Sachin G. Chavan (1,2,*), Zhong-Hua Chen (1,3), Oula Ghannoum (1), Christopher I. Cazzonelli (1) en David T. Tissue 1,2)
1. National Vegetable Protected Cropping Centre, Hawkesbury Institute for the Environment, Western Sydney
University, Locked Bag 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. Global Center for Land Based Innovation, Hawkesbury Campus, Western Sydney University,
Richmond, NSW 2753, Australië
3. School of Science, Western Sydney University, Penrith, NSW 2751, Australië
* Correspondentie: s.chavan@westernsydney.edu.au; Tel.: +61-2-4570-1913
Abstract: Beschermde teelt biedt een manier om de voedselproductie te versterken in het licht van klimaatverandering
en duurzaam gezond voedsel te leveren met minder middelen. Maar om deze manier van boeren te maken
economisch levensvatbaar zijn, moeten we de status van beschermde teelt bekijken in de context van beschikbare
technologieën en bijbehorende doeltuinbouwgewassen. Deze recensie schetst bestaande mogelijkheden
en uitdagingen die moeten worden aangepakt door voortdurend onderzoek en innovatie in deze opwindende, maar
complexe veld in Australië. Indoor boerderijfaciliteiten zijn grofweg onderverdeeld in de volgende drie:
niveaus van technologische vooruitgang: low-, medium- en high-tech met bijbehorende uitdagingen
die om innovatieve oplossingen vragen. Bovendien, beperkingen op de groei van kamerplanten en beschermde
teeltsystemen (bijv. hoge energiekosten) hebben het gebruik van binnenlandbouw beperkt tot relatief
weinig, hoogwaardige gewassen. Daarom moeten we nieuwe cultivars ontwikkelen die geschikt zijn voor binnenlandbouw
die kunnen verschillen van die welke nodig zijn voor productie in open veld. Bovendien beschermde teelt
vereist hoge opstartkosten, dure geschoolde arbeidskrachten, hoog energieverbruik en aanzienlijke plagen
en ziektebeheer en kwaliteitscontrole. Over het algemeen biedt beschermde teelt veelbelovende oplossingen
voor voedselzekerheid, terwijl de ecologische voetafdruk van de voedselproductie wordt verkleind. Echter, voor binnen
bijsnijden om een substantiële positieve impact te hebben op de wereldwijde voedselzekerheid en voedingswaarde
veiligheid, zal de economische productie van diverse gewassen essentieel zijn.
Trefwoorden: beschermde teelt; verticale boerderij; bodemloze cultuur; gewasprestaties; binnenlandbouw;
voedselveiligheid; duurzaamheid van hulpbronnen
1. Inleiding
De wereldbevolking zal naar verwachting in 10 bijna 2050 miljard bereiken, waarbij het grootste deel van de groei naar verwachting zal plaatsvinden in grote stedelijke centra over de hele wereld [1,2]. Naarmate de bevolking toeneemt, moet de voedselproductie toenemen en tegemoet komen aan de behoeften op het gebied van voeding en gezondheid, terwijl tegelijkertijd de doelstellingen voor duurzame ontwikkeling van de Verenigde Naties (UN SDG's) [3,4] worden bereikt. De afnemende landbouwgrond en de nadelige gevolgen van klimaatverandering voor de landbouw vormen extra uitdagingen die innovaties in toekomstige voedselproductiesystemen dwingen om in de komende decennia aan de toenemende vraag te voldoen. Australische boerderijen worden bijvoorbeeld vaak blootgesteld aan klimaatvariabiliteit en zijn vatbaar voor langetermijneffecten van klimaatverandering. Recente droogtes in Oost-Australië in 2018-19 en 2019-20 hadden een negatief effect op landbouwbedrijven, waardoor de opkomende effecten van klimaatverandering op de Australische landbouw werden vergroot [5].
Beschermde teelten, ook bekend als indoor farming [6] - variërend van low-tech polytunnels tot medium-tech, gedeeltelijk milieuvriendelijke kassen, tot high-tech 'slimme' kassen en indoor farms - kunnen helpen om de wereldwijde voedselzekerheid in de 21e te verbeteren eeuw. Hoewel de visie van een zelfvoorzienende metropool aantrekkelijk is als een manier om hedendaagse uitdagingen aan te gaan, is de opkomst van indoor farming niet in overeenstemming met de
opwinding en optimisme van de voorstanders. Beschermde teelten en binnenlandbouw vereisen een groter gebruik van technologie en automatisering om het landgebruik te optimaliseren, waardoor opwindende oplossingen worden geboden om de toekomstige voedselproductie te verbeteren [7]. Wereldwijd heeft de ontwikkeling van stadslandbouw [8,9] vaak plaatsgevonden na chronische en/of acute crises, zoals licht- en ruimtebeperkingen in Nederland; de ineenstorting van de auto-industrie in Detroit; de crash van de vastgoedmarkt aan de oostkust van de VS; en de blokkade van de Cubaanse rakettencrisis. Ander
impulsen zijn gekomen in de vorm van beschikbare markten, dat wil zeggen, beschermde teelten zijn in Spanje toegenomen [10] vanwege de gemakkelijke toegang van het land tot Noord-Europese markten. Samen met de bestaande uitdagingen zou de aanhoudende COVID-19-pandemie de nodige impuls kunnen geven om de stadslandbouw te transformeren [11].
Als stadslandbouw een belangrijke rol wil spelen bij het verbeteren van voedselzekerheid en menselijke voeding, moet het wereldwijd worden opgeschaald, zodat het de capaciteit heeft om een breed scala aan producten te verbouwen op een meer energie-, hulpbronnen- en kostenefficiënte manier dan is momenteel mogelijk. Er zijn enorme mogelijkheden om de productiviteit en kwaliteit van gewassen te verbeteren door verbeteringen op het gebied van milieucontrole, plaagbestrijding, fenomenen en automatisering te combineren
met veredelingsinspanningen gericht op eigenschappen die de plantarchitectuur, gewaskwaliteit (smaak en voeding) en opbrengst verbeteren. Een grotere diversiteit aan huidige en opkomende gewassen ten opzichte van traditionele gewastypes, evenals medicinale planten, kan worden gekweekt in milieuvriendelijke boerderijen [12,13].
De dringende noodzaak om de stedelijke voedselzekerheid te verbeteren en de ecologische voetafdruk van voedsel te verkleinen, kan worden opgevangen door innovaties in de agrovoedingssectoren, zoals beschermde teelt en verticale binnenlandbouw. Deze variëren van low-tech polytunnels met minimale milieucontrole, medium-tech, gedeeltelijk milieuvriendelijke kassen tot high-tech kassen en verticale landbouwfaciliteiten met ultramoderne technologieën. Beschermde teelt is de snelst groeiende voedselproducerende sector in Australië, in termen van productieschaal en economische impact [12]. De Australische sector voor beschermde gewassen bestaat uit hightechfaciliteiten (17%), kassen (20%) en op hydrocultuur/substraat gebaseerde gewasproductiesystemen (52%), wat aangeeft dat er behoefte en kansen zijn om de agrovoedingssector te ontwikkelen. In deze review bespreken we de status van beschermde teelt in de context van beschikbare technologieën en bijbehorende doeltuinbouwgewassen, waarbij we de kansen en uitdagingen schetsen die moeten worden aangepakt door lopend onderzoek in Australië.
2. Huidige technieken en technologieën in beschermde teelt
In 2019 was het totale landoppervlak dat bestemd is voor beschermde teelten, wat in grote lijnen betrekking heeft op:
het verbouwen van gewassen onder alle soorten bedekkingen – werd geschat op 5,630,000 hectare (ha) wereldwijd [14]. Het totale areaal aan groenten en kruiden dat in kassen wordt geteeld (permanente structuren) wordt geschat op ongeveer 500,000 ha wereldwijd, waarbij 10% van deze gewassen in kassen wordt verbouwd en 90% in plastic kassen [15,16]. Het Australische kassenareaal wordt geschat op ongeveer 1300 ha, met hightechkassen (ongeveer 14 individuele bedrijven die elk minder dan 5 ha bezetten) 17% van dit areaal, en lowtech/mediumtechkassen 83% [17] ]. Wereldwijd vormen plastic kassen en kassen respectievelijk ongeveer 80% en 20% van de totale geproduceerde kassen [16].
