Sachin G. Chavan (1,2,*) , Zhong-Hua Chen (1,3), Oula Ghannoum (1) , Christopher I. Cazzonelli (1) và David T. Tissue 1,2)
1. Trung tâm Bảo vệ Cây trồng Rau Quốc gia, Viện Môi trường Hawkesbury, Tây Sydney
Đại học, Locked Bag 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. Trung tâm Đổi mới dựa trên Đất đai Toàn cầu, Cơ sở Hawkesbury, Đại học Western Sydney,
Richmond, NSW 2753, Úc
3. Trường Khoa học, Đại học Western Sydney, Penrith, NSW 2751, Úc
* Thư từ: s.chavan@westernsydney.edu.au; ĐT: +61-2-4570-1913
Tóm tắt: Trồng trọt được bảo vệ là một cách để tăng cường sản xuất lương thực trước biến đổi khí hậu
và cung cấp thực phẩm lành mạnh một cách bền vững với ít nguồn lực hơn. Tuy nhiên, để thực hiện được phương pháp canh tác này
hiệu quả về mặt kinh tế, chúng ta cần xem xét tình trạng trồng trọt được bảo vệ trong bối cảnh sẵn có
công nghệ và các loại cây trồng mục tiêu tương ứng. Đánh giá này phác thảo các cơ hội hiện có
và những thách thức phải được giải quyết bằng nghiên cứu và đổi mới liên tục trong lĩnh vực thú vị nhưng
lĩnh vực phức tạp ở Úc. Các cơ sở trang trại trong nhà được phân loại thành ba loại sau:
trình độ tiến bộ công nghệ: công nghệ thấp, trung bình và cao với những thách thức tương ứng
đòi hỏi những giải pháp sáng tạo. Hơn nữa, những hạn chế đối với sự phát triển của cây trồng trong nhà và các biện pháp bảo vệ
hệ thống trồng trọt (ví dụ, chi phí năng lượng cao) đã hạn chế việc sử dụng nông nghiệp trong nhà ở mức tương đối
số ít, cây trồng có giá trị cao. Do đó, chúng ta cần phát triển các giống cây trồng mới phù hợp với nông nghiệp trong nhà
có thể khác với những gì cần thiết cho sản xuất ngoài trời. Ngoài ra, việc cắt xén được bảo vệ
đòi hỏi chi phí ban đầu cao, lao động có tay nghề cao, tiêu thụ năng lượng cao và sâu bệnh đáng kể.
và quản lý dịch bệnh và kiểm soát chất lượng. Nhìn chung, cây trồng được bảo vệ mang lại những giải pháp đầy hứa hẹn
đảm bảo an ninh lương thực, đồng thời giảm lượng khí thải carbon trong sản xuất thực phẩm. Tuy nhiên, đối với trong nhà
sản xuất cây trồng có tác động tích cực đáng kể đến an ninh lương thực và dinh dưỡng toàn cầu
đảm bảo an ninh, việc sản xuất kinh tế các loại cây trồng đa dạng sẽ là điều cần thiết.
Từ khóa: cắt xén được bảo vệ; trang trại thẳng đứng; văn hóa không cần đất; hiệu suất cây trồng; nông nghiệp trong nhà;
an toàn thực phẩm; tính bền vững của tài nguyên
1. Giới thiệu
Dân số toàn cầu dự kiến sẽ đạt gần 10 tỷ người vào năm 2050, với phần lớn mức tăng trưởng được dự báo sẽ diễn ra ở các trung tâm đô thị lớn trên toàn thế giới [1,2]. Khi dân số tăng lên, sản xuất lương thực phải tăng lên và đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và sức khỏe đồng thời đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên hợp quốc (UN SDGs) [3,4]. Diện tích đất trồng trọt ngày càng giảm và những tác động bất lợi của biến đổi khí hậu đối với nông nghiệp đặt ra những thách thức bổ sung buộc phải đổi mới hệ thống sản xuất lương thực trong tương lai để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong vài thập kỷ tới. Ví dụ, các trang trại ở Úc thường xuyên phải đối mặt với sự biến đổi khí hậu và dễ bị ảnh hưởng bởi các tác động lâu dài của biến đổi khí hậu. Hạn hán gần đây trên khắp miền đông Australia trong năm 2018–19 và 2019–20 đã ảnh hưởng tiêu cực đến các doanh nghiệp trang trại, do đó làm tăng thêm những tác động mới nổi của biến đổi khí hậu đối với nông nghiệp Australia [5].
Trồng trọt được bảo vệ, còn được gọi là canh tác trong nhà [6]—từ các nhà kính công nghệ thấp đến nhà kính công nghệ trung bình, được kiểm soát một phần môi trường, đến nhà kính 'thông minh' công nghệ cao và trang trại trong nhà—có thể giúp tăng cường an ninh lương thực toàn cầu trong thế kỷ 21 thế kỷ. Tuy nhiên, trong khi tầm nhìn về một đô thị tự bền vững đang hấp dẫn như một cách giải quyết những thách thức hiện đại, thì việc phát triển canh tác trong nhà vẫn chưa phù hợp với mục tiêu.
sự phấn khích và lạc quan của những người ủng hộ nó. Trồng trọt được bảo vệ và canh tác trong nhà liên quan đến việc sử dụng nhiều hơn công nghệ và tự động hóa để tối ưu hóa việc sử dụng đất, từ đó đưa ra các giải pháp thú vị để cải thiện sản xuất lương thực trong tương lai [7]. Trên khắp thế giới, sự phát triển của nông nghiệp đô thị [8,9] thường diễn ra sau các cuộc khủng hoảng kinh niên và/hoặc cấp tính, chẳng hạn như hạn chế về ánh sáng và không gian ở Hà Lan; sự sụp đổ của ngành công nghiệp ô tô ở Detroit; sự sụp đổ của thị trường bất động sản ở Bờ Đông Hoa Kỳ; và cuộc phong tỏa khủng hoảng tên lửa Cuba. Khác
Động lực đến từ các thị trường sẵn có, tức là, việc trồng trọt được bảo hộ đã phổ biến ở Tây Ban Nha [10] do nước này dễ dàng tiếp cận các thị trường Bắc Âu. Cùng với những thách thức hiện có, đại dịch COVID-19 đang diễn ra có thể tạo động lực cần thiết để chuyển đổi nền nông nghiệp đô thị [11].
Nếu nông nghiệp đô thị đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện an ninh lương thực và dinh dưỡng con người thì nó cần phải được mở rộng quy mô toàn cầu để có khả năng phát triển nhiều loại sản phẩm theo cách tiết kiệm năng lượng, tài nguyên và chi phí hơn so với nông nghiệp đô thị. hiện tại là có thể. Có rất nhiều cơ hội để cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng bằng cách kết hợp các tiến bộ trong kiểm soát môi trường, quản lý dịch hại, hiện tượng học và tự động hóa
với những nỗ lực nhân giống nhắm vào các đặc điểm nhằm cải thiện cấu trúc cây trồng, chất lượng cây trồng (hương vị và dinh dưỡng) và năng suất. Sự đa dạng hơn của các loại cây trồng hiện tại và mới nổi so với các loại cây trồng truyền thống, cũng như cây thuốc, có thể được trồng trong các trang trại được kiểm soát môi trường [12,13].
Nhu cầu sắp tới nhằm cải thiện an ninh lương thực đô thị và giảm lượng khí thải carbon trong thực phẩm có thể được giải quyết bằng những đổi mới trong lĩnh vực nông sản thực phẩm, chẳng hạn như trồng trọt được bảo vệ và canh tác thẳng đứng trong nhà. Những phạm vi này bao gồm từ các đường hầm công nghệ thấp với khả năng kiểm soát môi trường tối thiểu, nhà kính công nghệ trung bình, được kiểm soát một phần môi trường đến nhà kính công nghệ cao và các cơ sở canh tác thẳng đứng với công nghệ tiên tiến. Trồng trọt được bảo vệ là ngành sản xuất thực phẩm phát triển nhanh nhất ở Úc, xét về quy mô sản xuất và tác động kinh tế [12]. Ngành trồng trọt được bảo hộ của Úc bao gồm các cơ sở công nghệ cao (17%), nhà kính (20%) và hệ thống sản xuất cây trồng dựa trên chất nền/thủy canh (52%), cho thấy nhu cầu và cơ hội để phát triển ngành nông sản thực phẩm. Trong đánh giá này, chúng tôi thảo luận về tình trạng trồng trọt được bảo vệ trong bối cảnh các công nghệ sẵn có và các loại cây trồng làm vườn mục tiêu tương ứng, nêu rõ các cơ hội và thách thức cần được giải quyết bằng nghiên cứu đang diễn ra ở Úc.
2. Các kỹ thuật và công nghệ hiện nay trong trồng trọt được bảo vệ
Năm 2019, tổng diện tích đất dành cho trồng trọt được bảo vệ—nói chung bao gồm
trồng cây dưới mọi loại che phủ—ước tính khoảng 5,630,000 ha (ha) trên toàn cầu [14]. Tổng diện tích rau và thảo mộc được trồng trong nhà kính (cấu trúc cố định) ước tính khoảng 500,000 ha trên toàn cầu, với 10% số cây trồng này được trồng trong nhà kính và 90% trong nhà kính nhựa [15,16]. Diện tích nhà kính của Úc ước tính khoảng 1300 ha, trong đó nhà kính công nghệ cao (khoảng 14 doanh nghiệp riêng lẻ, mỗi doanh nghiệp chiếm dưới 5 ha) chiếm 17% diện tích này và nhà kính công nghệ thấp/công nghệ trung bình chiếm 83% [17 ]. Trên toàn cầu, nhà kính và nhà kính bằng nhựa lần lượt chiếm khoảng 80% và 20% trong tổng số nhà kính được sản xuất [16].
Trồng trọt được bảo vệ là ngành sản xuất thực phẩm phát triển nhanh nhất ở Úc, trị giá khoảng 1.5 tỷ USD mỗi năm tại trang trại vào năm 2017. Người ta ước tính rằng khoảng 30% tổng số nông dân Úc trồng cây trồng theo một số hình thức hệ thống trồng trọt được bảo vệ, và cây trồng được trồng dưới mái che chiếm khoảng 20% tổng giá trị sản xuất rau và hoa [18]. Tại Úc, diện tích sản xuất rau nhà kính ước tính cao nhất là Nam Úc (580 ha), tiếp theo là New South Wales (500 ha) và Victoria (200 ha), trong khi Queensland, Tây Úc và Tasmania mỗi nước chiếm <50 ha [17 ].
Dựa trên Sổ tay Thống kê Nghề làm vườn Úc (2014–2015) và các cuộc thảo luận với ngành, tổng giá trị sản xuất (GVP) của trái cây, rau và hoa được ước tính cho năm 2017. Trong số các hệ thống trồng trọt được triển khai, cây trồng được trồng trong môi trường thủy canh/chất nền- các hệ thống sản xuất dựa trên (52%) được đánh giá cao nhất, tiếp theo là các hệ thống được trồng trong hệ thống tưới tiêu trong đất (35%), với sự kết hợp giữa bón phân trong đất và các hệ thống thủy canh/chất nền (11%) và sử dụng hệ thống thủy canh/chất dinh dưỡng. kỹ thuật phim (NFT) (2%) (Hình 1A). Tương tự, trong số các loại hình bảo vệ, cây trồng dưới lớp phủ poly/thủy tinh (63%) có GVP cao nhất, tiếp theo là cây trồng dưới lớp phủ poly (23%), lớp phủ mưa đá/bóng râm (8%) và lớp phủ poly/mưa đá/bóng râm kết hợp. bao phủ (6%) (Hình 1B) [17]. Ở Úc, số liệu thống kê về GVP của các sản phẩm trồng trọt trong nhà kính cụ thể không có sẵn [15].
Hình 1. Tổng giá trị sản xuất (GVP) của cây trồng được bảo vệ (2017) theo hệ thống trồng trọt (A) và hệ thống bảo vệ (B). Sản xuất thủy canh/dựa vào chất nền liên quan đến việc trồng cây không cần đất bằng cách sử dụng môi trường trơ như bông khoáng. Sản xuất dựa trên đất/phân bón liên quan đến sự phát triển của cây trồng bằng cách sử dụng đất có bón phân (kết hợp bón phân và nước). Kỹ thuật thủy canh/màng dinh dưỡng (NFT) đòi hỏi phải tuần hoàn một dòng nước nông chứa các chất dinh dưỡng hòa tan đi qua rễ cây trong các kênh kín nước. 'Poly' dùng để chỉ polycarbonate.
Lớp phủ mưa đá/bóng râm, thường bằng lưới hoặc vải, bảo vệ cây trồng khỏi mưa đá và chặn một phần ánh sáng quá mức. $ đề cập đến AUD.
Trong số các cơ sở hạ tầng có môi trường được kiểm soát ở Hoa Kỳ, nhà kính bằng kính hoặc polycarbonate (poly) (47%) phổ biến hơn trang trại thẳng đứng trong nhà (30%), nhà vòng bằng nhựa công nghệ thấp (12%), trang trại container (7% ) và hệ thống nuôi nước sâu trong nhà (4%). Trong số các hệ thống trồng trọt, thủy canh (49%) phổ biến hơn hệ thống trồng trên đất (24%), aquaponic (15%), khí canh (6%) và hệ thống lai (khí canh, thủy canh, đất) (6%) [19,20].
Úc có rất ít trang trại thẳng đứng tiên tiến được thành lập, phần lớn là do nước này có ít thành phố đông dân. Tuy nhiên, Australia có diện tích nhà kính khoảng 1000 ha [16,17] và việc xuất khẩu rau quả tươi sang Australia đã tăng đáng kể từ năm 2006 đến năm 2016 [16] cùng với việc trồng trọt dưới mái che ngày càng tăng. Mặc dù Úc đã có bước khởi đầu tuyệt vời trong lĩnh vực nông nghiệp trong nhà và lĩnh vực này có tiềm năng tăng trưởng rất lớn nhưng vẫn cần thời gian để trưởng thành và phát triển hơn nữa để trở thành một nước đóng vai trò quan trọng trên quy mô toàn cầu. Hiện nay, các cơ sở trang trại trong nhà theo định hướng thương mại có thể được phân loại thành ba cấp độ tiến bộ công nghệ sau: công nghệ thấp, trung bình và công nghệ cao. Mỗi cái sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong các phần sau.
2.1. Công nghệ mới cho nhiều đường hầm công nghệ thấp
Các cơ sở nhà kính công nghệ thấp đóng góp nhiều nhất cho hoạt động trồng trọt được bảo vệ có một số hạn chế đòi hỏi các giải pháp công nghệ để giúp họ chuyển đổi sang các cơ sở công nghệ trung bình hoặc công nghệ cao có lợi nhuận để sản xuất cây trồng chất lượng cao với nguồn lực tối thiểu. Các đường hầm công nghệ thấp chiếm 80–90% sản lượng cây trồng trong nhà kính trên toàn cầu [20] và ở Úc [17]. Xem xét tỷ lệ lớn các đường hầm công nghệ thấp trong trồng trọt được bảo vệ và mức độ khí hậu, tưới tiêu và kiểm soát dịch hại thấp, điều quan trọng là phải giải quyết các thách thức liên quan để tăng sản lượng và lợi nhuận kinh tế cho người trồng.
Mức độ công nghệ thấp bao gồm nhiều loại đường hầm đa dạng khác nhau, có thể từ các cấu trúc kim loại tạm thời có lớp phủ nhựa đến các cấu trúc được xây dựng theo mục đích lâu dài. Nói chung, chúng không được kiểm soát ngoài khả năng nâng lớp phủ nhựa lên khi bên ngoài trời quá nóng hoặc có mây. Những lớp phủ nhựa này bảo vệ cây trồng khỏi mưa đá, mưa và thời tiết lạnh và kéo dài mùa trồng trọt ở một mức độ nào đó. Những cấu trúc giá rẻ này cung cấp một
lợi nhuận khả thi khi đầu tư vào các loại cây rau như rau diếp, đậu, cà chua, dưa chuột, bắp cải và bí xanh. Việc canh tác trong các đường hầm này được thực hiện trong đất, trong khi các hoạt động tiên tiến hơn có thể sử dụng chậu lớn và tưới nhỏ giọt cho cà chua, quả việt quất, cà tím hoặc ớt. Tuy nhiên, trong khi việc trồng trọt được bảo vệ bằng công nghệ thấp có ý nghĩa đối với những người trồng trọt nhỏ, thì những kỹ thuật như vậy lại có một số thiếu sót. Việc thiếu kiểm soát môi trường của họ ảnh hưởng đến tính nhất quán về quy mô và chất lượng của sản phẩm và do đó làm giảm
khả năng tiếp cận thị trường của những sản phẩm này cho những khách hàng khó tính như siêu thị và nhà hàng. Do cây trồng thường được trồng trong đất nên những người nông dân này cũng phải đối mặt với nhiều loại sâu bệnh và bệnh truyền qua đất (ví dụ, nhiễm tuyến trùng dai dẳng). Các đối tác nghiên cứu và công nghiệp yêu cầu đổi mới trong việc cung cấp các giải pháp trên hệ thống thiết kế cơ sở và quản lý cây trồng cũng như hệ thống thương mại thông minh để xuất khẩu sản phẩm
và duy trì chuỗi cung ứng liên tục. Khuyến khích và hỗ trợ từ các cơ quan tài trợ và đổi mới công nghệ (ví dụ: kiểm soát sinh học, tự động hóa một phần trong tưới tiêu và kiểm soát nhiệt độ) từ các trường đại học và công ty có thể giúp người trồng chuyển sang các hệ thống trồng trọt công nghệ tiên tiến hơn.
2.2. Nâng cấp nhà kính công nghệ trung bình bằng những cải tiến và công nghệ mới
Trồng trọt được bảo vệ bằng công nghệ trung bình là một phạm trù rộng bao gồm các nhà kính và nhà kính có môi trường được kiểm soát. Phần này của lĩnh vực trồng trọt được bảo hộ đòi hỏi phải nâng cấp công nghệ đáng kể nếu muốn cạnh tranh với sản xuất lương thực quy mô lớn tại các trang trại triển khai các đường hầm công nghệ thấp và sản phẩm chất lượng cao từ nhà kính công nghệ cao. Việc kiểm soát môi trường trong nhà kính công nghệ trung bình thường là một phần hoặc chuyên sâu và nhiệt độ của một số nhà kính có thể được kiểm soát bằng cách mở mái bằng tay, đồng thời
cơ sở vật chất cao cấp hơn có bộ phận làm mát và sưởi ấm. Việc sử dụng các tấm pin mặt trời và màng thông minh đang được nghiên cứu để giảm chi phí năng lượng và lượng khí thải carbon trong các nhà kính công nghệ trung bình [21–23].
Trong khi nhiều nhà kính vẫn được làm bằng nhựa PVC hoặc tấm ốp kính, phim thông minh có thể được áp dụng cho các cấu trúc này hoặc có thể được tích hợp vào thiết kế nhà kính để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. Nói chung, các nhà kính cao cấp sử dụng phương tiện trồng trọt như khối Rockwool với lượng phân bón lỏng được hiệu chỉnh cẩn thận ở các giai đoạn tăng trưởng khác nhau để tối đa hóa năng suất cây trồng. Phân bón CO2 đôi khi được sử dụng trong nhà kính công nghệ trung bình để tăng năng suất và chất lượng. Ngành trồng trọt được bảo vệ công nghệ trung bình sẽ được hưởng lợi từ quan hệ đối tác công nghiệp-trường đại học để tạo ra các giải pháp khoa học và công nghệ tiên tiến, bao gồm các kiểu gen cây trồng mới với năng suất và chất lượng cao, quản lý dịch hại tổng hợp, tưới tiêu hoàn toàn tự động và kiểm soát khí hậu nhà kính cũng như hỗ trợ bằng robot trong quản lý cây trồng. và thu hoạch.
2.3. Đổi mới khoa học công nghệ cho nhà kính công nghệ cao
Nhà kính công nghệ cao có thể kết hợp những tiến bộ công nghệ mới nhất về sinh lý cây trồng, tưới tiêu, tái chế và chiếu sáng. Ví dụ, trong các nhà kính thương mại quy mô lớn, công nghệ 'kính thông minh', hệ thống quang điện mặt trời (PV) và hệ thống chiếu sáng bổ sung, chẳng hạn như bảng đèn LED, có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng và năng suất cây trồng. Các nhà sản xuất cũng ngày càng tự động hóa các lĩnh vực quan trọng và/hoặc sử dụng nhiều lao động như giám sát cây trồng, thụ phấn và thu hoạch.
Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (MI) đã mở ra những chiều hướng mới cho nhà kính công nghệ cao [24–28]. AI là một tập hợp các quy tắc và mô hình thống kê được mã hóa bằng máy tính, được đào tạo để phân biệt các mẫu trong dữ liệu lớn và thực hiện các nhiệm vụ thường liên quan đến trí thông minh của con người. AI được sử dụng trong nhận dạng hình ảnh đang được sử dụng để theo dõi sức khỏe cây trồng và nhận biết các dấu hiệu bệnh tật, cho phép đưa ra quyết định nhanh hơn, sáng suốt hơn trong việc quản lý và thu hoạch cây trồng—điều mà ngày nay có thể thực hiện được
bằng cánh tay robot thay vì sức lao động của con người. Internet-of-Things (IoT) cung cấp các giải pháp tự động hóa có thể được tùy chỉnh cụ thể cho các ứng dụng nhà kính [29]. Do đó, AI và IoT có thể đóng góp đáng kể trong lĩnh vực nông nghiệp hiện đại bằng cách kiểm soát và tự động hóa các hoạt động nông nghiệp [30].
Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực robot nông nghiệp đã phát triển đáng kể trong thập kỷ qua [31–33]. Một hệ thống thu hoạch ớt tự động có khả năng tồn tại về mặt thương mại đã được chứng minh với tỷ lệ thu hoạch thành công là 76.5% [31] ở Úc. Các nguyên mẫu robot để nhổ lá cây cà chua, thu hoạch ớt (ớt chuông) và thụ phấn cho cây cà chua [34,35] đã được phát triển ở Châu Âu và Israel và có thể được thương mại hóa trong tương lai gần.
Hơn nữa, hệ thống phần mềm quản lý lao động cho các nhà kính công nghệ cao quy mô lớn sẽ tối ưu hóa hiệu quả của người lao động một cách đáng kể, cải thiện triển vọng kinh tế của các doanh nghiệp này. Cuộc cách mạng công nghệ thông tin và kỹ thuật sẽ tiếp tục trao quyền cho hoạt động trồng trọt được bảo vệ và canh tác trong nhà, cho phép người trồng giám sát và quản lý cây trồng của họ từ máy tính và thiết bị di động, thậm chí có thể được sử dụng để thực hiện các hoạt động canh tác quan trọng và
các quyết định của thị trường. Nhà kính công nghệ cao có tiềm năng cao nhất để mang lại lợi ích cho ngành trồng trọt được bảo vệ của Úc, do đó việc nghiên cứu và đổi mới liên tục đối với các cơ sở này có thể sẽ chuyển thành thời gian và tiền bạc được đầu tư tốt.
2.4. Phát triển trang trại thẳng đứng cho nhu cầu tương lai
Trong những năm gần đây, người ta đã chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của 'nông nghiệp thẳng đứng' trong nhà trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các quốc gia có dân số đông và không đủ đất [36,37]. Nông nghiệp thẳng đứng có giá trị 6 tỷ USD nhưng vẫn chỉ là một phần nhỏ trong thị trường nông nghiệp toàn cầu trị giá hàng nghìn tỷ đô la [38]. Có nhiều cách lặp lại canh tác theo chiều dọc nhưng tất cả đều sử dụng các kệ trồng thủy canh hoặc không dùng đất xếp chồng lên nhau theo chiều dọc trong một môi trường hoàn toàn khép kín và được kiểm soát, cho phép mức độ tự động hóa, kiểm soát và nhất quán cao [39]. Tuy nhiên, canh tác thẳng đứng vẫn còn hạn chế ở các loại cây trồng có giá trị cao và vòng đời ngắn do chi phí năng lượng cao mặc dù mang lại năng suất trên mỗi mét vuông chưa từng có cũng như hiệu quả sử dụng nước và dinh dưỡng cao.
Khía cạnh công nghệ của canh tác theo chiều dọc — và đặc biệt là sự ra đời của nhà kính 'thông minh' — có khả năng thu hút người trồng trọt mong muốn làm việc với các công nghệ máy tính và dữ liệu lớn mới nổi như AI và Internet of Things (IoT) [40]. Hiện nay, tất cả các hình thức canh tác trong nhà đều sử dụng nhiều năng lượng và lao động, mặc dù vẫn còn tiềm năng cho sự tiến bộ vượt bậc trong cả công nghệ tự động hóa và tiết kiệm năng lượng. Hiện tại, các hình thức nông nghiệp trong nhà tiên tiến nhất tự cung cấp năng lượng tại chỗ và độc lập với lưới điện chung. Vườn trên sân thượng có thể bao gồm từ những thiết kế đơn giản trên nóc các tòa nhà thành phố cho đến các doanh nghiệp trên mái nhà của công ty trên các tòa nhà đô thị ở New York và Paris. Nông nghiệp thẳng đứng trong nhà có một tương lai tươi sáng, đặc biệt là sau đại dịch COVID-19 và có vị thế tốt để tăng thị phần trên thị trường thực phẩm toàn cầu, nhờ khả năng
hệ thống sản xuất hiệu quả cao, giảm chi phí chuỗi cung ứng và hậu cần, tiềm năng tự động hóa (giảm thiểu việc xử lý) và dễ dàng tiếp cận cả người lao động và người tiêu dùng.
3. Cây trồng mục tiêu trong trồng trọt được bảo vệ
Hiện tại, số lượng cây trồng thích hợp cho nông nghiệp trong nhà bị hạn chế do những hạn chế về trồng trọt trong nhà cũng như những hạn chế về trồng trọt được bảo vệ như chi phí năng lượng cao (để chiếu sáng, sưởi ấm, làm mát và vận hành các hệ thống tự động khác nhau) cho phép trồng các loại cây trồng có giá trị cao cụ thể [ 41–43]. Tuy nhiên, việc sản xuất kinh tế nhiều loại cây trồng ăn được là cần thiết nếu việc trồng trọt được bảo vệ có tác động đáng kể đến
an ninh lương thực toàn cầu [12,13,44]. Các giống cây trồng để trồng rau được bảo vệ khác biệt đáng kể so với các giống trồng trọt ngoài đồng được lai tạo để có khả năng chịu được nhiều điều kiện môi trường, điều này không nhất thiết phải có trong trồng trọt được bảo vệ. Việc phát triển các giống cây trồng phù hợp sẽ đòi hỏi phải tối ưu hóa một số tính trạng (chẳng hạn như tự thụ phấn, sinh trưởng không xác định, rễ khỏe) khác với các tính trạng được xem là
mong muốn ở cây trồng ngoài trời (Hình 2) (Được thông qua từ [13]).
Hình 2. Các đặc điểm mong muốn đối với cây trồng đậu quả được trồng trong nhà trong điều kiện môi trường được kiểm soát so với cây trồng ngoài trời trong điều kiện trên đồng ruộng.
Hiện nay, các loại trái cây và rau quả thích hợp nhất cho canh tác trong nhà bao gồm:
• Các loại cây mọc trên dây leo hoặc cây bụi (cà chua, dâu tây, quả mâm xôi, quả việt quất, dưa chuột, ớt chuông, nho, quả kiwi);
• Cây trồng chuyên dụng có giá trị cao (hoa bia, vani, nghệ tây, cà phê);
• Cây dược liệu và mỹ phẩm (rong biển, Echinacea);
• Những cây nhỏ (anh đào, sôcôla, xoài, hạnh nhân) là những lựa chọn khả thi khác [13].
Trong các phần sau, chúng tôi thảo luận chi tiết hơn về các loại cây trồng hiện có và việc phát triển các giống mới cho nông nghiệp trong nhà.
3.1. Các loại cây trồng hiện có được trồng ở các cơ sở công nghệ thấp, trung bình và công nghệ cao
Các hệ thống trồng trọt được bảo vệ công nghệ thấp và trung bình sản xuất chủ yếu là cà chua, dưa chuột, bí xanh, ớt chuông, cà tím, rau diếp, rau xanh và thảo mộc châu Á. Xét về diện tích, số lượng trái cây sản xuất và số lượng doanh nghiệp, cà chua là loại rau làm vườn quan trọng nhất được sản xuất trong nhà kính, tiếp theo là ớt chuông và rau diếp [15,45].
Ở Úc, việc phát triển các cơ sở môi trường được kiểm soát quy mô lớn chủ yếu chỉ giới hạn ở những cơ sở được xây dựng để trồng cà chua [15]. GVP ước tính của trái cây, rau và hoa cho năm 2017, trên đồng ruộng và trong các cơ sở trồng trọt được bảo vệ, chứng tỏ sự thống trị của cà chua trong lĩnh vực trồng trọt được bảo vệ của Úc.
GVP ước tính tổng thể cho năm 2017 liên quan đến sản xuất trên đồng ruộng và dưới mái che của cây trồng làm vườn là cao nhất đối với cà chua (24%), tiếp theo là dâu tây (17%), trái cây mùa hè (13%), hoa (9%), quả việt quất (7%), dưa chuột (7%) và ớt chuông (6%), với các loại rau châu Á, rau thơm, cà tím, anh đào và quả mọng mỗi loại chiếm ít hơn 6% (Hình 3A).
Hình 3. Tổng giá trị sản xuất (GVP) ước tính cho tổng sản lượng rau trồng trên cánh đồng kết hợp và trồng trọt được bảo vệ (A) và GVP quy định của các loại cây trồng được canh tác theo phương pháp trồng trọt được bảo vệ vào năm 2017 (B) đối với Úc.
Trong số này, GVP của cây trồng trong hệ thống trồng trọt được bảo vệ là cà chua (40%), dẫn đến tỷ lệ chênh lệch đáng kể so với các cây trồng khác bao gồm hoa (11%), dâu tây (10%), trái cây mùa hè (8% ) và quả mọng (8%), với mỗi loại cây trồng còn lại chiếm dưới 5% (Hình 3B). Tuy nhiên, thị trường nội địa Australia đã bị bão hòa bởi cà chua trong nhà kính, khiến ngành trồng trọt được bảo hộ.
với hai phương án sau: tăng doanh số bán các loại cây trồng này trên thị trường quốc tế; và/hoặc khuyến khích một số người trồng nhà kính hiện có của đất nước chuyển sang sản xuất các loại cây trồng có giá trị cao khác. Tỷ lệ cây trồng riêng lẻ được bảo vệ cao nhất là các loại quả mọng (85%) và cà chua (80%), tiếp theo là hoa (60%), dưa chuột (50%), anh đào và các loại rau châu Á (mỗi loại 40%), dâu tây và rau mùa hè.
trái cây (mỗi loại 30%), quả việt quất và thảo mộc (mỗi loại 25%), và cuối cùng là ớt chuông và cà tím, mỗi loại 20% [17]. Hiện nay, canh tác trong nhà sử dụng nhiều năng lượng và lao động chỉ giới hạn ở các loại cây trồng có giá trị cao có thể được sản xuất trong thời gian ngắn với năng lượng đầu vào thấp [46,47]
Trong các 'nhà máy' thực vật, các loại cây trồng chủ yếu được trồng hiện nay là rau lá xanh và thảo mộc, do thời gian sinh trưởng ngắn của những loại cây này (vì không cần quả và hạt) và có giá trị cao [7], thực tế là những loại cây trồng này đòi hỏi tương đối ít ánh sáng hơn. cho quá trình quang hợp [48] và bởi vì hầu hết sinh khối thực vật được tạo ra đều có thể được thu hoạch [46,49]. Có tiềm năng lớn để cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng ở các trang trại đô thị [12].
3.2. Khảo sát ngành: Lợi ích của người tham gia nằm ở đâu?
Việc xác định các chủ đề nghiên cứu chính là điều cần thiết để nâng cao hiệu quả của nghiên cứu được nhà nước và tư nhân tài trợ cho tương lai của hoạt động trồng trọt được bảo vệ. Ví dụ, Trung tâm Hợp tác Nghiên cứu Hệ thống Thực phẩm Tương lai (FFSCRC), do Hiệp hội Nông dân New South Wales (Nông dân NSW), Đại học New South Wales (UNSW) và Công ty TNHH Đổi mới Thực phẩm Australia (FIAL) khởi xướng, bao gồm một tập đoàn trong số hơn 60 thành lập
ngành, chính phủ và những người tham gia nghiên cứu. Các chương trình nghiên cứu và năng lực của nó nhằm mục đích hỗ trợ những người tham gia tối ưu hóa năng suất của các hệ thống thực phẩm khu vực và ven đô, đưa sản phẩm mới từ nguyên mẫu đến thị trường và triển khai chuỗi cung ứng nhanh chóng, được bảo vệ xuất xứ từ trang trại đến người tiêu dùng. Để đạt được mục tiêu đó, FFSRC cung cấp một môi trường nghiên cứu hợp tác nhằm cải thiện hoạt động trồng trọt được bảo vệ nhằm nâng cao năng lực xuất khẩu các sản phẩm làm vườn chất lượng hàng đầu và giúp Úc trở thành quốc gia dẫn đầu về khoa học và công nghệ cho lĩnh vực trồng trọt được bảo vệ.
Những người tham gia được khảo sát để xác định các loại cây trồng mục tiêu cho nông nghiệp trong nhà. Trong số những người tham gia xác định loại cây trồng mục tiêu, mối quan tâm đến rau tươi (29%) là lớn nhất, tiếp theo là sự quan tâm đến cây ăn quả (22%); cần sa làm thuốc, dược liệu khác và cây trồng chuyên dụng (13%); loài bản địa/bản địa (10%); nấm/nấm (10%); và rau lá xanh (3%) (Hình 4).
Hình 4. Phân loại các loại cây trồng hiện được sản xuất bởi những người tham gia FFSCRC tại các cơ sở trồng trọt được bảo vệ và do đó, mối quan tâm của những người tham gia trong việc tìm kiếm các giải pháp trồng các loại cây trồng này hiệu quả hơn dưới mái che.
Cuộc khảo sát dựa trên thông tin về những người tham gia có sẵn trực tuyến; Việc thu thập thông tin chi tiết hơn sẽ rất quan trọng để hiểu và đáp ứng các yêu cầu cụ thể của người tham gia.
3.3. Nhân giống cây trồng mới cho các cơ sở môi trường được kiểm soát
Các công nghệ nhân giống hiện có để cải tiến rau và các loại cây trồng khác đang tiến bộ nhanh chóng [50]. Trong trồng trọt được bảo hộ, một ngành kinh tế năng động với những thay đổi nhanh chóng về xu hướng thị trường và sở thích của người tiêu dùng, việc lựa chọn giống cây trồng phù hợp là rất quan trọng [44,51]. Có nhiều nghiên cứu đánh giá việc thích ứng các loại cây trồng có giá trị cao như cà chua và cà tím để sản xuất trong nhà kính [52,53]. Các công nghệ nhân giống mới [50] đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các giống cây trồng mới với những đặc điểm mong muốn và một số công ty đã bắt đầu thiết kế cây trồng để phát triển trong môi trường được kiểm soát dưới ánh đèn LED [20]. Tuy nhiên, các giống cây trồng đã được nhân giống chủ yếu để tối đa hóa năng suất trong điều kiện đồng ruộng có nhiều biến đổi [46]. Các đặc tính của cây trồng như khả năng chịu hạn, nắng nóng và sương giá—những đặc điểm được mong muốn ở cây trồng trên đồng ruộng nhưng thường ảnh hưởng đến năng suất—thường không cần thiết ở
nông nghiệp trong nhà.
Những đặc điểm chính có thể nhắm đến để thích ứng cây trồng có giá trị cao hơn với nông nghiệp trong nhà bao gồm vòng đời ngắn, ra hoa liên tục, tỷ lệ rễ trên chồi thấp, hiệu suất được cải thiện khi đầu vào năng lượng quang hợp thấp và các đặc tính tiêu dùng mong muốn bao gồm mùi vị, màu sắc, kết cấu và hàm lượng dinh dưỡng cụ thể [12,13]. Ngoài ra, việc nhân giống đặc biệt để có chất lượng cao hơn sẽ tạo ra những sản phẩm được mong đợi cao với giá trị thị trường cao. Có thể quản lý phổ ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và cung cấp chất dinh dưỡng để thay đổi sự tích tụ các hợp chất mục tiêu trong lá và quả [54,55] và tăng giá trị dinh dưỡng của cây trồng, bao gồm protein (số lượng và chất lượng), vitamin A, C và E, carotenoid, flavonoid, khoáng chất, glycoside và anthocyanin [12]. Ví dụ, các đột biến xảy ra tự nhiên (ở cây nho) và chỉnh sửa gen (ở quả Kiwi) đã được sử dụng để sửa đổi cấu trúc thực vật, điều này sẽ hữu ích cho việc trồng trọt trong nhà ở những không gian hạn chế. Trong một nghiên cứu gần đây, cây cà chua và anh đào được biến đổi gen bằng CRISPR–Cas9 để kết hợp ba đặc điểm mong muốn sau: kiểu hình lùn, thói quen sinh trưởng nhỏ gọn và ra hoa sớm. Sự phù hợp của các giống cà chua 'đã được chỉnh sửa' để sử dụng trong các hệ thống canh tác trong nhà đã được xác nhận bằng cách sử dụng các thử nghiệm trang trại dọc trên đồng ruộng và thương mại [56].
Một đánh giá về nhân giống phân tử để tạo ra cây trồng tối ưu đã thảo luận về giá trị gia tăng của sản phẩm nông nghiệp bằng cách phát triển các loại cây trồng nông nghiệp có lợi cho sức khỏe và làm thuốc ăn được [46]. Các phương pháp tiếp cận chính để phát triển cây trồng nông nghiệp có lợi cho sức khoẻ được xác định là tích lũy một lượng lớn chất dinh dưỡng nội tại mong muốn hoặc giảm các hợp chất không mong muốn và tích lũy các hợp chất có giá trị
thường không được sản xuất trong vụ mùa.
4. Những thách thức và cơ hội trong trồng trọt được bảo vệ và canh tác trong nhà
Các cơ sở canh tác trong nhà và trồng trọt được bảo vệ tiên tiến có tác động môi trường tương đối nhỏ. Mặc dù trồng cây dưới mái che tiêu tốn nhiều năng lượng hơn nhiều phương pháp canh tác khác, nhưng khả năng giảm thiểu tác động của thời tiết, đảm bảo truy xuất nguồn gốc và trồng thực phẩm chất lượng tốt hơn sẽ thúc đẩy việc cung cấp sản phẩm chất lượng ổn định, thu hút lợi nhuận vượt xa chi phí sản xuất bổ sung [18]. Những thách thức chính trong việc trồng trọt được bảo vệ bao gồm:
• Chi phí vốn cao do giá đất ở khu vực nội thành và ven đô cao;
• Tiêu thụ năng lượng cao;
• Nhu cầu lao động có tay nghề;
• Quản lý dịch bệnh không cần kiểm soát bằng hóa chất; Và
• Phát triển các chỉ số chất lượng dinh dưỡng—để xác định và chứng nhận các khía cạnh chất lượng của sản phẩm—cho cây trồng trồng trong nhà.
Trong phần sau, chúng tôi thảo luận về một số thách thức và cơ hội liên quan đến hoạt động trồng trọt được bảo vệ.
4.1. Điều kiện tối ưu để đạt năng suất cao và sử dụng tài nguyên hiệu quả
Hiểu rõ hơn về các yêu cầu của cây trồng ở các giai đoạn tăng trưởng khác nhau và trong các điều kiện ánh sáng khác nhau là điều cần thiết nếu người trồng muốn duy trì sản xuất cây trồng hiệu quả về mặt chi phí trong môi trường được kiểm soát. Quản lý hiệu quả môi trường nhà kính, bao gồm các yếu tố khí hậu và dinh dưỡng, cũng như các điều kiện về cấu trúc cũng như cơ học, có thể làm tăng chất lượng và năng suất trái cây một cách đáng kể [57]. Các yếu tố môi trường sinh trưởng có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của thực vật, tốc độ thoát hơi nước và chu kỳ sinh lý. Trong số các yếu tố khí hậu, bức xạ mặt trời là quan trọng nhất vì quá trình quang hợp cần ánh sáng và năng suất cây trồng tỷ lệ thuận với mức độ ánh sáng mặt trời cho đến điểm bão hòa ánh sáng cho quá trình quang hợp. Thông thường, việc kiểm soát môi trường chính xác đòi hỏi chi phí năng lượng cao, làm giảm lợi nhuận của nền nông nghiệp được kiểm soát môi trường. Năng lượng cần thiết để sưởi ấm và làm mát nhà kính vẫn là mối quan tâm lớn và là mục tiêu của những người đang tìm cách giảm chi phí năng lượng [6]. Vật liệu kính và công nghệ kính tiên tiến như Kính thông minh [58] mang đến những cơ hội đầy hứa hẹn để giảm chi phí liên quan đến việc duy trì nhiệt độ nhà kính và kiểm soát các biến đổi môi trường. Ngày nay, các công nghệ thủy tinh tiên tiến và hệ thống làm mát hiệu quả đang được đưa vào trồng trọt được bảo vệ trong các cơ sở nhà kính. Vật liệu kính có khả năng làm giảm
tiêu thụ điện, bằng cách hấp thụ bức xạ mặt trời dư thừa và chuyển hướng năng lượng ánh sáng để tạo ra điện bằng cách sử dụng tế bào quang điện [59,60].
Tuy nhiên, vật liệu che phủ ảnh hưởng đến vi khí hậu nhà kính [61,62] bao gồm cả ánh sáng [63] và do đó điều quan trọng là phải đánh giá tác động của vật liệu kính mới đối với sự phát triển và sinh lý thực vật, sử dụng tài nguyên, năng suất và chất lượng cây trồng trong môi trường có các yếu tố như CO2, nhiệt độ, chất dinh dưỡng và việc tưới tiêu đều được kiểm soát chặt chẽ. Ví dụ, Quang điện hữu cơ bán trong suốt (OPV) dựa trên hỗn hợp poly(3-hexylthiophene) (P3HT) và este metyl axit phenyl-C61-butyric (PCBM) đã được thử nghiệm để trồng cây tiêu (Capsicum annuum). Dưới bóng râm của OPV, cây tiêu tạo ra khối lượng quả nhiều hơn 20.2% và cây được che bóng cao hơn 21.8% vào cuối mùa sinh trưởng [64]. Trong một nghiên cứu khác, việc giảm cải cách hành chính do các tấm quang điện linh hoạt trên mái nhà gây ra không ảnh hưởng đến năng suất, hình thái thực vật, số lượng hoa trên cành, màu sắc quả, độ cứng và độ pH [65].
Phim 'kính thông minh' có độ phản chiếu cực thấp, Solar Gard™ ULR-80 [58], hiện đang được thử nghiệm trong sản xuất nhà kính. Mục đích là để hiện thực hóa tiềm năng của vật liệu kính có khả năng truyền ánh sáng có thể điều chỉnh được và giảm chi phí năng lượng cao liên quan đến hoạt động trong các cơ sở làm vườn trong nhà kính công nghệ cao. Phim kính thông minh (SG) đang được áp dụng cho kính tiêu chuẩn của từng nhà kính riêng lẻ trong các cơ sở trồng rau bằng cách sử dụng phương pháp quản lý và canh tác thẳng đứng thương mại [66,67]. Các thử nghiệm cà tím ở SG cho thấy hiệu quả bón phân và năng lượng cao hơn [42], nhưng cũng làm giảm năng suất cà tím do tỷ lệ rụng hoa và/hoặc quả cao do hậu quả của quá trình quang hợp hạn chế ánh sáng [58]. Màng SG được sử dụng có thể cần được cải tiến để tạo ra điều kiện ánh sáng tối ưu và giảm thiểu hạn chế về ánh sáng đối với các loại trái cây có hàm lượng carbon cao như cà tím.
Việc sử dụng các vật liệu kính tiết kiệm năng lượng mới như kính thông minh mang đến cơ hội tuyệt vời để giảm chi phí năng lượng khi vận hành nhà kính và tối ưu hóa điều kiện ánh sáng để trồng các loại cây trồng mục tiêu. Các màng che phủ thông minh như màng nông nghiệp phát quang (LLEAF) có tiềm năng tăng cường cũng như kiểm soát sự tăng trưởng sinh dưỡng và phát triển sinh sản trong trồng trọt được bảo vệ bằng công nghệ trung bình. LLEAF
các tấm pin có thể được thử nghiệm trên nhiều loại cây trồng có hoa và không ra hoa để xác định xem chúng có giúp tăng cường sinh trưởng sinh dưỡng và sinh sản hay không (bằng cách thay đổi các quá trình sinh lý làm nền tảng cho sự phát triển của cây trồng cũng như năng suất và chất lượng cây trồng).
4.2. Quản lý dịch hại và dịch bệnh
Mặc dù các cơ sở trồng trọt được bảo vệ có kiểm soát có thể giảm thiểu sâu bệnh, nhưng một khi đã xuất hiện, việc kiểm soát chúng sẽ cực kỳ khó khăn và tốn kém nếu không sử dụng các hóa chất tổng hợp độc hại. Canh tác thẳng đứng trong nhà cho phép giám sát chặt chẽ cây trồng để phát hiện các dấu hiệu sâu bệnh, bằng tay và/hoặc tự động (sử dụng công nghệ cảm biến) và việc áp dụng các công nghệ robot mới nổi và/hoặc quy trình viễn thám sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc canh tác trong nhà theo chiều dọc.
phát hiện sớm các đợt bùng phát và loại bỏ các cây bị bệnh và/hoặc bị nhiễm khuẩn [7].
Các phương pháp quản lý dịch hại tổng hợp mới (IPM) [68] sẽ cần thiết để quản lý hiệu quả sâu bệnh trong nhà kính. Các chiến lược quản lý phù hợp (văn hóa, vật lý, cơ học, sinh học và hóa học), cùng với các thực hành văn hóa tốt, kỹ thuật giám sát tiên tiến và nhận dạng chính xác có thể cải thiện sản xuất rau đồng thời giảm thiểu sự phụ thuộc vào việc sử dụng thuốc trừ sâu. Một cách tiếp cận tổng hợp để quản lý bệnh liên quan đến việc sử dụng các giống kháng bệnh, vệ sinh, thực hành văn hóa hợp lý và sử dụng thuốc trừ sâu thích hợp [44]. Việc phát triển các chiến lược IPM mới có thể giảm thiểu chi phí lao động và nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Lấy ví dụ, việc sử dụng các loài côn trùng mới, được nuôi thương mại, có lợi tự nhiên (ví dụ: rệp, bọ cánh cứng xanh, v.v.) để quản lý sâu bệnh hại cây trồng và giảm sự phụ thuộc vào kiểm soát hóa học. Thử nghiệm nhiều IPM mới
các chiến lược, riêng biệt và kết hợp, sẽ hỗ trợ phát triển các khuyến nghị cụ thể về cây trồng và cơ sở vật chất cho người trồng.
4.3. Chất lượng cây trồng và giá trị dinh dưỡng
Việc trồng trọt được bảo vệ mang lại cho người trồng trọt và các đối tác trong ngành năng suất cao và sản phẩm chất lượng cao quanh năm [69]. Tuy nhiên, việc trồng các loại trái cây và rau quả cao cấp đòi hỏi phải kiểm tra thông lượng cao về các thông số dinh dưỡng và chất lượng [70]. Các thông số cơ bản về chất lượng trái cây bao gồm độ ẩm, độ pH, tổng chất rắn hòa tan, tro, màu trái cây, axit ascorbic và độ axit có thể chuẩn độ, cũng như các thông số dinh dưỡng nâng cao bao gồm đường, chất béo, protein, vitamin và chất chống oxy hóa; đo độ cứng và mất nước cũng rất quan trọng để xác định chỉ số chất lượng [66]. Hơn nữa, việc kiểm tra chất lượng cao của sản phẩm cây trồng có thể được tích hợp vào hệ thống vận hành nhà kính tự động. Việc sàng lọc các kiểu gen cây trồng hiện có để xác định các thông số chất lượng sẽ cung cấp các giống rau quả mới có giá trị cao, giàu dinh dưỡng cho người trồng và người tiêu dùng. Các chiến lược nông học bao gồm môi trường tăng trưởng và thực hành quản lý cây trồng sẽ cần phải được tối ưu hóa để nâng cao năng suất và mật độ dinh dưỡng cây trồng của những cây trồng có giá trị cao này.
4.4. Việc làm và lao động có tay nghề sẵn có
Yêu cầu lao động cho ngành trồng trọt được bảo hộ đang tăng lên (>5% mỗi năm) và ước tính có hơn 10,000 người trên khắp Australia hiện đang làm việc trực tiếp cho ngành này. Mặc dù có mức độ tự động hóa cao, việc cắt xén được bảo vệ trên quy mô lớn đòi hỏi một lực lượng lao động đáng kể, đặc biệt là trong việc trồng trọt, chăm sóc cây trồng, thụ phấn cơ học và thu hoạch sản phẩm. Với nhu cầu ngày càng tăng
đối với những người trồng trọt có tay nghề cao, nguồn cung lao động có tay nghề phù hợp vẫn còn thấp [18,71]. Một lực lượng lao động có tay nghề cao cũng sẽ cần thiết cho sự phát triển của canh tác dọc đô thị, điều này sẽ tạo ra sự nghiệp mới cho các nhà công nghệ, quản lý dự án, nhân viên bảo trì, nhân viên tiếp thị và bán lẻ [7]. Việc thành lập các cơ sở tiên tiến quy mô thương mại đa mục đích sẽ tạo cơ hội giải quyết các câu hỏi nghiên cứu, từ đó thúc đẩy mục tiêu tối đa hóa năng suất ở nhiều loại cây trồng đồng thời cung cấp giáo dục và đào tạo về các kỹ năng có thể có nhu cầu cao trong lĩnh vực trồng trọt được bảo vệ trong tương lai.
5. Kết luận
Trong các nhà kính công nghệ cao với công nghệ thông minh, có tiềm năng lớn để cải thiện lợi nhuận bằng cách tự động hóa các khu vực quan trọng và/hoặc sử dụng nhiều lao động như giám sát cây trồng, thụ phấn và thu hoạch. Sự phát triển của AI, robot và ML đang mở ra những chiều hướng mới cho hoạt động trồng trọt được bảo vệ. Trang trại thẳng đứng chiếm một phần nhỏ trong thị trường nông nghiệp toàn cầu và mặc dù tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng canh tác thẳng đứng mang lại năng suất chưa từng có với hiệu quả sử dụng nước và dinh dưỡng cao. Việc sản xuất kinh tế các loại cây trồng đa dạng là cần thiết nếu sản xuất cây trồng được bảo vệ muốn tạo ra tác động tích cực đáng kể đến an ninh lương thực toàn cầu. Các hệ thống trồng trọt được bảo vệ công nghệ thấp và trung bình sản xuất chủ yếu là cà chua, dưa chuột, bí xanh, ớt chuông, cà tím và rau diếp, cùng với các loại rau xanh và thảo mộc châu Á.
Sự phát triển của các cơ sở kiểm soát môi trường quy mô lớn ở Australia chủ yếu chỉ giới hạn ở việc trồng cà chua. Việc phát triển các giống cây trồng phù hợp sẽ yêu cầu tối ưu hóa một số đặc điểm chính khác với những đặc điểm được coi là mong muốn ở cây trồng ngoài trời. Các đặc điểm chính có thể nhắm tới nông nghiệp trong nhà bao gồm vòng đời cây trồng giảm, ra hoa liên tục, tỷ lệ rễ trên chồi thấp, tăng hiệu suất trong điều kiện quang hợp thấp.
năng lượng đầu vào và các đặc điểm mong muốn của người tiêu dùng, chẳng hạn như mùi vị, màu sắc, kết cấu và hàm lượng dinh dưỡng cụ thể.
Ngoài ra, việc nhân giống đặc biệt cho các loại cây trồng có chất lượng cao hơn, giàu dinh dưỡng hơn sẽ tạo ra các sản phẩm làm vườn (và có khả năng là dược liệu) mong muốn với giá trị thị trường tuyệt vời. Lợi nhuận và tính bền vững của trồng trọt được bảo vệ phụ thuộc vào việc phát triển các giải pháp cho những thách thức chính bao gồm chi phí ban đầu, tiêu thụ năng lượng, lao động có tay nghề, quản lý dịch hại và phát triển chỉ số chất lượng.
Các vật liệu kính mới và tiến bộ công nghệ hiện đang được nghiên cứu hoặc thử nghiệm đưa ra các giải pháp nhằm giải quyết một trong những thách thức cấp bách nhất đối với việc trồng trọt được bảo vệ. Những tiến bộ này có khả năng mang lại sự thúc đẩy cần thiết để giúp ngành trồng trọt được bảo vệ chuyển sang mức hiệu quả năng lượng bền vững và tiết kiệm chi phí, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về an ninh lương thực, đồng thời duy trì chất lượng cây trồng và dinh dưỡng.
nội dung và giảm thiểu tác động có hại đến môi trường.
Đóng góp của tác giả: SGC đã viết bài đánh giá với ý kiến đóng góp và bản sửa đổi do DTT, Z.-HC, OG và CIC cung cấp. Tất cả các tác giả đã đọc và đồng ý với phiên bản đã xuất bản của bản thảo.
Tài trợ: Đánh giá dựa trên một báo cáo do Trung tâm Nghiên cứu Hợp tác Hệ thống Thực phẩm Tương lai ủy quyền và tài trợ, hỗ trợ sự hợp tác dẫn đầu ngành giữa ngành, nhà nghiên cứu và cộng đồng. Chúng tôi cũng nhận được hỗ trợ tài chính từ các dự án Đổi mới nghề làm vườn của Úc (Số cấp VG16070 cho DTT, Z.-HC, OG, CIC; Số cấp VG17003 cho DTT, Z.-HC; Số cấp LP18000 cho Z.-HC) và dự án CRC P2 -013 (DTT, Z.-HC, OG, CIC).
Tuyên bố của Ban Đánh giá Thể chế: Không áp dụng.
Tuyên bố đồng ý sau khi được thông báo: Không áp dụng.
Tuyên bố về tính sẵn có của dữ liệu: Không áp dụng.
Xung đột lợi ích: Các tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích.
dự án
1. Vụ Kinh tế và Xã hội của Liên hợp quốc. Có sẵn trực tuyến: https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
2. Vụ Kinh tế và Xã hội của Liên hợp quốc. Có sẵn trực tuyến: https://www.un.org/development/desa/publications/world-population-prospects-2019-highlights.html (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
3. Thùng, CW; Lee, MK; Maycock, B.; Torheim, LE; Nanishi, K.; Dương, DTT Biến đổi khí hậu, cung cấp thực phẩm và hướng dẫn chế độ ăn uống. Annu. Mục sư Y tế Công cộng 2021, 42, 233–255. [CrossRef] [PubMed] 4. Valin, H.; Cát, RD; Van Der Mensbrugghe, D.; Nelson, GC; Ahammad, H.; Blanc, E.; Bodirsky, B.; Fujimori, S.; Hasegawa, T.; Havlik, P.; et al. Tương lai của nhu cầu lương thực: Tìm hiểu sự khác biệt trong các mô hình kinh tế toàn cầu. Nông nghiệp. Kinh tế. 2014, 45, 51–67. [Tham khảo chéo] 5. Hughes, N.; Lư, M.; Ying Soh, W.; Lawson, K. Mô phỏng tác động của biến đổi khí hậu đến lợi nhuận của các trang trại ở Úc. Trong tài liệu làm việc của ABARES; Chính phủ Australia: Canberra, Australia, 2021. [CrossRef] 6. Rabbi, B.; Chen, Z.-H.; Sethuvenkatraman, S. Cắt xén được bảo vệ ở vùng khí hậu ấm áp: Đánh giá về các PHƯƠNG PHÁP kiểm soát độ ẩm và làm mát. Năng lượng 2019, 12, 2737. [CrossRef] 7. Benke, K.; Tomkins, B. Hệ thống sản xuất thực phẩm trong tương lai: Nông nghiệp theo chiều dọc và nông nghiệp có môi trường được kiểm soát. Duy trì. Khoa học. Thực hành. Chính sách 2017, 13, 13–26. [CrossRef] 8. Mougeot, LJA Phát triển các thành phố tốt hơn: Nông nghiệp đô thị để phát triển bền vững; IDRC: Ottawa, ON, Canada, 2006; ISBN 978-1-55250-226-6.
9. Pearson, LJ; Pearson, L.; Pearson, CJ Nông nghiệp đô thị bền vững: Kiểm kê và cơ hội. Int. J. Agric. Duy trì. 2010, 8, 7–19. [CrossRef] 10. Tout, D. Ngành trồng trọt của tỉnh Almería, Tây Ban Nha. Địa lý. J. 1990, 156, 304–312. [CrossRef] 11. Henry, R. Những đổi mới trong nông nghiệp và cung cấp thực phẩm để ứng phó với đại dịch COVID-19. Mol. Nhà máy 2020, 13, 1095–1097. [CrossRef] 12. O'Sullivan, C.; Bonett, G.; McIntyre, C.; Hochman, Z.; Wasson, A. Các chiến lược nâng cao năng suất, đa dạng sản phẩm và lợi nhuận của nông nghiệp đô thị. Nông nghiệp. Hệ thống. 2019, 174, 133–144. [CrossRef] 13. O'Sullivan, CA; McIntyre, CL; Khô, IB; Hani, SM; Hochman, Z.; Bonnett, GD Trang trại dọc sinh hoa trái. Nat. Công nghệ sinh học. 2020, 38, 160–162. [CrossRef] 14. Cuesta Roble phát hành. Thống kê nhà kính toàn cầu. 2019. Có sẵn trực tuyến: https://www.producegrower.com/article/cuestaroble-2019-global-greenhouse-statistics/ (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
15. Hadley, D. Tiềm năng ngành trồng trọt trong môi trường được kiểm soát ở NSW; Đại học New England: Armidale, Úc, 2017; P. 25.
16. Bản đồ rau thế giới. 2018. Có sẵn trực tuyến: https://research.rabobank.com/far/en/sectors/khu vực-food-agri/world_ Vegeta_map_2018.html (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
17. Tư vấn Graeme Smith—Thông tin chung về ngành. Có sẵn trực tuyến: https://www.graemesmithconsulting.com/index. php/information/general-industry-information (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
18. Davis, J. Trồng cây trồng được bảo vệ ở Úc đến năm 2030; Cây trồng được bảo vệ Australia: Perth, Australia, 2020; P. 15.
19. Nhà nông nghiệp. Tình trạng canh tác trong nhà; Nhà nông học: Brooklyn, NY, Hoa Kỳ, 2017.
20. Nông nghiệp không dùng đất trong nhà: Giai đoạn I: Xem xét ngành và tác động của môi trường được kiểm soát Nông nghiệp|Ấn phẩm|WWF.
Có sẵn trực tuyến: https://www.worldwildlife.org/publications/indoor-soilless-farming-phase-i-examining-the-industry-andimpacts-of-control-environment-agriculture (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm 2022). Cây trồng 2, 184 XNUMX
21. Emmott, CJM; Röhr, JA; Campoy-Quiles, M.; Kirchartz, T.; Urbina, A.; Ekins-Daukes, NJ; Nelson, J. Quang điện hữu cơ
nhà kính: Một ứng dụng độc đáo cho quang điện bán trong suốt? Môi trường năng lượng. Khoa học. 2015, 8, 1317–1328. [CrossRef] 22. Marucci, A.; Zambon, tôi.; Colantoni, A.; Monarca, D. Sự kết hợp giữa mục đích nông nghiệp và năng lượng: Đánh giá nguyên mẫu đường hầm nhà kính quang điện. Thay mới. Duy trì. Bản sửa đổi Năng lượng 2018, 82, 1178–1186. [CrossRef] 23. Torrellas, M.; Antón, A.; López, JC; Baeza, EJ; Parra, Nhật Bản; Muñoz, P.; Montero, JI LCA về cây cà chua trong nhà kính nhiều đường hầm ở Almeria. Int. J. Đánh giá vòng đời. 2012, 17, 863–875. [CrossRef] 24. Caponetto, R.; Fortuna, L.; Nunnari, G.; Occhipinti, L.; Xibilia, MG Điện toán mềm để kiểm soát khí hậu nhà kính. IEEE Trans. Hệ thống mờ 2000, 8, 753–760. [Tham khảo chéo] 25. Guo, D.; Juan, J.; Thường, L.; Trương, J.; Huang, D. Phân biệt tình trạng nước vùng rễ cây trong sản xuất nhà kính dựa trên kiểu hình và kỹ thuật học máy. Khoa học. Dân biểu 2017, 7, 8303. [CrossRef] 26. Hassabis, D. Trí tuệ nhân tạo: Trận đấu cờ vua của thế kỷ. Thiên nhiên 2017, 544, 413–414. [CrossRef] 27. Hemming, S.; de Zwart, F.; Elings, A.; Righini, tôi.; Petropoulou, A. Điều khiển từ xa quá trình sản xuất rau trong nhà kính bằng trí tuệ nhân tạo—Khí hậu nhà kính, thủy lợi và sản xuất cây trồng. Cảm biến 2019, 19, 1807. [CrossRef] [PubMed] 28. Taki, M.; Abdanan Mehdizadeh, S.; Rohani, A.; Rahnama, M.; Rahmati-Joneidabad, M. Học máy ứng dụng trong mô phỏng nhà kính; ứng dụng và phân tích mới. Thông tin Chế biến nông sản. 2018, 5, 253–268. [CrossRef] 29. Shamshiri, RR; Hameed, IA; Thorp, KR; Balasundram, SK; Shafian, S.; Fatemieh, M.; Quốc vương, M.; Mahns, B.; Samiei, S. Tự động hóa nhà kính sử dụng cảm biến không dây và thiết bị IoT được tích hợp với trí tuệ nhân tạo; IntechOpen: Rijeka, Croatia, 2021; ISBN 978-1-83968-076-2.
30. Subeesh, A.; Mehta, CR Tự động hóa và số hóa nông nghiệp sử dụng trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật. Nghệ thuật. Trí tuệ. Nông nghiệp. 2021, 5, 278–291. [CrossRef] 31. Lehnert, C.; McCool, C.; Sa, tôi.; Perez, T. Robot thu hoạch ớt ngọt cho môi trường trồng trọt được bảo vệ. arXiv 2018, arXiv:1810.11920.
32. Lehnert, C.; McCool, C.; Corke, P.; Sa, tôi.; Stachniss, C.; Henten, EJV; Nieto, J. Số đặc biệt về robot nông nghiệp. J. Robot hiện trường. 2020, 37, 5–6. [Tham khảo chéo] 33. Shamshiri, R.; Weltzien, C.; Hameed, IA; Yule, IJ; Độ mài mòn, TE; Balasundram, SK; Pitonova, L.; Ahmad, D.; Chowdhary, G. Nghiên cứu và phát triển robot nông nghiệp: Góc nhìn về nông nghiệp kỹ thuật số. Int. J. Agric. Biol. Anh. 2018, 11, 1–14. [CrossRef] 34. Robot Balendonck, J. Sweeper hái những quả ớt đầu tiên. Xanh. Int. Mag. Xanh. Phát triển. 2017, 6, 37.
35. Nguyên, T.; Trương, S.; Thịnh, X.; Vương, D.; Công, Y.; Li, W. Một robot thụ phấn tự động để xử lý hormone cho hoa cà chua trong nhà kính. Trong Kỷ yếu của Hội nghị Quốc tế về Hệ thống và Tin học lần thứ 2016 năm 3 (ICSAI), Thượng Hải, Trung Quốc, ngày 19–21 tháng 2016 năm 108; trang 113–XNUMX.
36. Meharg, AA Quan điểm: Nhu cầu giám sát nông nghiệp ở thành phố. Thiên nhiên 2016, 531, S60. [CrossRef] [PubMed] 37. Thomaier, S.; Specht, K.; Henckel, D.; Dierich, A.; Siebert, R.; Freisinger, UB; Sawicka, M. Canh tác trong và trên các tòa nhà đô thị: Thực tiễn hiện tại và những điểm mới cụ thể của canh tác không diện tích (ZFarming). Thay mới. Nông nghiệp. Hệ thống thực phẩm 2015, 30, 43–54. [CrossRef] 38. Ghannoum, O. Những chồi xanh của sự phục hồi. Mở diễn đàn. 2020. Có sẵn trực tuyến: https://www.openforum.com.au/the-greenshoots-of-recovery/ (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
39. Despommier, D. Phát triển nông nghiệp trong thành phố: Sự trỗi dậy của các trang trại dọc đô thị. Xu hướng công nghệ sinh học. 2013, 31, 388–389. [Tham khảo chéo] 40. Yang, J.; Lưu, M.; Lữ, J.; Miêu, Y.; Hossain, MA; Alhamid, MF Internet vạn vật thực vật: Hướng tới canh tác trong nhà thông minh bằng cách
kết nối con người, nhà máy, dữ liệu và đám mây. Đám đông. Mạng. ứng dụng. 2018, 23, 188–202. [Tham khảo chéo] 41. Samaranayake, P.; Lương, W.; Chen, Z.-H.; Mô, D.; Lan, Y.-C. Trồng trọt được bảo vệ bền vững: Một nghiên cứu điển hình về tác động theo mùa đối với việc tiêu thụ năng lượng nhà kính trong quá trình sản xuất ớt. Năng lượng 2020, 13, 4468. [CrossRef] 42. Lin, T.; Goldsworthy, M.; Chavan, S.; Lương, W.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Cazzonelli, CI; Mô, DT; Lan, Y.-C.;
Sethuvenkatraman, S.; et al. Một loại vật liệu che phủ mới giúp cải thiện năng lượng làm mát và hiệu quả bón phân cho sản xuất cà tím trong nhà kính. Năng lượng 2022, 251, 123871. [CrossRef] 43. Samaranayake, P.; Maier, C.; Chavan, S.; Lương, W.; Chen, Z.-H.; Mô, DT; Lan, Y.-C. Giảm thiểu năng lượng trong cơ sở trồng trọt được bảo vệ bằng cách sử dụng các điểm thu thập nhiệt độ đa dạng và kiểm soát cài đặt thông gió. Năng lượng 2021, 14, 6014. [CrossRef] 44. FAO. Thực hành nông nghiệp tốt cho cây rau trong nhà kính: Nguyên tắc cho các vùng khí hậu Địa Trung Hải; Giấy sản xuất và bảo vệ thực vật của FAO; FAO: Rome, Ý, 2013; ISBN 978-92-5-107649-1.
45. Cây trồng được bảo hộ đổi mới trồng trọt—Đánh giá nghiên cứu và xác định những khoảng trống trong R&D đối với các loại rau được đánh thuế (VG16083). Có sẵn trực tuyến: https://www.horticulture.com.au/growers/help-your-business-grow/research-reports-publications-factsheets-and-more/project-reports/vg16083-1/vg16083/ (truy cập trên ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).
46. Hiwasa-Tanase, K.; Ezura, H. Nhân giống phân tử để tạo ra cây trồng tối ưu: Từ thao tác di truyền đến các ứng dụng tiềm năng trong các nhà máy sản xuất cây trồng. Đằng trước. Khoa học thực vật. 2016, 7, 539. [CrossRef] 47. Kozai, T. Tại sao chiếu sáng LED cho nông nghiệp đô thị? Trong chiếu sáng LED cho nông nghiệp đô thị; Kozai, T., Fujiwara, K., Runkle, ES, Eds.; Springer: Singapore, 2016; trang 3–18. ISBN 978-981-10-1848-0.
48. Kwon, S.; Lim, J. Cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng trong các nhà máy thực vật thông qua việc đo tiềm năng điện sinh học của thực vật. Trong Tin học trong Điều khiển, Tự động hóa và Robotics; Tân, H., Ed.; Springer: Berlin/Heidelberg, Đức, 2011; trang 641–648.
49. Cocetta, G.; Casciani, D.; Bulgari, R.; Musante, F.; Kołton, A.; Rossi, M.; Ferrante, A. Hiệu quả sử dụng ánh sáng trong sản xuất rau
trong môi trường được bảo vệ và trong nhà. Euro. Vật lý. J. Plus 2017, 132, 43. [CrossRef] Cây trồng 2022, 2 185
50. Jones, M. Công nghệ nhân giống mới và cơ hội cho ngành rau Australia; Công ty TNHH Đổi mới Làm vườn Australia: Sydney, Australia, 2016.
51. Tüzel, Y.; Leonardi, C. Canh tác được bảo vệ ở khu vực Địa Trung Hải: Xu hướng và nhu cầu. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg. 2009, 46, 215–223.
52. Bergougnoux, V. Lịch sử của cà chua: Từ thuần hóa đến dược phẩm sinh học. Công nghệ sinh học. Adv. 2014, 32, 170-189. [CrossRef] [PubMed] 53. Taher, D.; Solberg, S.Ø.; Prohens, J.; Châu, Y.; Rakha, M.; Vũ, T. Bộ sưu tập cà tím của trung tâm rau thế giới: Nguồn gốc, thành phần, phổ biến và sử dụng hạt giống trong chăn nuôi. Trước mặt. Khoa học thực vật 2017, 8, 1484. [CrossRef] [PubMed] 54. Hasan, MM; Bashir, T.; Ghosh, R.; Lee, SK; Bá, H. Tổng quan về tác dụng của đèn LED đối với việc sản xuất các hợp chất hoạt tính sinh học và chất lượng cây trồng. Phân tử 2017, 22, 1420. [Tham khảo chéo] 55. Piovene, C.; Orsini, F.; Bosi, S.; Sanoubar, R.; Bregola, V.; Dinelli, G.; Gianquinto, G. Tỷ lệ đỏ:xanh tối ưu trong hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED dành cho hoạt động làm vườn trong nhà nhằm mục đích dinh dưỡng. Khoa học Horic. 2015, 193, 202-208. [Tham khảo chéo] 56. Kwon, C.-T.; Heo, J.; chanh, ZH; Capua, Y.; Hutton, SF; Van Eck, J.; Park, SJ; Lippman, ZB Tùy chỉnh nhanh chóng cây ăn quả solanaceae cho nông nghiệp đô thị. Nat. Công nghệ sinh học. 2020, 38, 182-188. [Tham khảo chéo] 57. Shamshiri, RR; Jones, JW; Thorp, KR; Ahmad, D.; Anh, HC; Taheri, S. Đánh giá sự thiếu hụt nhiệt độ, độ ẩm và áp suất hơi tối ưu để đánh giá và kiểm soát vi khí hậu trong trồng cà chua trong nhà kính: Đánh giá. Int. Agrophys. 2018, 32, 287-302. [Tham khảo chéo] 58. Chavan, SG; Maier, C.; Alagoz, Y.; Filipe, JC; Warren, CR; Lâm, H.; Giả, B.; Loik, ME; Cazzonelli, CI; Chen, ZH; et al. Quang hợp hạn chế ánh sáng dưới màng tiết kiệm năng lượng làm giảm năng suất cà tím. An toàn năng lượng thực phẩm. 2020, 9, e245. [Tham khảo chéo] 59. Timmermans, GH; Douma, RF; Lin, J.; Debije, MG Cửa sổ 'thông minh' phát quang kép phản ứng nhiệt/điện. Táo Khoa học 2020, 10, 1421. [Tham khảo chéo] 60. Âm, R.; Xu, P.; Thần, P. Nghiên cứu trường hợp: Tiết kiệm năng lượng từ phim cách nhiệt sử dụng năng lượng mặt trời ở hai tòa nhà thương mại ở Thượng Hải. Xây dựng năng lượng. 2012, 45, 132-140. [Tham khảo chéo] 61. Kim, H.-K.; Lee, S.-Y.; Kwon, J.-K.; Kim, Y.-H. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu che phủ đến vi khí hậu nhà kính và hiệu suất nhiệt. Nông học 2022, 12, 143. [Tham khảo chéo] 62. Anh ấy, X.; Maier, C.; Chavan, SG; Triệu, C.-C.; Alagoz, Y.; Cazzonelli, C.; Ghannoum, O.; Mô, DT; Chen, Z.-H. Vật liệu che phủ thay đổi ánh sáng và sản xuất rau bền vững trong nhà kính: Đánh giá. Quy định tăng trưởng thực vật. 2021, 95, 1-17. [Tham khảo chéo] 63. Timmermans, GH; Hemming, S.; Baeza, E.; Thor, EAJV; Schening, APHJ; Debije, MG Vật liệu quang học tiên tiến để kiểm soát ánh sáng mặt trời trong nhà kính Adv. Opt. mẹ. 2020, 8, 2000738. [Tham khảo chéo] 64. Zisis, C.; Pechlivani, EM; Tsimikli, S.; Mekeridis, E.; Laskarakis, A.; Logothetidis, S. Quang điện hữu cơ trên mái nhà kính: Ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật. mẹ. Hôm nay Proc. 2019, 19, 65-72. [Tham khảo chéo] 65. Aroca-Delgado, R.; Pérez-Alonso, J.; Callejón-Ferre, Á.-J.; Díaz-Pérez, M. Hình thái, năng suất và chất lượng trồng cà chua trong nhà kính bằng tấm quang điện linh hoạt trên mái nhà (Almería-Tây Ban Nha). Khoa học Horic. 2019, 257, 108768. [Tham khảo chéo] 66. Anh ấy, X.; Chavan, SG; Hamoui, Z.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Chen, Z.-H.; Mô, DT; Cazzonelli, CI Màng thủy tinh thông minh làm giảm axit ascorbic trong các giống ớt chuông đỏ và cam mà không ảnh hưởng đến thời hạn sử dụng. Cây 2022, 11, 985. [Tham khảo chéo] 67. Triệu, C.; Chavan, S.; Anh ấy, X.; Chu, M.; Cazzonelli, CI; Chen, Z.-H.; Mô, DT; Ghannoum, O. Kính thông minh tác động đến độ nhạy của khí khổng của ớt nhà kính thông qua ánh sáng thay đổi. J. Exp. Người máy. 2021, 72, 3235-3248. [Tham khảo chéo] 68. Pilkington, LJ; Messelink, G.; van Lenteren, JC; Le Mottee, K. “Kiểm soát sinh học được bảo vệ”—Quản lý dịch hại sinh học trong ngành nhà kính. Biol. Kiểm soát 2010, 52, 216–220. [Tham khảo chéo] 69. Sonneveld, C.; Voogt, W. Dinh dưỡng thực vật trong sản xuất nhà kính trong tương lai. Dinh dưỡng thực vật của cây trồng trong nhà kính; Sonneveld, C., Voogt, W., Eds.; Springer: Dordrecht, Hà Lan, 2009; trang. 393-403.
70. Treftz, C.; Omaye, ST Phân tích chất dinh dưỡng của đất, dâu tây và quả mâm xôi không có đất trồng trong nhà kính. Thực phẩm dinh dưỡng. Khoa học. 2015, 6, 805–815. [CrossRef] 71. Cung cấp các cơ hội giáo dục nâng cao cho các thành viên trong ngành ăn chay. AUSVEG. 2020. Có sẵn trực tuyến: https://ausveg.com.au/
bài báo/cung cấp-giáo dục nâng cao-cơ hội-thành viên trong ngành ăn chay/ (truy cập vào ngày 13 tháng 2022 năm XNUMX).