414. [CrossRef] 27. Hemming, S.; de Zwart, F.; Élings, A.; Righini, I.; Petropoulou, A. Kadali jauh produksi sayur rumah kaca kalawan kecerdasan jieunan-Iklim imah kaca, irigasi, jeung produksi pamotongan. sénsor 2019, 19, 1807. [CrossRef] [PubMed] 28. Taki, M.; Abdanan Mehdizadeh, S.; Rohani, A.; Rahnama, M.; Rahmati-Joneidabad, M. Applied machine learning dina simulasi rumah kaca; aplikasi anyar jeung analisis. Inf. Ngolah Agric. 2018, 5, 253–268. [CrossRef] 29. Shamshiri, RR; Hameed, IA; Thorp, KR; Balasundram, SK; Shafian, S.; Fatemieh, M.; Sultan, M.; Mahns, B.; Samiei, S. Tangkuban Parahu Automation Ngagunakeun Sénsor Wireless sarta Instrumén IoT Integrated kalawan kecerdasan jieunan; IntechOpen: Rijeka, Kroasia, 2021; ISBN 978-1-83968-076-2.
30. Subeesh, A.; Mehta, CR Automation sareng digitalisasi tatanén nganggo intelijen jieunan sareng internét mahluk. Artif. Intell. Agric. 2021, 5, 278–291. [CrossRef] 31. Lehnert, C.; McCool, C.; Sa, abdi.; Perez, T. A robot panén cabe amis pikeun lingkungan cropping ditangtayungan. arXiv 2018, arXiv: 1810.11920.
32. Lehnert, C.; McCool, C.; Korék, P.; Sa, abdi.; Stachniss, C.; Henten, EJV; Nieto, J. Isu husus dina robotics tatanén. J. Médan Robot. 2020, 37, 5–6. [CrossRef] 33. Shamshiri, R.; Weltzien, C.; Hameed, IA; Yule, IJ; Grift, TE; Balasundram, SK; Pitonakova, L.; Ahmad, D.; Chowdhary, G. Panalungtikan sarta pamekaran di robotics tatanén: A perspéktif pertanian digital. Int. J. Agric. Biol. Eng. 2018, 11, 1–14. [CrossRef] 34. Balendonck, J. Robot Sweeper nyokot peppers munggaran. Greenh. Int. Mag. Greenh. Tumuwuh. 2017, 6, 37.
35. Yuan, T.; Zhang, S.; Sheng, X.; Wang, D.; Gong, Y.; Li, W. Hiji robot pembuahan otonom pikeun pengobatan hormon kembang tomat di rumah kaca. Dina Prosiding 2016 3rd International Conference on Systems and Informatics (ICSAI), Shanghai, China, 19–21 Nopémber 2016; kaca 108–113.
36. Meharg, AA Perspektif: Kota tani perlu ngawaskeun. alam 2016, 531, S60. [CrossRef] [PubMed] 37. Thomaier, S.; Specht, K.; Henckel, D.; Dierich, A.; Siebert, Urang Sunda; Freisinger, UB; Sawicka, M. Pertanian di na on wangunan urban: Prakték hadir tur novelties husus tina pertanian enol-acreage (ZFarming). Anyarkeun. Agric. Sistem Pangan. 2015, 30, 43–54. [CrossRef] 38. Ghannoum, O. Pucuk Héjo Pamulihan. Openforum. 2020. Sadia online: https://www.openforum.com.au/the-greenshoots-of-recovery/ (diaksés dina 13 April 2022).
39. Despommier, D. Pertanian nepi kota: Kebangkitan tegalan nangtung urban. Tren Biotéhnologi. 2013, 31, 388–389. [CrossRef] 40. Yang, J.; Liu, M.; Lu, J.; Miao, Y.; Hossain, MA; Alhamid, MF Botanical internét ngeunaan hal: Nuju pinter pertanian indoor ku
nyambungkeun jalma, tutuwuhan, data jeung awan. Mob. Netw. Appl. 2018, 23, 188–202. [CrossRef] 41. Samaranayake, P.; Liang, W.; Chen, Z.-H.; Tissue, D.; Lan, Y.-C. Pamotongan anu ditangtayungan sustainable: Studi kasus ngeunaan dampak musiman dina konsumsi énérgi rumah kaca nalika produksi capsicum. Énergi 2020, 13, 4468. [CrossRef] 42. Lin, T.; Goldsworthy, M.; Chavan, S.; Liang, W.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Cazzonelli, CI; Tissue, DT; Lan, Y.-C.;
Sethuvenkatraman, S.; jeung sajabana. Bahan panutup novel ningkatkeun énergi cooling sareng efisiensi fertigasi pikeun produksi térong glasshouse. Énergi 2022, 251, 123871. [CrossRef] 43. Samaranayake, P.; Maier, C.; Chavan, S.; Liang, W.; Chen, Z.-H.; Tissue, DT; Lan, Y.-C. Ngaminimalkeun énergi dina fasilitas pamotongan anu ditangtayungan nganggo titik akuisisi multi-suhu sareng kadali setélan ventilasi. Énergi 2021, 14, 6014. [CrossRef] 44. FAO. Praktek Tatanén anu hadé pikeun pepelakan sayur rumah kaca: Prinsip pikeun Wewengkon Iklim Tengah; Produksi Pabrik FAO sareng Kertas Perlindungan; FAO: Roma, Italia, 2013; ISBN 978-92-5-107649-1.