Beschermde teelt is de snelst groeiende voedselproducerende sector in Australië, met een waarde van ongeveer $ 1.5 miljard per jaar aan de boerderij in 2017. Geschat wordt dat ongeveer 30% van alle Australische boeren gewassen verbouwt in een of andere vorm van beschermd teeltsysteem, en dat onder afdak geteelde gewassen ongeveer 20% van de totale waarde van de groente- en bloemenproductie uitmaken [18]. In Australië is het geschatte areaal voor kasgroenten het hoogst voor Zuid-Australië (580 ha), gevolgd door New South Wales (500 ha) en Victoria (200 ha), terwijl Queensland, West-Australië en Tasmanië elk <50 ha beslaan [17] ].
Op basis van het Australian Horticulture Statistics Handbook (2014-2015) en gesprekken met de industrie, werd de brutowaarde van de productie (GVP) van fruit, groenten en bloemen geschat voor 2017. Van de gebruikte teeltsystemen waren gewassen die op hydrocultuur/substraat zijn geteeld. gebaseerde productiesystemen (52%) werden het hoogst gewaardeerd, gevolgd door de systemen die werden gekweekt onder bodemfertigatiesystemen (35%), met een combinatie van bodemfertigatie en hydrocultuur/substraatgebaseerde systemen (11%) en het gebruik van een hydrocultuur/voedingsstof filmtechniek (NFT) (2%) (Figuur 1A). Evenzo hadden onder de beschermingstypes gewassen die onder poly-/glasafdekkingen (63%) werden gekweekt het hoogste GVP, gevolgd door gewassen die onder poly-afdekkingen (23%), hagel-/schaduwafdekkingen (8%) en gecombineerde poly/hagel/schaduw covers (6%) (Figuur 1B) [17]. Binnen Australië zijn statistieken voor GVP's van specifieke glastuinbouwproducten niet direct beschikbaar [15].
Figuur 1. Totale brutowaardeproductie (GVP) van gewassen onder beschermde teelt (2017) per teeltsysteem (A) en bescherming (B). Hydrocultuur / op substraat gebaseerde productie omvat bodemloze plantengroei met behulp van een inert medium zoals steenwol. Bij productie op basis van grond/fertigaat wordt planten gekweekt met behulp van grond met fertigatie (gecombineerde toediening van mest en water). De hydrocultuur/nutriëntenfilmtechniek (NFT) houdt in dat een ondiepe stroom water met opgeloste voedingsstoffen in waterdichte kanalen door de wortels van planten circuleert. 'Poly' verwijst naar polycarbonaat.
Hagel-/schaduwafdekkingen, meestal van gaas of doek, beschermen gewassen tegen hagel en houden een deel van overmatig licht tegen. $ verwijst naar AUD.
Onder de gecontroleerde omgevingsfaciliteiten in de Verenigde Staten komen glazen of polycarbonaat (poly) kassen (47%) vaker voor dan indoor vertical farms (30%), low-tech plastic hoepelhuizen (12%), containerfarms (7%) ) en indoor diepwatercultuursystemen (4%). Onder kweeksystemen komt hydrocultuur (49%) vaker voor dan op aarde gebaseerde (24%), aquaponic (15%), aeroponische (6%) en hybride (aeroponische, hydrocultuur, aarde) systemen (6%) [19,20].
Australië heeft zeer weinig gevestigde geavanceerde verticale boerderijen, grotendeels vanwege het feit dat het weinig dichtbevolkte steden heeft. Australië heeft echter ongeveer 1000 ha kassenareaal [16,17] en de export van verse groenten en fruit is aanzienlijk toegenomen van 2006 tot 2016 voor Australië [16] met toenemende onderbedekkende teelten. Hoewel Australië een geweldige start heeft gemaakt in indoor farming en de sector een enorm groeipotentieel heeft, heeft het tijd nodig om te rijpen en verder te ontwikkelen om een belangrijke speler op wereldschaal te worden. Momenteel kunnen commercieel georiënteerde indoor farm-faciliteiten worden onderverdeeld in de volgende drie niveaus van technologische vooruitgang: low-, medium- en hightech. Elk wordt in meer detail besproken in de volgende secties.
2.1. Nieuwe technologieën voor low-tech polytunnels
Low-tech kasfaciliteiten die het meest bijdragen aan beschermde teelt hebben verschillende beperkingen die technologische oplossingen vereisen om te helpen bij hun overgang naar winstgevende medium- of high-tech faciliteiten die hoogwaardige gewassen produceren met minimale middelen. Low-tech polytunnels zijn goed voor 80-90% van de productie van kasgewassen wereldwijd [20] en in Australië [17]. Gezien het grote aandeel low-tech polytunnels in beschermde teelten en hun lage niveaus van klimaat, fertigatie en ongediertebestrijding, is het belangrijk om de bijbehorende uitdagingen aan te pakken om de productie en het economische rendement voor de telers te verhogen.
Het low-tech niveau omvat verschillende soorten polytunnels die kunnen variëren van geïmproviseerde metalen constructies met plastic bekledingen tot permanente, speciaal gebouwde constructies. Over het algemeen worden ze niet verder beheerst dan het vermogen om de plastic bekleding op te tillen als het buiten te heet of bewolkt wordt. Deze plastic hoezen beschermen het gewas tegen hagel, regen en kou en verlengen het groeiseizoen enigszins. Deze goedkope structuren bieden een
levensvatbaar investeringsrendement in groentegewassen zoals sla, bonen, tomaten, komkommer, kool en courgette. De landbouw in deze poly-tunnels vindt plaats in de grond, terwijl meer geavanceerde operaties grote potten en druppelirrigatie kunnen gebruiken voor tomaten, blauwe bessen, aubergines of paprika's. Hoewel low-tech beschermde teelt zinvol is voor kleine telers, vertonen dergelijke technieken verschillende tekortkomingen. Hun gebrek aan milieucontrole beïnvloedt de consistentie van de grootte en kwaliteit van het product en vermindert daarom
de markttoegang van deze producten voor veeleisende klanten zoals supermarkten en restaurants. Aangezien het gewas over het algemeen in de bodem wordt geplant, worden deze boeren ook geconfronteerd met tal van plagen en door de bodem overgedragen ziekten (bijv. persistente nematodenplaag). Industrie- en onderzoekspartners hebben innovaties nodig bij het leveren van oplossingen voor het ontwerp van faciliteiten en gewasbeheersystemen, evenals slimme handelssystemen om producten te exporteren
en een constante toeleveringsketen in stand te houden. Stimulansen en steun van financieringsorganen en technologische innovaties (bijv. biologische bestrijding, gedeeltelijke automatisering van irrigatie en temperatuurregeling) van universiteiten en bedrijven zouden telers kunnen helpen bij de overgang naar meer geavanceerde technologische teeltsystemen.
2.2. Medium-tech kassen upgraden met innovaties en nieuwe technologieën
Medium-tech beschermde teelt is een brede categorie die kassen en kassen met gecontroleerde omgeving omvat. Dit deel van de beschermde teeltsector vereist aanzienlijke technologische upgrades om te kunnen concurreren met grootschalige voedselproductie in boerderijen die gebruik maken van low-tech polytunnels en hoogwaardige producten uit hightech kassen. De omgevingscontrole in medium-tech kassen is meestal gedeeltelijk of intensief en de temperatuur van sommige kassen kan worden gecontroleerd door het dak handmatig te openen, terwijl
meer geavanceerde faciliteiten hebben koel- en verwarmingseenheden. Het gebruik van zonnepanelen en slimme films wordt onderzocht om de energiekosten en CO21-voetafdruk in medium-tech kassen te verminderen [23–XNUMX].
Hoewel veel kassen nog steeds zijn gemaakt van PVC of glazen bekleding, kunnen slimme films op deze constructies worden aangebracht of worden opgenomen in het ontwerp van kassen om de energie-efficiëntie te verhogen. Over het algemeen gebruiken hoogwaardige kassen groeimedia zoals steenwolblokken met zorgvuldig gekalibreerde ontvangsten van vloeibare mest in verschillende groeistadia om de gewasopbrengst te maximaliseren. In medium-tech kas wordt soms CO2-bemesting toegepast om de opbrengst en kwaliteit te verhogen. De medium-tech beschermde teeltsector zal profiteren van partnerschappen tussen de industrie en de universiteit om geavanceerde wetenschappelijke en technologische oplossingen te genereren, waaronder nieuwe genotypen voor gewassen met een hoge opbrengst en kwaliteit, geïntegreerde plaagbestrijding, volledig geautomatiseerde fertigatie en klimaatbeheersing in de kas, en robothulp bij gewasbeheer en oogst.
2.3. Innovaties van wetenschap en technologie voor hightech kassen
In hightech kassen kunnen de nieuwste technologische ontwikkelingen op het gebied van gewasfysiologie, fertigatie, recycling en verlichting worden geïntegreerd. In grootschalige commerciële kassen kunnen bijvoorbeeld 'smart glass'-technologie, fotovoltaïsche (PV)-systemen en aanvullende verlichting, zoals LED-panelen, worden gebruikt om de gewaskwaliteit en opbrengst te verbeteren. Producenten automatiseren ook steeds vaker kritieke en/of arbeidsintensieve gebieden zoals gewasmonitoring, bestuiving en oogsten.
De ontwikkeling van kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning (MI) heeft nieuwe dimensies geopend voor hightech kassen [24-28]. AI is een reeks computergecodeerde regels en statistische modellen die zijn getraind om patronen in big data te onderscheiden en taken uit te voeren die over het algemeen worden geassocieerd met menselijke intelligentie. AI die wordt gebruikt bij beeldherkenning wordt gebruikt om de gezondheid van gewassen te bewaken en tekenen van ziekte te herkennen, waardoor snellere, beter geïnformeerde beslissingen kunnen worden genomen voor gewasbeheer en oogsten, wat tegenwoordig kan worden bereikt
door robotarmen in plaats van door menselijke arbeid. Internet-of-Things (IoT) biedt oplossingen voor automatisering die specifiek kunnen worden aangepast voor kastoepassingen [29]. AI en IoT kunnen dus een aanzienlijke bijdrage leveren op het gebied van moderne landbouw door landbouwactiviteiten te controleren en te automatiseren [30].
Onderzoek en ontwikkeling op het gebied van landbouwrobots is het afgelopen decennium aanzienlijk gegroeid [31-33]. Een autonoom oogstsysteem voor paprika's dat de commerciële levensvatbaarheid benadert, werd aangetoond met een oogstsuccespercentage van 76.5% [31] in Australië. Prototypes van robots voor het ontbladeren van tomatenplanten, het oogsten van paprika's (paprika's) en het bestuiven van tomatengewassen [34,35] zijn ontwikkeld in Europa en Israël en zouden in de nabije toekomst op de markt kunnen worden gebracht.
Bovendien zullen softwaresystemen voor arbeidsbeheer voor grootschalige hightech-kassen de efficiëntie van werknemers aanzienlijk optimaliseren, waardoor de economische vooruitzichten van deze bedrijven verbeteren. De IT- en technische revolutie zal beschermde teelt en binnenlandbouw mogelijk blijven maken, waardoor telers hun gewassen kunnen volgen en beheren vanaf computers en mobiele apparaten, die zelfs kunnen worden gebruikt om kritieke landbouw- en
markt beslissingen. High-tech kassen hebben het grootste potentieel om de Australische beschermde teeltsector ten goede te komen, en daarom zal doorlopend onderzoek en innovatie naar deze faciliteiten zich waarschijnlijk vertalen in goed geïnvesteerde tijd en geld.
2.4. Verticale boerderijen ontwikkelen voor toekomstige behoeften
In de afgelopen jaren is er een snelle ontwikkeling van indoor 'vertical farming' over de hele wereld te zien, vooral in landen met grote populaties en onvoldoende land [36,37]. Verticale landbouw vertegenwoordigt een waarde van 6 miljard dollar, maar blijft een klein deel van de wereldwijde landbouwmarkt van meerdere biljoenen dollars [38]. Er zijn verschillende iteraties van verticale landbouw, maar ze gebruiken allemaal verticaal gestapelde, grondloze of hydrocultuur teeltplanken in een volledig gesloten en gecontroleerde omgeving, wat een hoge mate van automatisering, controle en consistentie mogelijk maakt [39]. Verticale landbouw blijft echter beperkt tot hoogwaardige gewassen met een korte levenscyclus vanwege de hoge energiekosten, ondanks de ongeëvenaarde productiviteit per vierkante meter en de hoge water- en nutriëntenefficiëntie.
De technologische dimensie van verticale landbouw - en in het bijzonder de komst van 'slimme' kassen - zal waarschijnlijk telers aantrekken die graag willen werken met opkomende computer- en big-datatechnologieën zoals AI en het Internet of Things (IoT) [40]. Momenteel zijn alle vormen van indoor farming energie- en arbeidsintensief, hoewel er ruimte is voor grote vooruitgang in zowel automatisering als energie-efficiëntietechnologieën. Nu al leveren de meest geavanceerde vormen van binnenlandbouw hun eigen energie ter plaatse en zijn onafhankelijk van het algemene elektriciteitsnet. Daktuinen kunnen variëren van eenvoudige ontwerpen op stadsgebouwen tot bedrijfsdaken op gemeentegebouwen in New York en Parijs. Verticale binnenlandbouw heeft een mooie toekomst, vooral in de nasleep van de COVID-19-pandemie, en is goed gepositioneerd om zijn aandeel op de wereldwijde voedselmarkt te vergroten, dankzij zijn
zeer efficiënt productiesysteem, verlaging van de toeleveringsketen en logistieke kosten, potentieel voor automatisering (minimalisering van de handling) en gemakkelijke toegang voor zowel arbeid als consumenten.
3. Doelgewassen in beschermde teelt
Momenteel zijn gewassen die geschikt zijn voor binnenlandbouw beperkt in aantal vanwege de gewasbeperkingen voor binnenteelt en beschermde teeltbeperkingen zoals hoge energiekosten (voor verlichting, verwarming, koeling en het runnen van verschillende geautomatiseerde systemen) die specifieke hoogwaardige gewassen mogelijk maken [ 41–43]. De economische productie van een diverse reeks eetbare gewassen is echter essentieel als beschermde teelt een significante impact wil hebben op
wereldwijde voedselzekerheid [12,13,44]. Gewascultivars voor de beschermde groenteteelt verschillen aanzienlijk van die voor de vollegrondsteelt die zijn veredeld voor tolerantie voor een breed scala aan omgevingsomstandigheden, wat niet noodzakelijkerwijs vereist is bij beschermde teelten. De ontwikkeling van geschikte cultivars vereist de optimalisatie van verschillende eigenschappen (zoals zelfbestuiving, onbepaalde groei, robuuste wortels) die verschillen van de eigenschappen die als
wenselijk bij buitenteelten (Figuur 2) (Overgenomen uit [13]).
Figuur 2. Gewenste eigenschappen voor vruchtdragende gewassen die binnen worden gekweekt onder gecontroleerde omgevingsomstandigheden in vergelijking met gewassen die buiten worden gekweekt onder veldomstandigheden.
Momenteel zijn de groenten en fruit die het best geschikt zijn voor indoor farming:
• Die aan wijnstokken of struiken groeien (tomaat, aardbei, framboos, bosbes, komkommer, paprika, druif, kiwi);
• Hoogwaardige specialistische gewassen (hop, vanille, saffraan, koffie);
• Medicinale en cosmetische gewassen (zeewier, Echinacea);
• Kleine bomen (kersen, chocolade, mango, amandelen) zijn andere haalbare opties [13].
In de volgende paragrafen gaan we dieper in op huidige bestaande gewassen en de ontwikkeling van nieuwe cultivars voor binnenlandbouw.
3.1. Bestaande gewassen geteeld in laag-, middel- en hoogtechnologische faciliteiten
Laag- en middentechnologische beschermde teeltsystemen produceren voornamelijk tomaat, komkommer, courgette, paprika, aubergine, sla, Aziatische groenten en kruiden. In termen van areaal, hoeveelheid geproduceerd fruit en aantal bedrijven is tomaat het belangrijkste tuinbouwgroentegewas dat in kassen wordt geproduceerd, gevolgd door paprika en sla [15,45].
In Australië is de ontwikkeling van grootschalige gecontroleerde-omgevingsfaciliteiten voornamelijk beperkt gebleven tot die welke zijn gebouwd voor het telen van tomaten [15]. De geschatte GVP van fruit, groenten en bloemen voor 2017, in het veld en in beschermde teeltfaciliteiten, toont de dominantie van tomaat in de Australische beschermde teeltsector aan.
Het totale geschatte BBP voor 2017 met betrekking tot de vollegronds- en onderbedekkende productie van tuinbouwgewassen was het hoogst voor tomaat (24%), gevolgd door aardbei (17%), zomerfruit (13%), bloemen (9%), bosbes (7%), komkommer (7%) en paprika (6%), met Aziatische groenten, kruiden, aubergines, kersen en bessen die elk minder dan 6% vertegenwoordigen (Figuur 3A).
Figuur 3. Geschatte bruto productiewaarde (GVP) voor de totale gecombineerde veld- en beschermde groenteproductie (A) en toegerekende GVP van gewassen geteeld onder beschermde teelt in 2017 (B) voor Australië.
Hiervan was de GVP van gewassen die in beschermde teeltsystemen werden geteeld het hoogst voor tomaat (40%), wat een aanzienlijke marge had ten opzichte van andere gewassen, waaronder bloemen (11%), aardbei (10%), zomerfruit (8% ) en bessen (8%), waarbij elk van de resterende gewassen minder dan 5% uitmaakt (Figuur 3B). De Australische binnenlandse markt is echter verzadigd door kastomaten, waardoor de beschermde teeltsector wordt verlaten
met de volgende twee opties: de verkoop van deze gewassen op internationale markten verhogen; en/of om enkele van de bestaande glastuinders in het land aan te moedigen over te stappen op de teelt van andere hoogwaardige gewassen. Het aandeel individuele gewassen dat onder bescherming werd geteeld, was het hoogst voor bessen (85%) en tomaat (80%), gevolgd door bloemen (60%), komkommer (50%), kersen en Aziatische groenten (elk 40%), aardbei en zomer
fruit (elk 30%), bosbessen en kruiden (elk 25%), en ten slotte paprika en aubergine, elk met 20% [17]. Momenteel beperkt energie- en arbeidsintensieve indoor farming zich tot hoogwaardige gewassen die op korte termijn kunnen worden geproduceerd met een lage energie-input [46,47]
In plantaardige 'fabrieken' zijn de meest geteelde gewassen momenteel bladgroenten en kruiden, vanwege de korte groeiperiodes van deze gewassen (omdat fruit en zaden niet nodig zijn) en hoge waarde [7], het feit dat dergelijke gewassen relatief minder licht nodig hebben voor fotosynthese [48] en omdat de meeste geproduceerde plantaardige biomassa kan worden geoogst [46,49]. Er is een groot potentieel om de opbrengsten en kwaliteit van gewassen die in stadsboerderijen worden verbouwd te verbeteren [12].
3.2. Industrie-enquête: waar liggen de interesses van deelnemers?
De identificatie van belangrijke onderzoeksthema's is essentieel om de efficiëntie van publiek en privaat gefinancierd onderzoek voor de toekomst van beschermde teelten te verbeteren. Zo bestaat het Future Food Systems Co-operative Research Centre (FFSCRC), geïnitieerd door New South Wales Farmers Association (NSW Farmers), University of New South Wales (UNSW) en Food Innovation Australia Ltd. (FIAL), uit een consortium van meer dan 60 oprichtingen
industrie, overheid en onderzoeksdeelnemers. Haar onderzoeks- en capaciteitsprogramma's zijn bedoeld om deelnemers te ondersteunen bij het optimaliseren van de productiviteit van regionale en voorstedelijke voedselsystemen, het brengen van nieuwe producten van prototype naar de markt en het implementeren van snelle, door de herkomst beschermde toeleveringsketens van boerderij tot consument. Daartoe biedt de FFSRC een onderzoeksomgeving voor samenwerking die is gericht op het verbeteren van beschermde teelten om onze capaciteit om hoogwaardige tuinbouwproducten te exporteren te vergroten en Australië te helpen een leider te worden op het gebied van wetenschap en technologie voor de beschermde teeltsector.
De deelnemers werden ondervraagd om de beoogde gewassen voor de binnenlandbouw te identificeren. Van de deelnemers die doelgewassen identificeerden, was de belangstelling voor verse groenten (29%) het grootst, gevolgd door de belangstelling voor fruitgewassen (22%); medicinale cannabis, andere geneeskrachtige kruiden en gespecialiseerde gewassen (13%); inheemse/inheemse soorten (10%). paddenstoelen/schimmels (10%). en bladgroenten (3%) (Figuur 4).
Figuur 4. Classificatie van de gewassen die momenteel worden geproduceerd door FFSCRC-deelnemers in beschermde teeltfaciliteiten en dus van de waarschijnlijke interesse van deelnemers in het vinden van oplossingen om deze gewassen productiever te laten groeien onder afdak.
De enquête was gebaseerd op informatie over de deelnemers die online beschikbaar was; het verkrijgen van meer gedetailleerde informatie zal cruciaal zijn voor het begrijpen en voldoen aan de specifieke eisen van de deelnemers.
3.3. Nieuwe cultivars kweken voor gecontroleerde omgevingen
Veredelingstechnologieën die beschikbaar zijn voor de verbetering van groente- en andere gewassen vorderen snel [50]. In beschermde teelten, een dynamische economische sector met snelle veranderingen in markttrends en consumentenvoorkeuren, is het kiezen van de juiste cultivar van cruciaal belang [44,51]. Er zijn veel onderzoeken waarin wordt beoordeeld hoe hoogwaardige gewassen zoals tomaat en aubergine kunnen worden aangepast aan de glastuinbouw [52,53]. Nieuwe veredelingstechnologieën [50] hebben de ontwikkeling van nieuwe cultivars met gewenste eigenschappen vergemakkelijkt, en sommige bedrijven zijn begonnen met het ontwerpen van planten voor groei in gecontroleerde omgevingen onder LED-verlichting [20]. Cultivars zijn echter meestal gefokt om de opbrengst te maximaliseren onder zeer variabele veldomstandigheden [46]. Gewaskenmerken zoals tolerantie voor droogte, hitte en vorst - die wenselijk zijn in vollegrondsgewassen, maar doorgaans leiden tot opbrengstbeperkingen - zijn over het algemeen niet nodig in
binnenlandbouw.
Belangrijke eigenschappen die kunnen worden nagestreefd voor het aanpassen van hoogwaardigere gewassen aan binnenlandbouw, zijn korte levenscycli, continue bloei, een lage wortel-tot-scheutverhouding, verbeterde prestaties bij een lage fotosynthetische energie-input en gewenste consumentenkenmerken, waaronder smaak, kleur, textuur en specifieke voedingswaarde [12,13]. Bovendien zal het specifiek fokken voor hogere kwaliteit zeer gewilde producten met een hoge marktwaarde opleveren. Het lichtspectrum, de temperatuur, de vochtigheid en de toevoer van voedingsstoffen kunnen worden beheerd om de accumulatie van doelverbindingen in bladeren en fruit te veranderen [54,55] en de voedingswaarde van gewassen te verhogen, inclusief eiwitten (hoeveelheid en kwaliteit), vitamine A, C en E, carotenoïden, flavonoïden, mineralen, glycosiden en anthocyanines [12]. Zo zijn natuurlijk voorkomende mutaties (in grapevine) en gen-editing (in kiwi's) gebruikt om de plantarchitectuur aan te passen, wat nuttig zal zijn voor binnenteelt in beperkte ruimtes. In een recent onderzoek werden tomaten- en kersenplanten ontwikkeld met behulp van CRISPR-Cas9 om de volgende drie gewenste eigenschappen te combineren: een dwergfenotype, een compacte groeiwijze en vroegrijpe bloei. De geschiktheid van de resulterende 'bewerkte' tomatenrassen voor gebruik in indoor farming-systemen werd gevalideerd met behulp van veld- en commerciële verticale boerderijproeven [56].
Een overzicht van moleculaire veredeling om geoptimaliseerde gewassen te creëren besprak de toegevoegde waarde van landbouwproducten door landbouwgewassen te ontwikkelen met gezondheidsvoordelen en als eetbare medicijnen [46]. De belangrijkste benaderingen voor het ontwikkelen van landbouwgewassen met gezondheidsvoordelen werden geïdentificeerd als de accumulatie van grote hoeveelheden van een gewenste intrinsieke voedingsstof of vermindering van ongewenste verbindingen, en de accumulatie van waardevolle verbindingen die
worden normaal gesproken niet in het gewas geproduceerd.
4. Uitdagingen en kansen in beschermde teelt en binnenlandbouw
Geavanceerde faciliteiten voor beschermde teelt en indoor farming hebben een relatief kleine impact op het milieu. Hoewel het verbouwen van gewassen onder overkapping energie-intensiever is dan veel andere landbouwmethoden, bevordert het vermogen om de weersinvloeden te verminderen, traceerbaarheid te garanderen en voedsel van betere kwaliteit te verbouwen de consistente levering van kwaliteitsproducten, waardoor opbrengsten worden behaald die veel groter zijn dan de extra productiekosten [18]. De belangrijkste uitdagingen bij beschermde teelt zijn onder meer:
• Hoge kapitaalkosten door hoge grondprijzen in binnenstedelijke en randstedelijke gebieden;
• Hoog energieverbruik;
• Vraag naar geschoolde arbeidskrachten;
• Disease management zonder chemische controles; en
• Ontwikkeling van voedingskwaliteitsindexen - om kwaliteitsaspecten van de producten te definiëren en te certificeren - voor binnen gekweekte gewassen.
In de volgende sectie bespreken we enkele van de uitdagingen en kansen die gepaard gaan met beschermde teelten.
4.1. Optimale omstandigheden voor hoge productiviteit en efficiënt gebruik van hulpbronnen
Een beter begrip van de gewasvereisten in verschillende groeistadia en onder verschillende lichtomstandigheden is essentieel als telers een kosteneffectieve gewasproductie in gecontroleerde omgevingen willen handhaven. Efficiënt beheer van de kasomgeving, met inbegrip van de klimatologische en voedingselementen, en zowel structurele als mechanische omstandigheden, kan de kwaliteit van het fruit en de opbrengsten aanzienlijk verhogen [57]. De groeiomgevingsfactoren kunnen de plantengroei, verdampingssnelheden en fysiologische cycli beïnvloeden. Van de klimatologische factoren is zonnestraling de belangrijkste, aangezien fotosynthese licht vereist en de gewasopbrengst recht evenredig is met het zonlichtniveau tot aan de lichtverzadigingspunten voor fotosynthese. Vaak vereist nauwkeurige milieucontrole een hoog energieverbruik, waardoor de winstgevendheid van landbouw met gecontroleerde omgeving wordt verminderd. De energie die nodig is voor het verwarmen en koelen van kassen blijft een grote zorg en een doel voor diegenen die de energiekosten willen verlagen [6]. Beglazingsmaterialen en innovatieve glastechnologieën zoals Smart Glass [58] bieden veelbelovende mogelijkheden voor het verlagen van de kosten die gepaard gaan met het handhaven van de kastemperatuur en het beheersen van omgevingsvariabelen. Tegenwoordig worden innovatieve glastechnologieën en effectieve koelsystemen verwerkt in beschermde teelten in kassen. Beglazingsmaterialen hebben het potentieel om te verminderen
elektriciteitsverbruik, door overtollige zonnestraling te absorberen en de lichtenergie om te leiden om elektriciteit op te wekken met behulp van fotovoltaïsche cellen [59,60].
De bekledingsmaterialen beïnvloeden echter het microklimaat in de kas [61,62] inclusief licht [63] en het is daarom belangrijk om de impact van nieuwe beglazingsmaterialen op plantengroei en fysiologie, gebruik van hulpbronnen, gewasopbrengst en kwaliteit te beoordelen in omgevingen waarin factoren zoals CO2, temperatuur, nutriënten en irrigatie worden streng gecontroleerd. Zo werden semi-transparante organische fotovoltaïsche cellen (OPV's) op basis van het mengsel van regioregular poly(3-hexylthiofeen) (P3HT) en fenyl-C61-boterzuurmethylester (PCBM) getest om peperplanten (Capsicum annuum) te kweken. In de schaduw van OPV's produceerden de paprikaplanten 20.2% meer fruitmassa en waren schaduwplanten 21.8% groter aan het einde van het groeiseizoen [64]. In een ander onderzoek had de reductie in PAR veroorzaakt door flexibele fotovoltaïsche panelen op het dak geen invloed op de opbrengst, plantmorfologie, aantal bloemen per tak, vruchtkleur, stevigheid en pH [65].
Een ultra-laag reflecterende 'smart glass' film, Solar Gard™ ULR-80 [58], wordt momenteel getest in de kasproductie. Het doel is om het potentieel van beglazingsmaterialen met instelbare lichttransmissie te realiseren en de hoge energiekosten die gepaard gaan met operaties in hightech glastuinbouwfaciliteiten te verminderen. Smart Glass-film (SG) wordt toegepast op het standaardglas van individuele kassen in faciliteiten die groentegewassen verbouwen met behulp van commerciële verticale teelt- en managementpraktijken [66,67]. Aubergineproeven onder SG toonden een hogere energie- en fertigatie-efficiëntie [42] aan, maar ook een verminderde aubergineopbrengst, als gevolg van hoge bloem- en/of vruchtabortus als gevolg van lichtbeperkte fotosynthese [58]. De gebruikte SG-film moet mogelijk worden aangepast om optimale lichtomstandigheden te genereren en lichtbeperkingen te minimaliseren voor fruit met een hoog koolstofgehalte, zoals aubergines.
Het gebruik van nieuwe energiebesparende beglazingsmaterialen zoals slim glas biedt een uitstekende mogelijkheid om de energiekosten van kasactiviteiten te verlagen en de lichtomstandigheden voor de teelt van doelgewassen te optimaliseren. Slimme afdekfilms zoals luminescent-light emitting landbouwfilms (LLEAF) hebben het potentieel om de vegetatieve groei en reproductieve ontwikkeling in medium-tech beschermde teelten te verbeteren en te beheersen. LLEAF
Panels kunnen worden getest op een verscheidenheid aan bloeiende en niet-bloeiende gewassen om te bepalen of ze bijdragen aan het verhogen van de vegetatieve en reproductieve groei (door fysiologische processen te veranderen die ten grondslag liggen aan de plantengroei en de productiviteit en kwaliteit van gewassen).
4.2. Beheer van plagen en ziekten
Hoewel gecontroleerde beschermde teeltfaciliteiten plagen en ziekten kunnen minimaliseren, zijn ze, eenmaal geïntroduceerd, buitengewoon moeilijk en kostbaar om te bestrijden zonder het gebruik van giftige synthetische chemicaliën. Verticale binnenlandbouw maakt het mogelijk om gewassen nauwlettend te volgen op tekenen van plagen of ziekten, handmatig en/of automatisch (met behulp van detectietechnologieën) en het toepassen van opkomende robottechnologieën en/of teledetectieprocedures zal het gemakkelijker maken
het vroegtijdig opsporen van uitbraken en het verwijderen van zieke en/of aangetaste planten [7].
Er zijn nieuwe geïntegreerde plaagbestrijdingsmethoden (IPM) [68] nodig voor een effectieve plaagbestrijding in kassen. Passende beheerstrategieën (cultureel, fysiek, mechanisch, biologisch en chemisch), samen met goede culturele praktijken, geavanceerde monitoringtechnieken en nauwkeurige identificatie kunnen de groenteproductie verbeteren en de afhankelijkheid van pesticidentoepassingen minimaliseren. Een geïntegreerde benadering van ziektebeheer omvat het gebruik van resistente cultivars, sanitaire voorzieningen, degelijke culturele praktijken en het juiste gebruik van pesticiden [44]. De ontwikkeling van nieuwe IPM-strategieën kan de arbeidskosten en de noodzaak om chemische bestrijdingsmiddelen toe te passen minimaliseren. Neem bijvoorbeeld het gebruik van nieuwe, commercieel gekweekte, van nature nuttige insecten (bijv. bladluismug, groene gaasvlieg, enz.) om gewasplagen te bestrijden en de afhankelijkheid van chemische bestrijding te verminderen. Testen van verschillende nieuwe IPM
strategieën, afzonderlijk en in combinatie, zullen helpen bij het ontwikkelen van gewas- en faciliteitspecifieke aanbevelingen voor telers.
4.3. Gewaskwaliteit en voedingswaarden
Beschermde teelten bieden telers en industriële partners het hele jaar door hoge opbrengsten en hoogwaardige producten [69]. Het telen van premium groenten en fruit vereist echter de high-throughput testen van voedings- en kwaliteitsparameters [70]. Basisparameters voor fruitkwaliteit zijn onder meer vochtgehalte, pH, totaal oplosbare vaste stoffen, as, fruitkleur, ascorbinezuur en titreerbare zuurgraad, en geavanceerde voedingsparameters, waaronder suikers, vetten, eiwitten, vitamines en antioxidanten; hardheids- en waterverliesmetingen zijn ook cruciaal voor het definiëren van kwaliteitsindexen [66]. Bovendien zou het testen van de kwaliteit van gewassen met hoge doorvoer kunnen worden opgenomen in een geautomatiseerd kasbeheersysteem. Het screenen van beschikbare gewasgenotypes op kwaliteitsparameters zal leiden tot nieuwe hoogwaardige, voedingsrijke variëteiten van groenten en fruit voor telers en consumenten. Agronomische strategieën, waaronder de groeiomgeving en gewasbeheerpraktijken, moeten worden geoptimaliseerd om de productie en de nutriëntendichtheid van deze hoogwaardige gewassen te verbeteren.
4.4. Werkgelegenheid en beschikbaarheid van geschoolde arbeid
De arbeidsbehoefte voor de beschermde teeltsector neemt toe (>5% per jaar) en naar schatting zijn momenteel meer dan 10,000 mensen in heel Australië rechtstreeks in dienst bij de sector. Ondanks de hoge mate van automatisering vereist grootschalige beschermde teelt veel arbeidskrachten, met name voor het aanleggen van gewassen, het onderhouden van gewassen, mechanische bestuiving en het oogsten van producten. Met de toenemende vraag
voor hoogopgeleide telers blijft het aanbod van voldoende geschoolde arbeidskrachten laag [18,71]. Er zal ook geschoolde arbeidskrachten nodig zijn voor de ontwikkeling van verticale stadslandbouw, wat nieuwe carrières zal opleveren voor technologen, projectmanagers, onderhoudspersoneel en marketing- en winkelpersoneel [7]. Het opzetten van geavanceerde faciliteiten op commerciële schaal voor meerdere doeleinden zou een kans bieden om onderzoeksvragen te beantwoorden, waardoor het doel van het maximaliseren van de productiviteit in een diversiteit aan gewassen wordt bevorderd en tegelijkertijd onderwijs en opleiding wordt geboden in vaardigheden waar waarschijnlijk veel vraag naar zal zijn in de toekomstige sector van beschermde teelt.
5. conclusies
In hightech kassen met slimme technologie is er een groot potentieel om de winstgevendheid te verbeteren door automatisering van kritieke en/of arbeidsintensieve gebieden zoals gewasmonitoring, bestuiving en oogst. De ontwikkeling van AI, robotica en ML openen nieuwe dimensies voor beschermde teelt. Verticale boerderijen vormen een klein deel van de wereldwijde landbouwmarkt en ondanks dat ze zeer energie-intensief zijn, biedt verticale landbouw een ongeëvenaarde productiviteit met een hoge water- en nutriëntenefficiëntie. De economische productie van diverse gewassen is essentieel als de productie van beschermde gewassen een significant positief effect wil hebben op de wereldwijde voedselzekerheid. Laag- en middentechnologische beschermde teeltsystemen produceren voornamelijk tomaten, komkommer, courgette, paprika, aubergine en sla, samen met Aziatische groenten en kruiden.
De ontwikkeling van grootschalige gecontroleerde-omgevingsfaciliteiten in Australië is voornamelijk beperkt gebleven tot het telen van tomaten. Het ontwikkelen van geschikte cultivars vereist het optimaliseren van een aantal belangrijke eigenschappen die verschillen van de eigenschappen die wenselijk worden geacht in buitenteelten. Belangrijke eigenschappen die kunnen worden getarget voor binnenlandbouw zijn onder meer een kortere levenscyclus van gewassen, continue bloei, een lage wortel-tot-scheutverhouding, betere prestaties bij lage fotosynthese
energie-input en gewenste consumentenkenmerken, zoals smaak, kleur, textuur en specifieke nutriëntengehaltes.
Bovendien zal het specifiek fokken op gewassen met een hogere kwaliteit en een hogere voedingswaarde, wenselijke tuinbouwproducten (en mogelijk ook medicinale) producten opleveren met een uitstekende marktwaarde. De winstgevendheid en duurzaamheid van beschermde teelt hangt af van het ontwikkelen van oplossingen voor primaire uitdagingen, waaronder opstartkosten, energieverbruik, geschoolde arbeidskrachten, plaagbestrijding en ontwikkeling van kwaliteitsindexen.
Nieuwe beglazingsmaterialen en technologische ontwikkelingen die momenteel worden onderzocht of uitgeprobeerd, bieden oplossingen om een van de meest urgente uitdagingen op het gebied van beschermde gewassen aan te pakken. Deze verbeteringen kunnen mogelijk de noodzakelijke impuls geven om de beschermde teeltsector te helpen bij de overgang naar een duurzaam en kostenefficiënt niveau van energie-efficiëntie en om te voldoen aan de groeiende vraag naar voedselzekerheid, terwijl de kwaliteit van de gewassen en de voedingswaarde behouden blijven.
inhoud en het minimaliseren van schadelijke milieueffecten.
Auteursbijdragen: SGC schreef de recensie met input en revisie van DTT, Z.-HC, OG en CIC. Alle auteurs hebben de gepubliceerde versie van het manuscript gelezen en ermee ingestemd.
Financiering: De beoordeling was gebaseerd op een rapport in opdracht van en gefinancierd door het Future Food Systems Cooperative Research Centre, dat door de industrie geleide samenwerkingen tussen de industrie, onderzoekers en de gemeenschap ondersteunt. We hebben ook financiële steun gekregen van projecten van Horticulture Innovation Australia (subsidienummer VG16070 aan DTT, Z.-HC, OG, CIC; subsidienummer VG17003 aan DTT, Z.-HC; subsidienummer LP18000 aan Z.-HC) en CRC-project P2 -013 (DTT, Z.-HC, OG, CIC).
Verklaring van de Institutionele Review Board: Niet toepasbaar.
Verklaring van geïnformeerde toestemming: Niet toepasbaar.
Verklaring van beschikbaarheid van gegevens: Niet toepasbaar.
Belangenconflicten: De auteurs verklaren geen belangenconflict.
Referenties
1. Departement Economische en Sociale Zaken van de Verenigde Naties. Online beschikbaar: https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html (geraadpleegd op 13 april 2022).
2. Ministerie van Economische en Sociale Zaken van de Verenigde Naties. Online beschikbaar: https://www.un.org/development/desa/publications/world-population-prospects-2019-highlights.html (toegankelijk op 13 april 2022).
3. Binns, CW; Lee, MK; Maycock, B.; Torheim, LE; Nanishi, K.; Duong, DTT Klimaatverandering, voedselvoorziening en voedingsrichtlijnen. Ann. Rev. Volksgezondheid 2021, 42, 233-255. [CrossRef] [PubMed] 4. Valin, H.; Zand, RD; Van der Mensbrugghe, D.; Nelson, GC; Ahmed, H.; Blanc, E.; Bodirsky, B.; Fujimori, S.; Hasegawa, T.; Havlik, P.; et al. De toekomst van de vraag naar voedsel: verschillen in mondiale economische modellen begrijpen. agrarisch. Eco. 2014, 45, 51-67. [CrossRef] 5. Hughes, N.; Lu, M.; Ying Soh, W.; Lawson, K. Simulatie van de effecten van klimaatverandering op de winstgevendheid van Australische boerderijen. In ABARES Working Paper; Australische regering: Canberra, Australië, 2021. [CrossRef] 6. Rabbi, B.; Chen, Z.-H.; Sethuvenkatraman, S. Beschermde teelt in warme klimaten: een overzicht van vochtigheidsregeling en koelmethoden. Energieën 2019, 12, 2737. [CrossRef] 7. Benke, K.; Tomkins, B. Toekomstige voedselproductiesystemen: verticale landbouw en landbouw met gecontroleerde omgeving. Aanhouden. Wetenschap. Praktijk. Beleid 2017, 13, 13-26. [CrossRef] 8. Mougeot, LJA Groeiende betere steden: stadslandbouw voor duurzame ontwikkeling; IDRC: Ottawa, ON, Canada, 2006; ISBN 978-1-55250-226-6.
9. Pearson, LJ; Pearson, L.; Pearson, CJ Duurzame stadslandbouw: inventarisatie en kansen. Int. J. Agric. Aanhouden. 2010, 8, 7-19. [CrossRef] 10. Tout, D. De tuinbouwsector van de provincie Almería, Spanje. Geogr. J. 1990, 156, 304-312. [CrossRef] 11. Henry, R. Innovaties in landbouw en voedselvoorziening als reactie op de COVID-19-pandemie. Mol. Fabriek 2020, 13, 1095-1097. [CrossRef] 12. O'Sullivan, C.; Bonnett, G.; McIntyre, C.; Hochman, Z.; Wasson, A. Strategieën om de productiviteit, productdiversiteit en winstgevendheid van stadslandbouw te verbeteren. agrarisch. Syst. 2019, 174, 133-144. [CrossRef] 13. O'Sullivan, CA; McIntyre, CL; Droog, IB; Hani, SM; Hochman, Z.; Bonnett, GD Verticale boerderijen werpen hun vruchten af. nat. Biotechnologie. 2020, 38, 160-162. [CrossRef] 14. Cuesta Roble-releases. Wereldwijde broeikasstatistieken. 2019. Online beschikbaar: https://www.producegrower.com/article/cuestaroble-2019-global-greenhouse-statistics/ (geraadpleegd op 13 april 2022).
15. Hadley, D. Gecontroleerde omgeving Potentieel voor de tuinbouwsector in NSW; Universiteit van New England: Armidale, Australië, 2017; p. 25.
16. Wereldgroentenkaart. 2018. Online beschikbaar: https://research.rabobank.com/far/en/sectors/regional-food-agri/world_ plantaardige_map_2018.html (geraadpleegd op 13 april 2022).
17. Graeme Smith Consulting—Algemene branche-informatie. Online beschikbaar: https://www.graemesmithconsulting.com/index. php/information/algemene-industrie-informatie (bezocht op 13 april 2022).
18. Davis, J. Groeiende beschermde teelt in Australië tot 2030; Beschermde teelt Australië: Perth, Australië, 2020; p. 15.
19. Agrarisch. Staat van binnenlandbouw; Agrilyst: Brooklyn, NY, VS, 2017.
20. Bodemloze binnenlandbouw: Fase I: Onderzoek naar de industrie en de effecten van gecontroleerde omgevingslandbouw|Publicaties|WWF.
Online beschikbaar: https://www.worldwildlife.org/publications/indoor-soilless-farming-phase-i-examining-the-industry-andimpacts-of-controlled-environment-agriculture (geraadpleegd op 13 april 2022). Gewassen 2022, 2 184
21. Emmott, CJM; Rohr, JA; Campoy-Quiles, M.; Kirchartz, T.; Urbina, A.; Ekins-Daukes, NJ; Nelson, J. Organische fotovoltaïsche
kassen: een unieke toepassing voor semi-transparante PV? Energie Omgeving. Wetenschap. 2015, 8, 1317-1328. [CrossRef] 22. Marucci, A.; Zambon, ik.; Colantoni, A.; Monarca, D. Een combinatie van landbouw- en energiedoeleinden: evaluatie van een prototype van een fotovoltaïsche kastunnel. Vernieuwen. Aanhouden. Energie Rev. 2018, 82, 1178-1186. [CrossRef] 23. Torrellas, M.; Antón, A.; López, JC; Baeza, EJ; Parra, JP; Munoz, P.; Montero, JI LCA van een tomatengewas in een kas met meerdere tunnels in Almeria. Int. J. Beoordeling van de levenscyclus. 2012, 17, 863-875. [CrossRef] 24. Caponetto, R.; Fortuna, L.; Nunnari, G.; Occhipinti, L.; Xibilia, MG Soft computing voor kasklimaatbeheersing. IEEE Trans. Fuzzy Syst. 2000, 8, 753-760. [CrossRef] 25. Guo, D.; Juan, J.; Chang, L.; Zhang, J.; Huang, D. Discriminatie van de waterstatus van de wortelzone van planten in de kasproductie op basis van fenotypering en machine learning-technieken. Wetenschap. Rep. 2017, 7, 8303. [CrossRef] 26. Hassabis, D. Kunstmatige intelligentie: schaakwedstrijd van de eeuw. Natuur 2017, 544, 413-414. [CrossRef] 27. Hemming, S.; de Zwart, F.; Elings, A.; Righini, ik.; Petropoulou, A. Afstandsbediening van de kasgroenteproductie met kunstmatige intelligentie - Kasklimaat, irrigatie en gewasproductie. Sensoren 2019, 19, 1807. [CrossRef] [PubMed] 28. Taki, M.; Abdanan Mehdizadeh, S.; Rohani, A.; Rahnama, M.; Rahmati-Joneidabad, M. Toegepaste machine learning in kassimulatie; nieuwe toepassing en analyse. Inf. Verwerking agrarisch. 2018, 5, 253-268. [CrossRef] 29. Shamshiri, RR; Hameed, IA; Thorp, KR; Balasundram, SK; Shafian, S.; Fatemieh, M.; Sultan, M.; Mahns, B.; Samiei, S. Greenhouse Automation met behulp van draadloze sensoren en IoT-instrumenten geïntegreerd met kunstmatige intelligentie; IntechOpen: Rijeka, Kroatië, 2021; ISBN 978-1-83968-076-2.
30. Subeesh, A.; Mehta, CR Automatisering en digitalisering van de landbouw met behulp van kunstmatige intelligentie en internet of things. Artif. Intel. agrarisch. 2021, 5, 278-291. [CrossRef] 31. Lehnert, C.; McCool, C.; Za, ik.; Perez, T. Een robot voor het oogsten van paprika's voor beschermde teeltomgevingen. arXiv 2018, arXiv:1810.11920.
32. Lehnert, C.; McCool, C.; Corke, P.; Za, ik.; Stachniss, C.; Henten, EJV; Nieto, J. Speciale uitgave over landbouwrobotica. J. Veldrobot. 2020, 37, 5-6. [CrossRef] 33. Shamshiri, R.; Weltzien, C.; Hameed, IA; Yule, IJ; Grift, TE; Balasundram, SK; Pitonakova, L.; Ahmed, D.; Chowdhary, G. Onderzoek en ontwikkeling in landbouwrobotica: een perspectief op digitale landbouw. Int. J. Agric. Biol. Ing. 2018, 11, 1-14. [CrossRef] 34. Balendonck, J. Veegrobot plukt eerste paprika's. Groenh. Int. Mag. Groenh. Groeien. 2017, 6, 37.
35. Yuan, T.; Zhang, S.; Sheng, X.; Wang, D.; Gong, Y.; Li, W. Een autonome bestuivingsrobot voor hormoonbehandeling van tomatenbloem in kas. In Proceedings of the 2016 3rd International Conference on Systems and Informatics (ICSAI), Shanghai, China, 19-21 november 2016; blz. 108-113.
36. Meharg, AA Perspectief: stadslandbouw heeft monitoring nodig. Natuur 2016, 531, S60. [CrossRef] [PubMed] 37. Thomaier, S.; Specht, K.; Henckel, D.; Dierich, A.; Siebert, R.; Freisinger, UB; Sawicka, M. Landbouw in en op stedelijke gebouwen: huidige praktijk en specifieke nieuwigheden van landbouw zonder areaal (ZFarming). Vernieuwen. agrarisch. Voedsel Syst. 2015, 30, 43-54. [CrossRef] 38. Ghannoum, O. De groene scheuten van herstel. Open forum. 2020. Online beschikbaar: https://www.openforum.com.au/the-greenshoots-of-recovery/ (toegankelijk op 13 april 2022).
39. Despommier, D. Farming up the city: de opkomst van urban vertical farms. Trends Biotechnologie. 2013, 31, 388-389. [CrossRef] 40. Yang, J.; Liu, M.; Lu, J.; Miao, Y.; Hossain, MA; Alhamid, MF Botanisch internet der dingen: op weg naar slimme binnenlandbouw door
mensen, planten, data en clouds met elkaar verbinden. Menigte. Netw. toepassing 2018, 23, 188-202. [CrossRef] 41. Samaranayake, P.; Liang, W.; Chen, Z.-H.; Weefsel, D.; Lan, Y.-C. Duurzame beschermde teelt: een casestudy van seizoensgebonden effecten op het energieverbruik in de kas tijdens de productie van paprika's. Energieën 2020, 13, 4468. [CrossRef] 42. Lin, T.; Goldsworthy, M.; Chavan, S.; Liang, W.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Cazzonelli, CI; Weefsel, DT; Lan, Y.-C.;
Sethuvenkatraman, S.; et al. Een nieuw afdekmateriaal verbetert de koelenergie en de fertigatie-efficiëntie voor de productie van aubergines in de kas. Energie 2022, 251, 123871. [CrossRef] 43. Samaranayake, P.; Maier, C.; Chavan, S.; Liang, W.; Chen, Z.-H.; Weefsel, DT; Lan, Y.-C. Energieminimalisatie in een beschermde teeltfaciliteit met behulp van acquisitiepunten met meerdere temperaturen en regeling van ventilatie-instellingen. Energieën 2021, 14, 6014. [CrossRef] 44. FAO. Goede landbouwpraktijken voor glasgroentegewassen: principes voor mediterrane klimaatgebieden; FAO plantaardig productie- en beschermingspapier; FAO: Rome, Italië, 2013; ISBN 978-92-5-107649-1.
45. Hort Innovation Protected Crop — Review van onderzoek en identificatie van O&O-lacunes voor geheven groenten (VG16083). Online beschikbaar: https://www.horticulture.com.au/growers/help-your-business-grow/research-reports-publications-factsheets-and-more/project-reports/vg16083-1/vg16083/ (toegankelijk op 13 april 2022).
46. Hiwasa-Tanase, K.; Ezura, H. Moleculaire veredeling om geoptimaliseerde gewassen te creëren: van genetische manipulatie tot mogelijke toepassingen in plantenfabrieken. Voorkant. Plant Sci. 2016, 7, 539. [CrossRef] 47. Kozai, T. Waarom LED-verlichting voor stadslandbouw? In LED-verlichting voor stadslandbouw; Kozai, T., Fujiwara, K., Runkle, ES, Eds.; Springer: Singapore, 2016; blz. 3-18. ISBN 978-981-10-1848-0.
48. Kwon, S.; Lim, J. Verbetering van de energie-efficiëntie in fabrieken door het meten van het bio-elektrische potentieel van planten. In Informatica in Controle, Automatisering en Robotica; Tan, H., red.; Springer: Berlijn/Heidelberg, Duitsland, 2011; blz. 641-648.
49. Cocetta, G.; Casciani, D.; Bulgarije, R.; Musante, F.; Kołton, A.; Rossi, M.; Ferrante, A. Lichte gebruiksefficiëntie voor de productie van groenten
in beschermde en binnenomgevingen. EUR. Fys. J. Plus 2017, 132, 43. [CrossRef] Gewassen 2022, 2 185
50. Jones, M. Nieuwe veredelingstechnologieën en kansen voor de Australische groente-industrie; Horticulture Innovation Australia Limited: Sydney, Australië, 2016.
51. Tuzel, Y.; Leonardi, C. Beschermde teelt in mediterrane regio: trends en behoeften. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg. 2009, 46, 215-223.
52. Bergougnoux, V. De geschiedenis van tomaat: van domesticatie tot biofarming. Biotechnologie. Adv. 2014, 32, 170-189. [CrossRef] [PubMed] 53. Taher, D.; Solberg, S.O.; Prohens, J.; Chou, Y.; Rakha, M.; Wu, T. Auberginecollectie van het Wereldgroentecentrum: Oorsprong, samenstelling, zaadverspreiding en gebruik in de veredeling. Voorkant. planten sc. 2017, 8, 1484. [CrossRef] [PubMed] 54. Hasan, MM; Bashir, T.; Ghosh, R.; Lee, SK; Bae, H. Een overzicht van de effecten van LED's op de productie van bioactieve stoffen en gewaskwaliteit. Moleculen 2017, 22, 1420. [Kruisreferentie] 55. Piovene, C.; Orsini, F.; Bosi, S.; Sanoubar, R.; Bregola, V.; Dinelli, G.; Gianquinto, G. Optimale rood:blauw verhouding in ledverlichting voor de nutraceutische binnentuinbouw. Sci. Hortisch. 2015, 193, 202-208. [Kruisreferentie] 56. Kwon, C.-T.; Heo, J.; Lemmon, ZH; Capua, Y.; Hutton, SF; Van Eck, J.; Park, SJ; Lippman, ZB Snelle aanpassing van solanaceae-fruitgewassen voor stadslandbouw. Nat. Biotechnologie. 2020, 38, 182-188. [Kruisreferentie] 57. Shamshiri, RR; Jones, JW; Thorp, KR; Ahmed, D.; Mens, HC; Taheri, S. Overzicht van optimale temperatuur, vochtigheid en dampdruktekort voor microklimaatevaluatie en -beheersing in de glastuinbouw van tomaten: een overzicht. Int. Agrofyten. 2018, 32, 287-302. [Kruisreferentie] 58. Chavan, SG; Maier, C.; Alagoz, Y.; Filipe, JC; Warren, CR; Lin, H.; Jia, B.; Loik, MIJ; Cazzonelli, CI; Chen, ZH; et al. Lichtbeperkte fotosynthese onder energiebesparende film vermindert de opbrengst van aubergines. