Sachin G. Chavan (1,2,*), Zhong-Hua Chen (1,3), Oula Ghannoum (1), Christopher I. Cazzonelli (1) en David T. Weefsel 1,2)
1. Nasionale Groente Beskermde Gewas Sentrum, Hawkesbury Instituut vir die Omgewing, Wes-Sydney
Universiteit, Geslote Sak 1797, Penrith, NSW 2751, Australië; 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. Globale Sentrum vir Landgebaseerde Innovasie, Hawkesbury-kampus, Wes-Sydney Universiteit,
Richmond, NSW 2753, Australië
3. Skool vir Wetenskap, Wes-Sydney Universiteit, Penrith, NSW 2751, Australië
* Korrespondensie: s.chavan@westernsydney.edu.au; Tel.: +61-2-4570-1913
Abstract: Beskermde gewasse bied 'n manier om voedselproduksie te versterk in die lig van klimaatsverandering
en lewer gesonde kos volhoubaar met minder hulpbronne. Om egter hierdie manier van boer te maak
ekonomies lewensvatbaar is, moet ons die status van beskermde gewasse in die konteks van beskikbare oorweeg
tegnologieë en ooreenstemmende teiken tuinbougewasse. Hierdie oorsig skets bestaande geleenthede
en uitdagings wat deur voortdurende navorsing en innovasie aangespreek moet word in hierdie opwindende maar
komplekse veld in Australië. Binne-plaasfasiliteite word breedweg in die volgende drie gekategoriseer
vlakke van tegnologiese vooruitgang: lae-, medium- en hoëtegnologie met ooreenstemmende uitdagings
wat innoverende oplossings vereis. Verder beperkings op binnenshuise plantgroei en beskerm
gewasstelsels (bv. hoë energiekoste) het die gebruik van binnenshuise landbou tot relatief beperk
min, hoë waarde gewasse. Daarom moet ons nuwe gewaskultivars ontwikkel wat geskik is vir binnenshuise landbou
wat mag verskil van dié wat vir oopveldproduksie benodig word. Daarbenewens beskermde gewas
vereis hoë aanvangskoste, duur geskoolde arbeid, hoë energieverbruik en aansienlike plaag
en siektebestuur en kwaliteitbeheer. Oor die algemeen bied beskermde gewasse belowende oplossings
vir voedselsekerheid, terwyl die koolstofvoetspoor van voedselproduksie verminder word. Maar vir binnenshuise
gewasproduksie om 'n wesenlike positiewe impak op globale voedselsekuriteit en voeding te hê
sekuriteit, sal die ekonomiese produksie van diverse gewasse noodsaaklik wees.
Sleutelwoorde: beskermde gewasse; vertikale plaas; grondlose kultuur; oesprestasie; binnenshuise landbou;
Voedselsekuriteit; hulpbron volhoubaarheid
1. Inleiding
Die wêreldbevolking sal na verwagting byna 10 miljard in 2050 bereik, met die grootste deel van die groei wat na verwagting in groot stedelike sentrums regoor die wêreld sal plaasvind [1,2]. Soos die bevolking toeneem, moet voedselproduksie toeneem en aan voedings- en gesondheidsbehoeftes voldoen en terselfdertyd die Verenigde Nasies se Volhoubare Ontwikkelingsdoelwitte (VN SDG's) bereik [3,4]. Afnemende bewerkbare grond en die nadelige impak van klimaatsverandering op die landbou stel bykomende uitdagings wat innovasies in toekomstige voedselproduksiestelsels noop om in die volgende paar dekades aan toenemende vraag te voldoen. Australiese plase word byvoorbeeld gereeld aan klimaatsveranderlikheid blootgestel en is vatbaar vir langtermyn-impakte van klimaatsverandering. Onlangse droogtes regoor Oos-Australië in 2018-19 en 2019-20 het plaasbesighede nadelig beïnvloed, en sodoende bygedra tot die opkomende uitwerking van klimaatsverandering op die Australiese landbou [5].
Beskermde gewasse, ook bekend as binnenshuise boerdery [6]—wat wissel van lae-tegnologie polytonnels tot medium-tegnologie, gedeeltelik omgewingsbeheerde kweekhuise, tot hoëtegnologie ‘slim’ kweekhuise en binnenshuise plase – kan help om wêreldwye voedselsekerheid in die 21ste te verbeter eeu. Alhoewel die visie van 'n selfvolhoubare metropool aantreklik is as 'n manier om hedendaagse uitdagings aan te pak, het die aanvaarding van binnenshuise boerdery nie ooreenstem met die
opgewondenheid en optimisme van sy voorstanders. Beskermde gewasse en binnenshuise boerdery behels 'n groter gebruik van tegnologie en outomatisering om grondgebruik te optimaliseer, en bied sodoende opwindende oplossings om toekomstige voedselproduksie te verbeter [7]. Regoor die wêreld het die ontwikkeling van stedelike landbou [8,9] dikwels plaasgevind ná chroniese en/of akute krisisse, soos lig- en ruimtebeperkings in Nederland; die ineenstorting van die motorbedryf in Detroit; die ineenstorting van die eiendomsmark aan die Amerikaanse Ooskus; en die Kubaanse missielkrisis blokkade. Ander
dryfkragte het gekom in die vorm van beskikbare markte, dit wil sê, beskermde gewasse wat in Spanje versprei het [10] as gevolg van die land se maklike toegang tot Noord-Europese markte. Saam met bestaande uitdagings kan die voortslepende COVID-19-pandemie die nodige stukrag verskaf om die stedelike landbou te transformeer [11].
As stedelike landbou 'n beduidende rol in die verbetering van voedselsekuriteit en menslike voeding wil speel, moet dit wêreldwyd geskaal word sodat dit die vermoë het om 'n wye verskeidenheid produkte te laat groei op 'n meer energie-, hulpbron- en kostedoeltreffende wyse as is tans moontlik. Enorme geleenthede bestaan vir die verbetering van gewasproduktiwiteit en kwaliteit deur vooruitgang in omgewingsbeheer, plaagbestuur, fenomene en outomatisering te koppel
met teelpogings gerig op eienskappe wat plantargitektuur, oeskwaliteit (smaak en voeding) en opbrengs verbeter. ’n Groter diversiteit van huidige en opkomende gewasse relatief tot tradisionele gewastipes, sowel as medisinale plante, kan in omgewingsbeheerde plase gekweek word [12,13].
Die dreigende behoefte om stedelike voedselsekuriteit te verbeter en die koolstofvoetspoor van voedsel te verminder, kan aangespreek word deur innovasies in die landbouvoedsel-sektore, soos beskermde gewasse en vertikale binnenshuise boerdery. Dit wissel van lae-tegnologie poli-tonnels met minimale omgewingsbeheer, medium-tegnologie, gedeeltelik omgewingsbeheerde kweekhuise tot hoë-tegnologie kweekhuise en vertikale boerdery fasiliteite met state-of-the-art tegnologie. Beskermde gewasse is die vinnigste groeiende voedselproduserende sektor in Australië, in terme van omvang van produksie en ekonomiese impak [12]. Die Australiese beskermde gewasbedryf bestaan uit hoëtegnologie-fasiliteite (17%), glashuise (20%) en hidroponiese/substraat-gebaseerde gewasproduksiestelsels (52%), wat die behoefte en geleentheid aandui om die landbouvoedselsektor te ontwikkel. In hierdie oorsig bespreek ons die status van beskermde gewasse in die konteks van beskikbare tegnologieë en ooreenstemmende teikentuinbougewasse, met 'n uiteensetting van die geleenthede en uitdagings wat deur voortgesette navorsing in Australië aangespreek moet word.
2. Huidige tegnieke en tegnologieë in beskermde gewasse
In 2019 het die totale grondoppervlakte wat aan beskermde gewasse gewy is—wat in die breë behels
verbouing van gewasse onder alle soorte bedekking—is wêreldwyd op 5,630,000 14 500,000 hektaar (ha) beraam [10]. Die totale oppervlakte van groente en kruie wat in kweekhuise (permanente strukture) gekweek word, is na raming sowat 90 15,16 ha wêreldwyd, met 1300% van hierdie gewasse wat in kweekhuise en 14% in plastiekkweekhuise verbou word [5]. Australië se kweekhuisoppervlakte word geskat op ongeveer 17 ha, met hoëtegnologie-kweekhuise (ongeveer 83 individuele besighede, wat elkeen minder as 17 ha beslaan) wat 80% van hierdie oppervlakte uitmaak, en laetegnologie/mediumtegnologie-kweekhuise verantwoordelik vir 20% [16 ]. Wêreldwyd maak plastiekkweekhuise en -kweekhuise onderskeidelik ongeveer XNUMX% en XNUMX% uit van die totale kweekhuise wat geproduseer word [XNUMX].
Beskermde gewasse is die vinnigste groeiende voedselproduserende sektor in Australië, ter waarde van sowat $1.5 miljard per jaar by die plaashek in 2017. Daar word beraam dat ongeveer 30% van alle Australiese boere gewasse in een of ander vorm van beskermde gewasse verbou, en dat gewasse wat onderdak verbou word, ongeveer 20% van die totale waarde van groente- en blomproduksie uitmaak [18]. In Australië is die geskatte kweekhuisgroenteproduksiegebied die hoogste vir Suid-Australië (580 ha), gevolg deur Nieu-Suid-Wallis (500 ha) en Victoria (200 ha), terwyl Queensland, Wes-Australië en Tasmanië elk <50 ha [17] verteenwoordig. ].
Gebaseer op die Australian Horticulture Statistics Handbook (2014–2015) en gesprekke met die industrie, is die bruto waarde van produksie (GVP) van vrugte, groente en blomme vir 2017 beraam. gebaseerde produksiestelsels (52%) is die hoogste gewaardeer, gevolg deur dié wat onder grondbemestingstelsels gekweek is (35%), met 'n kombinasie van grondbemesting en hidroponiese/substraat-gebaseerde stelsels (11%), en met behulp van 'n hidroponika/voedingstof filmtegniek (NFT) (2%) (Figuur 1A). Eweneens, onder die beskermingstipes, het gewasse wat onder poli/glasbedekkings (63%) gekweek is, die hoogste GVP gehad, gevolg deur dié wat onder polibedekkings (23%), hael/skadubedekkings (8%) en gekombineerde poli/hael/skadu verbou is. deksels (6%) (Figuur 1B) [17]. Binne Australië is statistieke vir GVP's van spesifieke kweekhuis-tuinbouprodukte nie geredelik beskikbaar nie [15].
Figuur 1. Totale bruto waardeproduksie (GVP) van gewasse onder beskermde gewasse (2017) volgens groeistelsel (A) en beskerming (B). Hidroponika/substraat-gebaseerde produksie behels grondlose plantgroei deur gebruik te maak van 'n inerte medium soos klipwol. Grond/bemesting-gebaseerde produksie behels plantgroei deur grond met bemesting (gekombineerde toediening van kunsmis en water) te gebruik. Die hidroponika/voedingstoffilmtegniek (NFT) behels die sirkulasie van 'n vlak stroom water wat opgeloste voedingstowwe bevat wat oor die wortels van plante in waterdigte kanale beweeg. 'Poly' verwys na polikarbonaat.
Hael/skadubedekkings, gewoonlik van gaas of lap, beskerm gewasse teen hael en blokkeer 'n gedeelte van oormatige lig. $ verwys na AUD.
Onder die beheerde-omgewingsfasiliteite in die Verenigde State is glas- of polikarbonaat (poli) kweekhuise (47%) meer algemeen as binnenshuise vertikale plase (30%), lae-tegnologie plastiek hoepelhuise (12%), houerplase (7% ) en binnenshuise diepwaterkultuurstelsels (4%). Onder groeistelsels is hidroponika (49%) meer algemeen as grondgebaseerde (24%), akwaponiese (15%), aëroponiese (6%) en hibriede (aeroponika, hidroponika, grond) stelsels (6%) [19,20].
Australië het baie min gevestigde gevorderde vertikale plase, hoofsaaklik as gevolg van die feit dat dit min digbevolkte stede het. Australië het egter ongeveer 'n 1000 ha kweekhuisarea [16,17] en die uitvoer van vars groente en vrugte het aansienlik toegeneem van 2006 tot 2016 vir Australië [16] met toenemende onderdak-oes. Alhoewel Australië 'n goeie begin in binnenshuise boerdery gemaak het en die sektor groot groeipotensiaal het, verg dit tyd om volwasse te word en verdere ontwikkeling om 'n sleutelspeler op wêreldskaal te word. Tans kan kommersieel georiënteerde binnenshuise plaasfasiliteite in die volgende drie vlakke van tegnologiese vooruitgang gekategoriseer word: lae-, medium- en hoëtegnologie. Elkeen word in meer besonderhede in die volgende afdelings bespreek.
2.1. Nuwe tegnologieë vir lae-tegnologie poli-tonnels
Laetegnologie-kweekhuisfasiliteite wat die meeste bydra tot beskermde gewasse het verskeie beperkings wat tegnologiese oplossings vereis om te help met hul oorgang na winsgewende medium- of hoëtegnologie-fasiliteite wat hoë kwaliteit gewasse met minimale hulpbronne produseer. Lae-tegnologie poli-tonnels is verantwoordelik vir 80–90% van die kweekhuisgewasproduksie wêreldwyd [20] en in Australië [17]. Met inagneming van die groot deel van lae-tegnologie polytonnels in beskermde gewasse en hul lae vlakke van klimaat, bemesting en plaagbeheer, is dit belangrik om die gepaardgaande uitdagings aan te spreek ten einde die produksie en ekonomiese opbrengste aan die produsente te verhoog.
Die lae-tegnologie vlak sluit verskeie tipes poli-tonnels in wat kan wissel van tydelike metaalstrukture met plastiekbedekkings tot permanente doelgeboude strukture. Oor die algemeen word hulle nie beheer buite die vermoë om die plastiekbedekking op te lig wanneer dit te warm of bewolk buite word nie. Hierdie plastiekbedekkings beskerm die gewas teen hael, reën en koue weer en verleng die groeiseisoen tot 'n mate. Hierdie goedkoop strukture bied 'n
lewensvatbare opbrengs vir belegging in groentegewasse soos blaarslaai, boontjies, tamaties, komkommer, kool en zucchini. Boerdery in hierdie poli-tonnels word in die grond uitgevoer, terwyl meer gevorderde bedrywighede groot potte en drupbesproeiing vir tamaties, bloubessies, eiervrugte of soetrissies kan gebruik. Alhoewel lae-tegnologie beskermde gewasse sin maak vir klein produsente, ly sulke tegnieke egter aan verskeie tekortkominge. Hul gebrek aan omgewingsbeheer beïnvloed die konsekwentheid van die grootte en kwaliteit van die produk en verminder dus
die marktoegang van hierdie produkte vir veeleisende klante soos supermarkte en restaurante. Aangesien die gewas oor die algemeen in die grond geplant word, word hierdie boere ook gekonfronteer met talle plaag- en grondgedraagde siektes (bv. aanhoudende aalwurmbesmetting). Nywerheid en navorsingsvennote vereis innovasies in die verskaffing van oplossings oor fasiliteitontwerp en oesbestuurstelsels sowel as slim handelstelsels om produkte uit te voer
en handhaaf 'n konstante voorsieningsketting. Aansporings en ondersteuning van befondsingsliggame en tegnologiese innovasies (bv. biologiese beheer, gedeeltelike outomatisering in besproeiing en temperatuurbeheer) van universiteite en maatskappye kan produsente help om na meer gevorderde tegnologiese gewasstelsels oor te skakel.
2.2. Die opgradering van medium-tegnologie-kweekhuise met innovasies en nuwe tegnologieë
Medium-tegnologie-beskermde gewasse is 'n breë kategorie wat beheerde-omgewing-kweekhuise en -kweekhuise insluit. Hierdie deel van die beskermde gewasse-sektor vereis aansienlike tegnologiese opgraderings as dit wil meeding met grootskaalse voedselproduksie in plase wat lae-tegnologie poli-tonnels en hoë gehalte produkte van hoë-tegnologie kweekhuise ontplooi. Die omgewingsbeheer in medium-tegnologie kweekhuise is gewoonlik gedeeltelik of intensief en die temperatuur van sommige kweekhuise kan beheer word deur die dak met die hand oop te maak, terwyl
meer gevorderde fasiliteite het verkoelings- en verwarmingseenhede. Die gebruik van sonpanele en slim films word ondersoek om energiekoste en koolstofvoetspore in medium-tegnologie kweekhuise te verminder [21–23].
Terwyl baie kweekhuise steeds van PVC- of glasbekleding gemaak word, kan slim films op hierdie strukture aangebring word of kan dit in kweekhuisontwerp ingewerk word om energiedoeltreffendheid te verhoog. Oor die algemeen gebruik hoë-end-kweekhuise groeimedia soos Rockwool-blokke met noukeurig gekalibreerde vloeibare kunsmisontvangste by verskillende groeistadia om oesopbrengste te maksimeer. CO2-bemesting word soms in medium-tegnologie-kweekhuise gebruik om opbrengs en kwaliteit te verhoog. Die medium-tegnologie-beskermde gewassektor sal baat vind by nywerheid-universiteit-vennootskappe om gevorderde wetenskaplike en tegnologiese oplossings te genereer, insluitend nuwe gewasgenotipes met hoë opbrengs en kwaliteit, geïntegreerde plaagbestuur, ten volle geoutomatiseerde bemesting en kweekhuisklimaatbeheer, en robothulp in gewasbestuur en oes.
2.3. Innovasies van wetenskap en tegnologie vir hoëtegnologie-kweekhuise
Hoëtegnologie-kweekhuise kan die nuutste tegnologiese vooruitgang in gewasfisiologie, bemesting, herwinning en beligting inkorporeer. In grootskaalse kommersiële kweekhuise, byvoorbeeld, kan 'slimglas'-tegnologie, fotovoltaïese sonkragstelsels (PV) en aanvullende beligting, soos LED-panele, gebruik word om oeskwaliteit en opbrengste te verbeter. Produsente outomatiseer ook toenemend kritieke en/of arbeidsintensiewe gebiede soos gewasmonitering, bestuiwing en oes.
Die ontwikkeling van kunsmatige intelligensie (KI) en masjienleer (MI) het nuwe dimensies vir hoëtegnologie-kweekhuise oopgemaak [24-28]. KI is 'n stel rekenaargekodeerde reëls en statistiese modelle wat opgelei is om patrone in groot data te onderskei en take uit te voer wat gewoonlik met menslike intelligensie geassosieer word. KI wat in beeldherkenning gebruik word, word gebruik om gewasgesondheid te monitor en tekens van siektes te herken, wat vinniger, beter ingeligte besluitneming vir gewasbestuur en oes moontlik maak—wat deesdae bewerkstellig kan word
deur robotarms eerder as menslike arbeid. Internet-van-dinge (IoT) bied oplossings vir outomatisering wat spesifiek vir kweekhuistoepassings aangepas kan word [29]. KI en IoT kan dus aansienlik bydra op die gebied van moderne landbou deur boerderyaktiwiteite te beheer en te outomatiseer [30].
Navorsing en ontwikkeling op die gebied van landbourobotte het die afgelope dekade aansienlik gegroei [31–33]. ’n Outonome gewas-oesstelsel vir soetrissie wat kommersiële lewensvatbaarheid nader, is gedemonstreer met ’n oessukseskoers van 76.5% [31] in Australië. Prototipes van robotte vir die ontblaar van tamatieplante, die oes van soetrissies (soetrissies) en bestuiwing van tamatiegewasse [34,35] is in Europa en Israel ontwikkel, en kan in die nabye toekoms gekommersialiseer word.
Boonop sal arbeidsbestuursagtewarestelsels vir grootskaalse hoëtegnologie-kweekhuise die doeltreffendheid van werkers aansienlik optimaliseer, wat die ekonomiese vooruitsigte van hierdie besighede verbeter. Die IT- en ingenieursrevolusie sal voortgaan om beskermde gewasse en binnenshuise boerdery te bemagtig, wat produsente in staat stel om hul gewasse te monitor en te bestuur vanaf rekenaars en mobiele toestelle, wat selfs gebruik kan word om kritieke boerdery en
markbesluite. Hoëtegnologie-kweekhuise het die hoogste potensiaal om die Australiese beskermde gewassesektor te bevoordeel, daarom sal voortdurende navorsing en innovasie in hierdie fasiliteite waarskynlik vertaal word in tyd en geld wat goed belê is.
2.4. Die ontwikkeling van vertikale plase vir toekomstige behoeftes
In onlangse jare is 'n vinnige ontwikkeling in binnenshuise 'vertikale boerdery' regoor die wêreld gesien, veral in lande met groot bevolkings en onvoldoende grond [36,37]. Vertikale boerdery verteenwoordig USD 6 miljard in waarde, maar bly 'n klein fraksie van die multi-triljoen-dollar globale landboumark [38]. Daar is verskeie herhalings van vertikale boerdery, maar almal van hulle gebruik vertikaal gestapelde grondlose of hidroponiese groeirakke in 'n volledig geslote en beheerde omgewing, wat 'n hoë mate van outomatisering, beheer en konsekwentheid moontlik maak [39]. Vertikale boerdery bly egter beperk tot hoëwaarde- en kortlewensiklusgewasse as gevolg van die hoë energiekoste ondanks die feit dat dit ongeëwenaarde produktiwiteit per vierkante meter en hoë vlakke van water- en voedingstofdoeltreffendheid bied.
Die tegnologiese dimensie van vertikale boerdery - en veral die koms van 'slim' kweekhuise - sal waarskynlik produsente lok wat gretig is om met opkomende rekenaar- en grootdatategnologieë soos KI en die Internet van Dinge (IoT) te werk [40]. Tans is alle vorme van binnenshuise boerdery energie- en arbeidsintensief, alhoewel daar ruimte is vir groot vooruitgang in beide outomatisering en energiedoeltreffendheidstegnologieë. Reeds voorsien die mees gevorderde vorme van binnenshuise landbou hul eie energie op die terrein en is onafhanklik van die algemene nutsnetwerk. Daktuine kan wissel van eenvoudige ontwerpe bo-op stadsgeboue tot die korporatiewe dakondernemings op munisipaliteitsgeboue in New York en Parys. Vertikale binnenshuise boerdery het 'n blink toekoms, veral in die nasleep van die COVID-19-pandemie en is goed geposisioneer om sy aandeel in die wêreldwye voedselmark te vergroot, as gevolg van sy
hoogs doeltreffende produksiestelsel, verlagings in voorsieningsketting en logistieke koste, potensiaal vir outomatisering (die vermindering van hantering) en maklike toegang tot beide arbeid en verbruikers.
3. Teiken gewasse in beskermde gewasse
Tans is gewasse wat geskik is vir binnenshuise landbou beperk in getal as gevolg van die oesbeperkings vir binnenshuise groei sowel as beskermde oesbeperkings soos hoë energiekoste (vir beligting, verhitting, verkoeling en die bestuur van verskeie outomatiese stelsels) wat spesifieke hoëwaarde-gewasse [ 41–43]. Die ekonomiese produksie van 'n diverse verskeidenheid eetbare gewasse is egter noodsaaklik indien beskermde gewasse 'n beduidende impak op
globale voedselsekerheid [12,13,44]. Gewaskultivars vir beskermde groenteverbouing verskil aansienlik van dié van ooplandproduksie wat geteel word vir verdraagsaamheid van 'n wye reeks omgewingstoestande, wat nie noodwendig in beskermde gewasse vereis word nie. Die ontwikkeling van geskikte kultivars sal die optimalisering van verskeie eienskappe vereis (soos selfbestuiwing, onbepaalde groei, robuuste wortels) wat verskil van die eienskappe wat as beskou word as
wenslik in buiteluggewasse (Figuur 2) (Aangeneem vanaf [13]).
Figuur 2. Wenslike eienskappe vir vrugtegewasse wat binnenshuis onder beheerde omgewingstoestande gekweek word, relatief tot gewasse wat buite verbou word onder veldtoestande.
Tans sluit die vrugte en groente die beste aangepas vir binnenshuise boerdery in:
• Dié wat op wingerde of bosse groei (tamatie, aarbei, framboos, bloubessie, komkommer, soetrissie, druiwe, kiwi);
• Hoëwaarde spesialisgewasse (hop, vanielje, saffraan, koffie);
• Medisinale en kosmetiese gewasse (seewier, Echinacea);
• Klein bome (kersies, sjokolade, mango, amandels) is ander lewensvatbare opsies [13].
In die volgende afdelings bespreek ons huidige bestaande gewasse en die ontwikkeling van nuwe kultivars vir binnenshuise landbou in meer besonderhede.
3.1. Bestaande gewasse verbou in lae, medium en hoë-tegnologie fasiliteite
Lae- en medium-tegnologie beskermde gewasstelsels produseer hoofsaaklik tamatie, komkommer, courgette, soetrissie, eiervrug, blaarslaai, Asiatiese groente en kruie. Wat oppervlakte, hoeveelheid vrugte geproduseer en aantal besighede betref, is tamatie die belangrikste tuinbou-groentegewas wat in kweekhuise geproduseer word, gevolg deur soetrissie en blaarslaai [15,45].
In Australië is die ontwikkeling van grootskaalse beheerde-omgewingsfasiliteite hoofsaaklik beperk tot dié wat vir die kweek van tamaties gebou is [15]. Die beraamde GVP van vrugte, groente en blomme vir 2017, in die veld en in beskermde gewasse, toon die oorheersing van tamaties in die Australiese beskermde gewasse sektor.
Die algehele beraamde GVP vir 2017 met betrekking tot die veld- en onderdakproduksie van tuinbougewasse was die hoogste vir tamatie (24%), gevolg deur aarbei (17%), somervrugte (13%), blomme (9%), bloubessie (7%), komkommer (7%) en soetrissie (6%), met Asiatiese groente, kruie, eiervrug, kersie en bessies wat elk minder as 6% uitmaak (Figuur 3A).
Figuur 3. Geskatte bruto waarde van produksie (GVP) vir algehele gekombineerde veld- en beskermde gewasse groenteproduksie (A) en toegereken GVP van gewasse verbou onder beskermde gewasse in 2017 (B) vir Australië.
Onder hierdie was die GVP van gewasse wat in beskermde gewasstelsels verbou is, die hoogste vir tamatie (40%), wat gelei het met 'n beduidende marge relatief tot ander gewasse insluitend blomme (11%), aarbei (10%), somervrugte (8%) ) en bessies (8%), met elk van die oorblywende gewasse wat minder as 5% uitmaak (Figuur 3B). Die Australiese binnelandse mark is egter versadig deur kweekhuistamaties, wat die beskermde gewasbedryf verlaat
met die volgende twee opsies: verhoog verkope van hierdie gewasse in internasionale markte; en/of om van die land se bestaande kweekhuiskwekers aan te moedig om na die produksie van ander hoëwaarde-gewasse oor te skakel. Die proporsie individuele gewasse wat onder beskerming verbou is, was die hoogste vir bessies (85%) en tamatie (80%), gevolg deur blomme (60%), komkommer (50%), kersie en Asiatiese groente (elk 40%), aarbei en somer
vrugte (elk 30%), bloubessie en kruie (elk 25%), en laastens, soetrissie en eiervrug, teen 20% elk [17]. Tans is energie- en arbeidsintensiewe binnenshuise boerdery beperk tot hoëwaarde-gewasse wat op kort termyn met 'n lae energie-insette geproduseer kan word [46,47]
In plant-'fabrieke' is die oorheersende gewasse wat tans verbou word blaargroentes en kruie, as gevolg van hierdie gewasse se kort groeiperiodes (omdat vrugte en sade nie benodig word nie) en hoë waarde [7], die feit dat sulke gewasse relatief minder lig benodig. vir fotosintese [48] en omdat die meeste van die plantbiomassa wat geproduseer word, geoes kan word [46,49]. Daar is groot potensiaal om die opbrengs en kwaliteit van gewasse wat in stedelike plase verbou word te verbeter [12].
3.2. Bedryfsopname: Waar lê deelnemers se belange?
Die identifisering van sleutelnavorsingsonderwerpe is noodsaaklik om die doeltreffendheid van publieke en privaat befondsde navorsing vir die toekoms van beskermde gewasse te verbeter. Byvoorbeeld, die Future Food Systems Co-operative Research Centre (FFSCRC), geïnisieer deur New South Wales Farmers Association (NSW Farmers), Universiteit van New South Wales (UNSW) en Food Innovation Australia Ltd. (FIAL), bestaan uit 'n konsortium van meer as 60 stigtings
nywerheid, regering en navorsing deelnemers. Sy navorsings- en vermoëprogramme het ten doel om deelnemers te ondersteun om die produktiwiteit van streek- en buitestedelike voedselstelsels te optimaliseer, nuwe produkte van prototipe na mark te neem en vinnige, herkoms-beskermde voorsieningskettings van plaas tot verbruiker te implementeer. Vir daardie doel voorsien die FFSRC 'n samewerkende navorsingsomgewing wat daarop gemik is om beskermde gewasse te verbeter ten einde ons vermoë om topgehalte tuinbouprodukte uit te voer, te bevorder en Australië te help om 'n leier in wetenskap en tegnologie vir die beskermde gewasse te word.
Die deelnemers is ondervra om teikengewasse vir binnenshuise landbou te identifiseer. Onder die deelnemers wat teikengewasse geïdentifiseer het, was belangstelling in vars groente (29%) die grootste, gevolg deur belangstelling in vrugtegewasse (22%); medisinale cannabis, ander medisinale kruie en gespesialiseerde gewasse (13%); inheemse/inheemse spesies (10%); sampioene/swamme (10%); en blaargroentes (3%) (Figuur 4).
Figuur 4. Klassifikasie van die gewasse wat tans deur FFSCRC-deelnemers in beskermde gewasfasiliteite geproduseer word en dus van deelnemers se waarskynlike belangstelling om oplossings te vind om hierdie gewasse meer produktief onder dak te laat groei.
Die opname is gebaseer op inligting oor die deelnemers wat aanlyn beskikbaar is; die verkryging van meer gedetailleerde inligting sal deurslaggewend wees om die spesifieke vereistes van die deelnemers te verstaan en te voldoen.
3.3. Die teel van nuwe kultivars vir fasiliteite met beheerde omgewing
Teeltegnologieë beskikbaar vir die verbetering van groente- en ander gewasplante vorder vinnig [50]. In beskermde gewasse, 'n dinamiese ekonomiese sektor met vinnige veranderinge in markneigings en verbruikersvoorkeure, is die keuse van die regte kultivar krities [44,51]. Daar is baie studies wat die aanpassing van hoëwaarde-gewasse soos tamatie en eiervrug vir kweekhuisproduksie beoordeel [52,53]. Nuwe teeltegnologie [50] het die ontwikkeling van nuwe kultivars met gewenste eienskappe vergemaklik, en sommige maatskappye het begin om plante te ontwerp vir groei in beheerde omgewings onder LED-ligte [20]. Kultivars is egter meestal geteel om opbrengs onder hoogs veranderlike veldtoestande te maksimeer [46]. Gewas-eienskappe soos verdraagsaamheid teen droogte, hitte en ryp - wat wenslik is in veldgewasse, maar wat tipies opbrengsboetes dra - is oor die algemeen nie nodig in
binnenshuise landbou.
Sleutel-eienskappe wat geteiken kan word vir die aanpassing van hoërwaarde-gewasse by binnenshuise landbou sluit in kort lewensiklusse, deurlopende blom, 'n lae wortel-tot-loot-verhouding, verbeterde werkverrigting onder lae fotosintetiese-energie-insette, en wenslike verbruikerseienskappe, insluitend smaak, kleur, tekstuur en spesifieke nutriëntinhoud [12,13]. Daarbenewens sal teling spesifiek vir hoër gehalte hoogs wenslike produkte met hoë markwaarde produseer. Ligspektrum, temperatuur, humiditeit en voedingstofvoorsiening kan so bestuur word om die ophoping van teikenverbindings in blare en vrugte te verander [54,55] en die voedingswaarde van gewasse te verhoog, insluitend proteïene (hoeveelheid en kwaliteit), vitamiene A, C en E, karotenoïede, flavonoïede, minerale, glikosiede en antosianiene [12]. Byvoorbeeld, natuurlik voorkomende mutasies (in wingerdstok) en geenredigering (in kiwivrugte) is gebruik om plantargitektuur te verander, wat nuttig sal wees vir binnenshuise groei in beperkte ruimtes. In 'n onlangse studie is tamatie- en kersieplante met behulp van CRISPR-Cas9 ontwerp om die volgende drie gewenste eienskappe te kombineer: 'n dwerg-fenotipe, 'n kompakte groeiwyse en voorbarige blom. Die geskiktheid van die gevolglike 'geredigeerde' tamatievariëteite vir gebruik in binnenshuise boerderystelsels is bekragtig deur gebruik te maak van veld- en kommersiële vertikale plaasproewe [56].
'n Oorsig van molekulêre teling om geoptimaliseerde gewasse te skep, het die toegevoegde waarde van landbouprodukte bespreek deur landbougewasse met gesondheidsvoordele en as eetbare medisyne te ontwikkel [46]. Die hoofbenaderings om landbougewasse met gesondheidsvoordele te ontwikkel is geïdentifiseer as die ophoping van groot hoeveelhede van 'n gewenste intrinsieke voedingstof of vermindering in ongewenste verbindings, en die ophoping van waardevolle verbindings wat
word nie normaalweg in die gewas geproduseer nie.
4. Uitdagings en geleenthede in beskermde gewasse en binnenshuise boerdery
Gevorderde fasiliteite vir beskermde gewas en binnenshuise boerdery het 'n relatief klein omgewingsimpak. Terwyl die verbouing van gewasse onderdak meer energie-intensief is as baie ander boerderymetodes, bevorder die vermoë om die impak van weer te versag, naspeurbaarheid te verseker en voedsel van beter gehalte te kweek die konsekwente lewering van kwaliteit produkte, wat opbrengste lok wat die bykomende produksiekoste ver swaarder weeg. [18]. Sleuteluitdagings in beskermde gewasse sluit in:
• Hoë kapitaalkoste, as gevolg van hoë grondpryse in binnestedelike en buitestedelike gebiede;
• Hoë energieverbruik;
• Vraag na geskoolde arbeid;
• Siektebestuur sonder chemiese beheermaatreëls; en
• Ontwikkeling van voedingsgehalte-indekse—om kwaliteitsaspekte van die produk te definieer en te sertifiseer—vir gewasse wat binnenshuis verbou word.
In die volgende afdeling bespreek ons van die uitdagings en geleenthede wat met beskermde gewasse geassosieer word.
4.1. Optimale toestande vir hoë produktiwiteit en doeltreffende hulpbrongebruik
’n Groter begrip van gewasvereistes by verskillende groeistadiums en onder verskeie ligtoestande is noodsaaklik indien produsente kostedoeltreffende gewasproduksie in beheerde omgewings wil handhaaf. Doeltreffende bestuur van die kweekhuisomgewing, insluitend die klimaat- en voedingselemente daarvan, en strukturele sowel as meganiese toestande, kan vrugkwaliteit en opbrengs aansienlik verhoog [57]. Die groeiomgewingsfaktore kan plantgroei, evapotranspirasietempo en fisiologiese siklusse beïnvloed. Onder die klimaatsfaktore is sonstraling die belangrikste aangesien fotosintese lig vereis, en oesopbrengs is direk eweredig aan sonligvlakke tot by die ligversadigingspunte vir fotosintese. Dikwels vereis presiese omgewingsbeheer hoë energiebesteding, wat die winsgewendheid van beheerde-omgewingslandbou verminder. Energie wat benodig word vir kweekhuisverhitting en -verkoeling bly 'n groot bekommernis en 'n teiken vir diegene wat energiekoste wil verminder [6]. Glasmateriaal en innoverende glastegnologieë soos Smart Glass [58] bied belowende geleenthede om die koste verbonde aan die handhawing van kweekhuistemperatuur en die beheer van omgewingsveranderlikes te verminder. Deesdae word innoverende glastegnologieë en effektiewe verkoelingstelsels by beskermde gewasse in glashuisfasiliteite geïnkorporeer. Glasmateriaal het die potensiaal om te verminder
elektrisiteitsverbruik, deur oortollige sonstraling te absorbeer en die ligenergie te herlei om elektrisiteit op te wek met behulp van fotovoltaïese selle [59,60].
Die bedekkingsmateriale beïnvloed egter die kweekhuismikroklimate [61,62] insluitend lig [63] en dit is dus belangrik om die impak van nuwe glasmateriaal op plantgroei en fisiologie, hulpbrongebruik, oesopbrengs en kwaliteit in omgewings waarin faktore soos CO2, temperatuur, voedingstowwe en besproeiing word streng beheer. Byvoorbeeld, semi-deursigtige organiese fotovoltaïese (OPV's) gebaseer op die mengsel van regioreëlmatige poli(3-heksieltiofeen) (P3HT), en feniel-C61-bottersuurmetielester (PCBM) is getoets om peperplante (Capsicum annuum) te kweek. Onder die skaduwee van OPV's het die peperplante 20.2% meer vrugmassa geproduseer en skaduplante was 21.8% langer aan die einde van die groeiseisoen [64]. In 'n ander studie het die vermindering in PAR wat veroorsaak word deur buigsame fotovoltaïese panele op die dak nie die opbrengs, plantmorfologie, aantal blomme per tak, vrugkleur, fermheid en pH [65] beïnvloed nie.
'n Ultra-lae-reflektiewe 'slimglas' film, Solar Gard™ ULR-80 [58], word tans in glashuisproduksie getoets. Die doel is om die potensiaal van glasmateriaal met verstelbare ligoordrag te verwesenlik en die hoë energiekoste wat met bedrywighede in hoëtegnologie-kweekhuistuinboufasiliteite geassosieer word, te verminder. Slimglas (SG) film word aangebring op die standaardglas van individuele glashuisbaaie in fasiliteite wat groentegewasse verbou deur kommersiële vertikale verbouing en bestuurspraktyke [66,67]. Eiervrugproewe onder SG het hoër energie- en bevrugtingsdoeltreffendheid getoon [42], maar ook verminderde eiervrugopbrengs, as gevolg van hoë pryse van blom- en/of vrugteaborsie as gevolg van ligbeperkte fotosintese [58]. Die SG-film wat gebruik word, benodig dalk modifikasie om optimale ligtoestande te genereer en ligbeperkings vir hoë-koolstof-sinkvrugte soos eiervrug te minimaliseer.
Die gebruik van nuwe energiebesparende glasmateriaal soos slim glas bied 'n uitstekende geleentheid om die energiekoste van kweekhuisbedrywighede te verminder en ligtoestande vir die verbouing van teikengewasse te optimaliseer. Slim dekfilms soos luminescent-light-emitting agricultural films (LLEAF) het die potensiaal om vegetatiewe groei en reproduktiewe ontwikkeling in medium-tegnologie beskermde gewasse te verbeter en te beheer. LLEAF
panele kan op 'n verskeidenheid van blom- en nie-blom gewasse getoets word om te bepaal of hulle help om vegetatiewe en reproduktiewe groei te verhoog (deur die verandering van fisiologiese prosesse wat plantgroei en gewasproduktiwiteit en kwaliteit ondersteun).
4.2. Plaag- en siektebestuur
Alhoewel beheerde beskermde gewasfasiliteite plae en siektes tot die minimum kan beperk, is dit uiters moeilik en duur om dit te beheer, sodra dit ingebring is, sonder om giftige sintetiese chemikalieë te gebruik. Vertikale binnenshuise boerdery maak voorsiening vir die noukeurige monitering van gewasse vir tekens van plaag of siekte, met die hand en/of outomaties (met gebruik van waarnemingstegnologieë) en die aanvaarding van opkomende robottegnologieë en/of afstandwaarnemingsprosedures sal fasiliteer
die vroeë opsporing van uitbrake en verwydering van siek en/of besmette plante [7].
Nuwe geïntegreerde plaagbestuur (IPM) metodes [68] sal nodig wees vir die effektiewe bestuur van plae in kweekhuise. Toepaslike bestuurstrategieë (kultureel, fisies, meganies, biologies en chemies), tesame met goeie kultuurpraktyke, gevorderde moniteringstegnieke en presiese identifikasie kan groenteproduksie verbeter terwyl afhanklikheid van plaagdodertoedienings tot die minimum beperk word. ’n Geïntegreerde benadering tot siektebestuur behels die gebruik van weerstandbiedende kultivars, sanitasie, gesonde kulturele praktyke en die toepaslike gebruik van plaagdoders [44]. Die ontwikkeling van nuwe IPM-strategieë kan arbeidskoste en die behoefte om chemiese plaagdoders toe te dien tot die minimum beperk. Neem byvoorbeeld die gebruik van nuwe, kommersieel grootgemaakte, natuurlik voordelige insekte (bv. plantluismuggie, groen toue, ens.) om gewasplae te bestuur en afhanklikheid van chemiese beheer te verminder. Toets verskeie nuwe IPM
strategieë, in isolasie en in kombinasie, sal help met die ontwikkeling van gewas- en fasiliteitspesifieke aanbevelings vir produsente.
4.3. Gewaskwaliteit en voedingswaardes
Beskermde gewasse voorsien produsente en bedryfsvennote van hoë opbrengste en hoë kwaliteit produkte die hele jaar deur [69]. Om premium vrugte en groente te kweek, vereis egter die hoë-deursettoetsing van voedings- en kwaliteitparameters [70]. Basiese vrugtekwaliteitparameters sluit in voginhoud, pH, totale oplosbare vastestowwe, as, vrugkleur, askorbiensuur en titreerbare suurheid, en gevorderde voedingsparameters insluitend suikers, vette, proteïene, vitamiene en antioksidante; fermheid en waterverliesmetings is ook van kardinale belang om kwaliteitsindekse te definieer [66]. Boonop kan die hoë-deurset kwaliteit toetsing van gewas produkte geïnkorporeer word in 'n outomatiese kweekhuis bedryfstelsel. Sifting van beskikbare gewasgenotipes vir kwaliteitparameters sal nuwe hoëwaarde, voedingstofryke variëteite vrugte en groente vir produsente en verbruikers verskaf. Agronomiese strategieë, insluitend groeiomgewing en gewasbestuurspraktyke, sal geoptimaliseer moet word om die produksie en plantvoedingstofdigtheid van hierdie hoëwaarde-gewasse te verbeter.
4.4. Indiensneming en Beskikbaarheid van geskoolde arbeid
Die arbeidsvereistes vir die beskermde gewasse-industrie is besig om uit te brei (>5% per jaar) en daar word beraam dat meer as 10,000 XNUMX mense regoor Australië tans direk in diens van die bedryf is. Ten spyte van sy hoë vlakke van outomatisering, vereis grootskaalse beskermde gewasse 'n aansienlike arbeidsmag, veral vir gewasvestiging, gewasonderhoud, meganiese bestuiwing en die oes van produkte. Met die toenemende vraag
vir hoogs geskoolde produsente bly die aanbod van toepaslik geskoolde werkers laag [18,71]. ’n Geskoolde arbeidsmag sal ook nodig wees vir die ontwikkeling van stedelike vertikale boerdery, wat nuwe loopbane vir tegnoloë, projekbestuurders, instandhoudingswerkers en bemarkings- en kleinhandelpersoneel sal genereer [7]. Die vestiging van veeldoelige kommersiële skaal gevorderde fasiliteite sal 'n geleentheid bied om navorsingsvrae aan te spreek, en sodoende die doel bevorder om produktiwiteit in 'n diversiteit van gewasse te maksimeer, terwyl onderwys en opleiding verskaf word in vaardighede wat waarskynlik hoog in aanvraag sal wees in die toekomstige beskermde gewasse-sektor.
5. gevolgtrekkings
In hoëtegnologie-kweekhuise met slim tegnologie is daar groot potensiaal om winsgewendheid te verbeter deur kritieke en/of arbeidsintensiewe gebiede soos gewasmonitering, bestuiwing en oes te outomatiseer. Die ontwikkeling van KI, robotika en ML open nuwe dimensies vir beskermde gewasse. Vertikale boerderye vorm 'n klein fraksie van die globale landboumark en, al is dit hoogs energie-intensief, bied vertikale boerdery ongeëwenaarde produktiwiteit met hoë vlakke van water- en voedingstofdoeltreffendheid. Die ekonomiese produksie van diverse gewasse is noodsaaklik as beskermde gewasproduksie 'n beduidende positiewe impak op globale voedselsekerheid wil hê. Lae- en mediumtegnologie-beskermde verbouingstelsels produseer hoofsaaklik tamatie-, komkommer-, courgette-, soetrissie-, eiervrug- en blaarslaaigewasse, saam met Asiatiese groente en kruie.
Die ontwikkeling van grootskaalse beheerde-omgewingsfasiliteite in Australië is hoofsaaklik beperk tot die kweek van tamaties. Die ontwikkeling van geskikte kultivars sal die optimalisering van verskeie sleuteleienskappe vereis wat verskil van dié wat as wenslik in buiteluggewasse beskou word. Sleutel-eienskappe wat vir binnenshuise landbou geteiken kan word, sluit in 'n verminderde gewaslewensiklus, aaneenlopende blom, 'n lae wortel-tot-loot-verhouding, verhoogde werkverrigting onder lae fotosintetiese
energie-insette, en gewenste verbruiker-eienskappe, soos smaak, kleur, tekstuur en spesifieke nutriëntinhoud.
Daarbenewens sal teling spesifiek vir hoër-gehalte, voedingsdigter gewasse gewenste tuinbou- (en moontlik medisinale) produkte met uitstekende markwaarde produseer. Die winsgewendheid en volhoubaarheid van beskermde gewasse hang af van die ontwikkeling van oplossings vir primêre uitdagings, insluitend aanvangskoste, energieverbruik, geskoolde arbeid, plaagbestuur en kwaliteit-indeksontwikkeling.
Nuwe glasmateriaal en tegnologiese vooruitgang wat tans nagevors of beproef word, bied oplossings om een van die mees dringende uitdagings vir beskermde gewasse aan te spreek. Hierdie vooruitgang kan moontlik die nodige hupstoot gee om die beskermde gewassektor te help om na 'n volhoubare en kostedoeltreffende vlak van energiedoeltreffendheid oor te skakel en aan groeiende eise vir voedselsekuriteit te voldoen, terwyl gewaskwaliteit en voedingswaarde gehandhaaf word.
inhoud, en die vermindering van skadelike omgewingsimpakte.
Skrywerbydraes: SGC het die resensie geskryf met insette en hersiening verskaf deur DTT, Z.-HC, OG en CIC Alle skrywers het die gepubliseerde weergawe van die manuskrip gelees en ingestem tot dit.
Befondsing: Die hersiening is gebaseer op 'n verslag wat in opdrag en befonds is deur die Future Food Systems Cooperative Research Centre, wat bedryfsgeleide samewerking tussen die industrie, navorsers en die gemeenskap ondersteun. Ons het ook finansiële ondersteuning ontvang van Horticulture Innovation Australia-projekte (Toelaenommer VG16070 aan DTT, Z.-HC, OG, CIC; Grantnommer VG17003 aan DTT, Z.-HC; Grantnommer LP18000 aan Z.-HC) en CRC-projek P2 -013 (DTT, Z.-HC, OG, CIC).
Verklaring van die Institusionele Hersieningsraad: Nie van toepassing nie.
Verklaring van ingeligte toestemming: Nie van toepassing nie.
Databeskikbaarheidverklaring: Nie van toepassing nie.
Botsings van belange: Die outeurs verklaar geen belangebotsing nie.
Verwysings
1. Verenigde Nasies se departement van ekonomiese en maatskaplike sake. Aanlyn beskikbaar: https://www.un.org/development/desa/en/ news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html (toegang op 13 April 2022).
2. Verenigde Nasies se Departement van Ekonomiese en Sosiale Sake. Aanlyn beskikbaar: https://www.un.org/development/desa/ publications/world-population-prospects-2019-highlights.html (toegang op 13 April 2022).
3. Binns, CW; Lee, MK; Maycock, B.; Torheim, LE; Nanishi, K.; Duong, DTT Klimaatsverandering, voedselvoorsiening en dieetriglyne. Annu. Ds Openbare Gesondheid 2021, 42, 233–255. [CrossRef] [PubMed] 4. Valin, H.; Sands, RD; Van Der Mensbrugghe, D.; Nelson, GC; Ahammad, H.; Blanc, E.; Bodirsky, B.; Fujimori, S.; Hasegawa, T.; Havlik, P.; et al. Die toekoms van voedselvraag: Begrip van verskille in globale ekonomiese modelle. Agric. Econ. 2014, 45, 51–67. [Kruisverw] 5. Hughes, N.; Lu, M.; Ying Soh, W.; Lawson, K. Simuleer die uitwerking van klimaatsverandering op die winsgewendheid van Australiese plase. In ABARES Working Paper; Australiese regering: Canberra, Australië, 2021. [Kruisverwysing] 6. Rabbi, B.; Chen, Z.-H.; Sethuvenkatraman, S. Beskermde gewasse in warm klimate: 'n Oorsig van humiditeitsbeheer en verkoelingsMETODES. Energies 2019, 12, 2737. [CrossRef] 7. Benke, K.; Tomkins, B. Toekomstige Voedselproduksiestelsels: Vertikale boerdery en beheerde-omgewingslandbou. Volhou. Sci. Oefen. Beleid 2017, 13, 13–26. [Kruisverwysing] 8. Mougeot, LJA Growing Better Cities: Stedelike Landbou vir Volhoubare Ontwikkeling; IDRC: Ottawa, ON, Kanada, 2006; ISBN 978-1-55250-226-6.
9. Pearson, LJ; Pearson, L.; Pearson, CJ Volhoubare stedelike landbou: voorraadopname en geleenthede. Int. J. Agric. Volhou. 2010, 8, 7–19. [Kruisverw] 10. Tout, D. Die tuinboubedryf van Almería-provinsie, Spanje. Geogr. J. 1990, 156, 304–312. [Kruisverwysing] 11. Henry, R. Innovasies in landbou en voedselvoorsiening in reaksie op die COVID-19-pandemie. Mol. Plant 2020, 13, 1095–1097. [Kruisverw] 12. O'Sullivan, C.; Bonnett, G.; McIntyre, C.; Hochman, Z.; Wasson, A. Strategieë om die produktiwiteit, produkdiversiteit en winsgewendheid van stedelike landbou te verbeter. Agric. Syst. 2019, 174, 133–144. [Kruisverwysing] 13. O'Sullivan, CA; McIntyre, CL; Droog, IB; Hani, SM; Hochman, Z.; Bonnett, GD Vertikale plase dra vrugte. Nat. Biotegnologie. 2020, 38, 160–162. [Kruisverw] 14. Cuesta Roble-vrystellings. Globale kweekhuisstatistieke. 2019. Aanlyn beskikbaar: https://www.producegrower.com/article/cuestaroble-2019-global-greenhouse-statistics/ (toegang op 13 April 2022).
15. Hadley, D. Beheerde Omgewing Tuinboubedryf Potensiaal in NSW; Universiteit van Nieu-Engeland: Armidale, Australië, 2017; bl. 25.
16. Wêreld Groente Kaart. 2018. Aanlyn beskikbaar: https://research.rabobank.com/far/en/sectors/regional-food-agri/world_ vegetable_map_2018.html (toegang op 13 April 2022).
17. Graeme Smith Consulting—Algemene Bedryfsinligting. Aanlyn beskikbaar: https://www.graemesmithconsulting.com/index. php/information/general-industry-information (toegang op 13 April 2022).
18. Davis, J. Growing Protected Cropping in Australië tot 2030; Beskermde gewasse Australië: Perth, Australië, 2020; bl. 15.
19. Agrilyst. Staat van binnenshuise boerdery; Agrilyst: Brooklyn, NY, VSA, 2017.
20. Binnehuise grondlose boerdery: Fase I: Ondersoek die nywerheid en impak van beheerde omgewing Landbou|Publikasies|WWF.
Aanlyn beskikbaar: https://www.worldwildlife.org/publications/indoor-soilless-farming-phase-i-examining-the-industry-andimpacts-of-controlled-environment-agriculture (toegang op 13 April 2022). Gewasse 2022, 2 184
21. Emmott, CJM; Röhr, JA; Campoy-Quiles, M.; Kirchartz, T.; Urbina, A.; Ekins-Daukes, NJ; Nelson, J. Organiese fotovoltaïese
kweekhuise: 'n Unieke toepassing vir semi-deursigtige PV? Energie-omgewing. Sci. 2015, 8, 1317–1328. [Kruisverw] 22. Marucci, A.; Zambon, I.; Colantoni, A.; Monarca, D. 'n Kombinasie van landbou- en energiedoeleindes: Evaluering van 'n prototipe van fotovoltaïese kweekhuistonnel. Hernu. Volhou. Energie Rev. 2018, 82, 1178–1186. [Kruisverwysing] 23. Torrellas, M.; Anton, A.; López, JC; Baeza, EJ; Parra, JP; Muñoz, P.; Montero, JI LCA van 'n tamatie-oes in 'n multi-tonnel kweekhuis in Almeria. Int. J. Lewensiklusbepaling. 2012, 17, 863–875. [Kruisverwysing] 24. Caponetto, R.; Fortuna, L.; Nunnari, G.; Occhipinti, L.; Xibilia, MG Sagte rekenaar vir kweekhuisklimaatbeheer. IEEE Trans. Fuzzy Syst. 2000, 8, 753–760. [Kruisverwysing] 25. Guo, D.; Juan, J.; Chang, L.; Zhang, J.; Huang, D. Diskriminasie van plantwortelsone-waterstatus in kweekhuisproduksie gebaseer op fenotipering en masjienleertegnieke. Sci. Rep. 2017, 7, 8303. [CrossRef] 26. Hassabis, D. Kunsmatige intelligensie: Skaakwedstryd van die eeu. Nature 2017, 544, 413–414. [Kruisverw] 27. Hemming, S.; de Zwart, F.; Elings, A.; Righini, I.; Petropoulou, A. Afstandbeheer van kweekhuisgroenteproduksie met kunsmatige intelligensie-Kweekhuisklimaat, besproeiing en gewasproduksie. Sensors 2019, 19, 1807. [CrossRef] [PubMed] 28. Taki, M.; Abdanan Mehdizadeh, S.; Rohani, A.; Rahnama, M.; Rahmati-Joneidabad, M. Toegepaste masjienleer in kweekhuissimulasie; nuwe toepassing en ontleding. Inf. Verwerking Agric. 2018, 5, 253–268. [Kruisverwysing] 29. Shamshiri, RR; Hameed, IA; Thorp, KR; Balasundram, SK; Shafian, S.; Fatemieh, M.; Sultan, M.; Mahns, B.; Samiei, S. Kweekhuisoutomatisering met behulp van draadlose sensors en IoT-instrumente geïntegreer met kunsmatige intelligensie; IntechOpen: Rijeka, Kroasië, 2021; ISBN 978-1-83968-076-2.
30. Subeesh, A.; Mehta, CR Outomatisering en digitalisering van landbou met behulp van kunsmatige intelligensie en internet van dinge. Artif. Intell. Agric. 2021, 5, 278–291. [Kruisverw] 31. Lehnert, C.; McCool, C.; Sa, ek.; Perez, T. 'n Soetrissie-oesrobot vir beskermde gewasomgewings. arXiv 2018, arXiv:1810.11920.
32. Lehnert, C.; McCool, C.; Corke, P.; Sa, ek.; Stachniss, C.; Henten, EJV; Nieto, J. Spesiale uitgawe oor landbourobotika. J. Veldrobot. 2020, 37, 5–6. [Kruisverwysing] 33. Shamshiri, R.; Weltzien, C.; Hameed, IA; Yule, IJ; Grift, TE; Balasundram, SK; Pitonakova, L.; Ahmad, D.; Chowdhary, G. Navorsing en ontwikkeling in landbourobotika: 'n Perspektief van digitale boerdery. Int. J. Agric. Biol. Eng. 2018, 11, 1–14. [Kruisverw] 34. Balendonck, J. Sweeper-robot pluk eerste rissies. Groenh. Int. Mag. Groenh. Groei. 2017, 6, 37.
35. Yuan, T.; Zhang, S.; Sheng, X.; Wang, D.; Gong, Y.; Li, W. 'n Outonome bestuiwingsrobot vir hormoonbehandeling van tamatieblom in kweekhuis. In Verrigtinge van die 2016 3de Internasionale Konferensie oor Stelsels en Informatika (ICSAI), Sjanghai, China, 19–21 November 2016; pp. 108–113.
36. Meharg, AA Perspektief: Stadsboerdery moet gemonitor word. Nature 2016, 531, S60. [CrossRef] [PubMed] 37. Thomaier, S.; Specht, K.; Henckel, D.; Dierich, A.; Siebert, R.; Freisinger, UB; Sawicka, M. Boerdery in en op stedelike geboue: Huidige praktyk en spesifieke nuwighede van nul-area-boerdery (ZFarming). Hernu. Agric. Voedselstelsel. 2015, 30, 43–54. [Kruisverw] 38. Ghannoum, O. Die groen lote van herstel. Oopforum. 2020. Aanlyn beskikbaar: https://www.openforum.com.au/the-greenshoots-of-recovery/ (toegang op 13 April 2022).
39. Despommier, D. Boerdery in die stad: Die opkoms van stedelike vertikale plase. Tendense Biotechnol. 2013, 31, 388–389. [Kruisverwysing] 40. Yang, J.; Liu, M.; Lu, J.; Miao, Y.; Hossain, MA; Alhamid, MF Botaniese internet van dinge: na slim binnenshuise boerdery deur
mense, plant, data en wolke te verbind. gepeupel. Netw. Appl. 2018, 23, 188–202. [Kruisverw] 41. Samaranayake, P.; Liang, W.; Chen, Z.-H.; Weefsel, D.; Lan, Y.-C. Volhoubare beskermde gewasse: 'n Gevallestudie van seisoenale impakte op kweekhuisenergieverbruik tydens soetrissieproduksie. Energies 2020, 13, 4468. [Kruisverwysing] 42. Lin, T.; Goldsworthy, M.; Chavan, S.; Liang, W.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Cazzonelli, CI; Weefsel, DT; Lan, Y.-C.;
Sethuvenkatraman, S.; et al. ’n Nuwe dekmateriaal verbeter verkoelingsenergie en bevrugtingsdoeltreffendheid vir kweekhuiseiervrugproduksie. Energie 2022, 251, 123871. [Kruisverwysing] 43. Samaranayake, P.; Maier, C.; Chavan, S.; Liang, W.; Chen, Z.-H.; Weefsel, DT; Lan, Y.-C. Energie-minimalisering in 'n beskermde gewasfasiliteit met behulp van multi-temperatuur verkrygingspunte en beheer van ventilasie-instellings. Energies 2021, 14, 6014. [Kruisverwysing] 44. FAO. Goeie Landboupraktyke vir Kweekhuisgroentegewasse: Beginsels vir Mediterreense Klimaatgebiede; FAO Plantproduksie en Beskermingspapier; FAO: Rome, Italië, 2013; ISBN 978-92-5-107649-1.
45. Hort-innovasie-beskermde gewasse-hersiening van navorsing en identifisering van R&D-gapings vir gehefde groente (VG16083). Aanlyn beskikbaar: https://www.horticulture.com.au/growers/help-your-business-grow/research-reports-publications-factsheets-and-more/project-reports/vg16083-1/vg16083/ (toeganklik op 13 April 2022).
46. Hiwasa-Tanase, K.; Ezura, H. Molekulêre teling om geoptimaliseerde gewasse te skep: Van genetiese manipulasie tot potensiële toepassings in plantfabrieke. Voorkant. Plant Sci. 2016, 7, 539. [Kruisverwysing] 47. Kozai, T. Hoekom LED-beligting vir stedelike landbou? In LED-beligting vir stedelike landbou; Kozai, T., Fujiwara, K., Runkle, ES, Eds.; Springer: Singapoer, 2016; pp. 3–18. ISBN 978-981-10-1848-0.
48. Kwon, S.; Lim, J. Verbetering van energie-doeltreffendheid in plantfabrieke deur die meting van plant bio-elektriese potensiaal. In Informatika in Beheer, Outomatisering en Robotika; Tan, H., Red.; Springer: Berlyn/Heidelberg, Duitsland, 2011; pp. 641–648.
49. Cocetta, G.; Casciani, D.; Bulgari, R.; Musante, F.; Kołton, A.; Rossi, M.; Ferrante, A. Ligte gebruiksdoeltreffendheid vir groenteproduksie
in beskermde en binnenshuise omgewings. EUR. Fis. J. Plus 2017, 132, 43. [Kruisverwysing] Gewasse 2022, 2 185
50. Jones, M. Nuwe teeltegnologieë en geleenthede vir die Australiese groentebedryf; Horticulture Innovation Australia Limited: Sydney, Australië, 2016.
51. Tüzel, Y.; Leonardi, C. Beskermde verbouing in Mediterreense streek: neigings en behoeftes. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg. 2009, 46, 215–223.
52. Bergougnoux, V. Die geskiedenis van tamatie: Van huishouding tot biofarming. Biotegnologie. Adv. 2014, 32, 170-189. [Kruisverwysing] [PubMed] 53. Taher, D.; Solberg, S.Ø.; Prohens, J.; Chou, Y.; Rakha, M.; Wu, T. Wêreldgroentesentrum eiervrugversameling: Oorsprong, samestelling, saadverspreiding en benutting in teling. Voorkant. Plant Sci. 2017, 8, 1484. [Kruisverwysing] [PubMed] 54. Hasan, MM; Bashir, T.; Ghosh, R.; Lee, SK; Bae, H. 'n Oorsig van LED's se uitwerking op die produksie van bioaktiewe verbindings en gewaskwaliteit. Molekules 2017, 22, 1420. [Kruisverwysing] 55. Piovene, C.; Orsini, F.; Bosi, S.; Sanoubar, R.; Bregola, V.; Dinelli, G.; Gianquinto, G. Optimale rooi:blou-verhouding in led-beligting vir nutraceutiese binnenshuise tuinbou. Sci. Hortic. 2015, 193, 202-208. [Kruisverwysing] 56. Kwon, C.-T.; Heo, J.; Lemmon, ZH; Capua, Y.; Hutton, SF; Van Eck, J.; Park, SJ; Lippman, ZB Vinnige aanpassing van solanaceae-vrugtegewasse vir stedelike landbou. Nat. Biotegnologie. 2020, 38, 182-188. [Kruisverwysing] 57. Shamshiri, RR; Jones, JW; Thorp, KR; Ahmad, D.; Man, HC; Taheri, S. Oorsig van optimum temperatuur, humiditeit en dampdruk tekort vir mikroklimaat evaluering en beheer in kweekhuis verbouing van tamatie: 'n Oorsig. Int. Agrophys. 2018, 32, 287-302. [Kruisverwysing] 58. Chavan, SG; Maier, C.; Alagoz, Y.; Filipe, JC; Warren, CR; Lin, H.; Jia, B.; Loik, EK; Cazzonelli, CI; Chen, ZH; et al. Ligbeperkte fotosintese onder energiebesparende film verlaag eiervrugopbrengs. Food Energy Secur. 2020, 9, e245. [Kruisverwysing] 59. Timmermans, GH; Douma, RF; Lin, J.; Debije, MG Dubbele termies-/elektries-responsiewe luminescerende 'slim' venster. Toepassing Sci. 2020, 10, 1421. [Kruisverwysing] 60. Yin, R.; Xu, P.; Shen, P. Gevallestudie: Energiebesparing deur sonvensterfilm in twee kommersiële geboue in Sjanghai. Energie Bou. 2012, 45, 132-140. [Kruisverwysing] 61. Kim, H.-K.; Lee, S.-Y.; Kwon, J.-K.; Kim, Y.-H. Evaluering van die effek van dekmateriaal op kweekhuismikroklimate en termiese werkverrigting. Agronomie 2022, 12, 143. [Kruisverwysing] 62. Hy, X.; Maier, C.; Chavan, SG; Zhao, C.-C.; Alagoz, Y.; Cazzonelli, C.; Ghannoum, O.; Weefsel, DT; Chen, Z.-H. Ligveranderende dekmateriaal en volhoubare kweekhuisproduksie van groente: 'n Oorsig. Plantgroei Regul. 2021, 95, 1-17. [Kruisverwysing] 63. Timmermans, GH; Hemming, S.; Baeza, E.; Thoor, EAJV; Schenning, APHJ; Debije, MG Gevorderde optiese materiale vir sonligbeheer in kweekhuise. Adv. Kies Mater. 2020, 8, 2000738. [Kruisverwysing] 64. Zisis, C.; Pechlivani, EM; Tsimikli, S.; Mekeridis, E.; Laskarakis, A.; Logothetidis, S. Organiese fotovoltaïese op kweekhuisdakke: effekte op plantgroei. Mater. Vandag Prok. 2019, 19, 65-72. [Kruisverwysing] 65. Aroca-Delgado, R.; Pérez-Alonso, J.; Callejón-Ferre, Á.-J.; Díaz-Pérez, M. Morfologie, opbrengs en kwaliteit van kweekhuistamatieverbouing met buigsame fotovoltaïese dakpanele (Almería-Spanje). Sci. Hortic. 2019, 257, 108768. [Kruisverwysing] 66. Hy, X.; Chavan, SG; Hamoui, Z.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Chen, Z.-H.; Weefsel, DT; Cazzonelli, CI Slim glasfilm verminder askorbiensuur in rooi en oranje soetrissievrugtekultivars sonder om raklewe te beïnvloed. Plante 2022, 11, 985. [Kruisverwysing] 67. Zhao, C.; Chavan, S.; Hy, X.; Zhou, M.; Cazzonelli, CI; Chen, Z.-H.; Weefsel, DT; Ghannoum, O. Slim glas beïnvloed stomatale sensitiwiteit van kweekhuiskappertjies deur veranderde lig. J. Exp. Bot. 2021, 72, 3235-3248. [Kruisverwysing] 68. Pilkington, LJ; Messelink, G.; van Lenteren, JC; Le Mottee, K. “Beskermde biologiese beheer”—Biologiese plaagbestuur in die kweekhuisbedryf. Biol. Beheer 2010, 52, 216–220. [Kruisverwysing] 69. Sonneveld, C.; Voogt, W. Plantvoeding in toekomstige kweekhuisproduksie. In Plantvoeding van Kweekhuisgewasse; Sonneveld, C., Voogt, W., Reds.; Springer: Dordrecht, Nederland, 2009; pp. 393-403.
70. Treftz, C.; Omaye, ST Voedingstofontleding van grond en grondlose aarbeie en frambose wat in 'n kweekhuis gekweek word. Voedsel Nutr. Sci. 2015, 6, 805–815. [Kruisverwysing] 71. Bied verdere onderwysgeleenthede aan Veg-industrielede. AUSVEG. 2020. Aanlyn beskikbaar: https://ausveg.com.au/
artikels/wat-verdere-onderwys-geleenthede-aan-veg-industrie-lede bied/ (toegegan op 13 April 2022).