45. Hort Innovation Protected Cropping-Review of Research and Identification of R&D Gaps for Levied Vegetables (VG16083). Sadia online: https://www.horticulture.com.au/growers/help-your-business-grow/research-reports-publications-factsheets-and-more/project-reports/vg16083-1/vg16083/ (diaksés dina 13 April 2022).
46. Hiwasa-Tanase, K.; Ezura, H. beternak molekular pikeun nyieun pepelakan dioptimalkeun: Ti manipulasi genetik pikeun aplikasi poténsial di pabrik tutuwuhan. Hareupeun. Tutuwuhan Sci. 2016, 7, 539. [CrossRef] 47. Kozai, T. Naha lampu LED pikeun tatanén urban? Dina Lampu LED pikeun Pertanian Urban; Kozai, T., Fujiwara, K., Runkle, ES, Eds.; Springer: Singapura, 2016; kaca 3–18. ISBN 978-981-10-1848-0.
48. Kwon, S.; Lim, J. Ngaronjatkeun efisiensi énergi di pabrik tutuwuhan ngaliwatan pangukuran poténsi bioelectrical tutuwuhan. Informatika dina Kontrol, Otomatisasi sareng Robotika; Tan, H., Ed.; Springer: Berlin / Heidelberg, Jérman, 2011; kaca 641–648.
49. Cocetta, G.; Casciani, D.; Bulgari, R.; Musante, F.; Kołton, A.; Rossi, M.; Ferrante, A. efisiensi pamakéan lampu pikeun produksi sayuran
di lingkungan ditangtayungan jeung indoor. Eur. Phys. J. Plus 2017, 132, 43. [CrossRef] Pepelakan 2022, 2 185
50. Jones, M. Téhnologi Beternak Anyar jeung Kasempetan pikeun Industri Sayur Australia; Hortikultura Inovasi Australia Limited: Sydney, Australia, 2016.
51. Tüzel, Y.; Leonardi, C. budidaya ditangtayungan di wewengkon Mediterania: Tren jeung kabutuhan. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg. 2009, 46, 215–223.
52. Bergougnoux, V. Sajarah tomat: Ti doméstikasi ka biopharmasi. Biotéhnologi. Adv. 2014, 32, 170-189. [CrossRef] [PubMed] 53. Taher, D.; Solberg, S.Ø.; Prohens, J.; Chou, Y.; Rakha, M.; Wu, T. Koléksi terong puseur sayuran dunya: Asal, komposisi, panyebaran siki sareng panggunaan dina beternak. Hareupeun. Tutuwuhan Sci. 2017, 8, 1484. [CrossRef] [PubMed] 54. Hasan, MM; Bashir, T.; Ghosh, R.; Lee, SK; Baé, H. Tinjauan épék LED dina produksi sanyawa bioaktif sareng kualitas pamotongan. Molekul 2017, 22, 1420. [CrossRef] 55. Piovene, C.; Orsini, F.; Bosi, S.; Sanoubar, Urang Sunda; Bregola, V.; Dinelli, G.; Gianquinto, G. Beureum optimal: rasio biru dina lampu dipingpin pikeun nutraceutical hortikultura indoor. Sci. Hortik. 2015, 193, 202-208. [CrossRef] 56. Kwon, C.-T.; Hejo, J.; Lemon, ZH; Capua, Y.; Hutton, SF; Van Eck, J.; Park, SJ; Lippman, ZB Kustomisasi gancang pepelakan buah solanaceae pikeun tatanén kota. Nat. Biotéhnologi. 2020, 38, 182-188. [CrossRef] 57. Shamshiri, RR; Jones, JW; Thorp, KR; Ahmad, D.; Lalaki, HC; Taheri, S. Tinjauan suhu optimum, kalembaban, sareng defisit tekanan uap pikeun évaluasi sareng kontrol iklim mikro dina budidaya tomat di rumah kaca: ulasan. Int. Agrophys. 2018, 32, 287-302. [CrossRef] 58. Chavan, SG; Maier, C.; Alagoz, Y.; Filipe, JC; Warren, CR; Lin, H.; Jia, B.; Loik, kuring; Cazzonelli, CI; Chen, ZH; jeung sajabana. Fotosintésis kawates cahaya dina pilem hemat energi ngurangan ngahasilkeun terong. Énergi Pangan Aman. 2020, 9, e245. [CrossRef] 59. Timmermans, GH; Douma, RF; Lin, J.; Debije, MG Jandéla 'pinter' luminescent dual termal- / listrik-responsif. App. Sci. 2020, 10, 1421. [CrossRef] 60. Yin, Urang Sunda; Xu, P.; Shen, P. Studi kasus: Énergi tabungan tina pilem jandela surya dina dua wangunan komersil di Shanghai. Ngawangun énergi. 2012, 45, 132-140. [CrossRef] 61. Kim, H.-K.; Lee, S.-Y.; Kwon, J.-K.; Kim, Y.-H. Evaluating pangaruh bahan panutup dina microclimates rumah kaca jeung kinerja termal. Agronomi 2022, 12, 143. [CrossRef] 62. Anjeunna, X.; Maier, C.; Chavan, SG; Zhao, C.-C.; Alagoz, Y.; Cazzonelli, C.; Ghannoum, O.; Tissue, DT; Chen, Z.-H. Bahan panutup lampu-ngarobah sarta produksi rumah kaca sustainable sayuran: A review. Tutuwuhan Regul. 2021, 95, 1-17. [CrossRef] 63. Timmermans, GH; Hemming, S.; Baéza, E.; Toor, EAJV; Schenning, APHJ; Debije, MG bahan optik canggih pikeun kontrol cahya panonpoé di imah kaca. Adv. Milih. Mater. 2020, 8, 2000738. [CrossRef] 64. Zisis, C.; Pechlivani, EM; Tsimikli, S.; Mekeridis, E.; Laskarakis, A.; Logothetidis, S. Photovoltaics organik dina rooftops rumah kaca: Balukar dina tumuwuhna tutuwuhan. Mater. Dinten ieu Proc. 2019, 19, 65-72. [CrossRef] 65. Aroca-Delgado, Urang Sunda; Pérez-Alonso, J.; Callejón-Ferre, Á.-J.; Díaz-Pérez, M. Morfologi, ngahasilkeun jeung kualitas budidaya tomat rumah kaca kalawan panels rooftop photovoltaic fléksibel (Almeria-Spanyol). Sci. Hortik. 2019, 257, 108768. [CrossRef] 66. Anjeunna, X.; Chavan, SG; Hamoui, Z.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Chen, Z.-H.; Tissue, DT; Cazzonelli, CI Film kaca pinter ngurangan asam askorbat dina kultivar buah capsicum beureum jeung oranyeu tanpa impacting hirup rak. Tutuwuhan 2022, 11, 985. [CrossRef] 67. Zhao, C.; Chavan, S.; Anjeunna, X.; Zhou, M.; Cazzonelli, CI; Chen, Z.-H.; Tissue, DT; Ghannoum, O. Kaca pinter mangaruhan sensitipitas stomata tina capsicum rumah kaca ngaliwatan cahaya anu dirobah. J. Exp. Bot. 2021, 72, 3235-3248. [CrossRef] 68. Pilkington, LJ; Messelink, G.; van Lenteren, JC; Le Mottee, K. "Kontrol biologis ditangtayungan" - Manajemén hama biologis dina industri rumah kaca. Biol. Kontrol 2010, 52, 216-220. [CrossRef] 69. Sonneveld, C.; Voogt, W. Nutrisi tutuwuhan dina produksi rumah kaca hareup. Dina Nutrisi Tutuwuhan Tanaman Rumah Kaca; Sonneveld, C., Voogt, W., Eds.; Springer: Dordrecht, Walanda, 2009; pp. 393-403.
70. Treftz, C.; Omaye, ST Analisis gizi taneuh jeung strawberries soilless jeung raspberries tumuwuh di rumah kaca. Dahareun Nutr. Sci. 2015, 6, 805–815. [CrossRef] 71. Nawiskeun Kasempetan Atikan Salajengna ka Anggota Industri Sayuran. AUSVEG. 2020. Sadia online: https://ausveg.com.au/
artikel/nawarkeun-kasempetan-pendidikan-satuluyna-ka-anggota-industri-sayur/ (diaksés dina 13 April 2022).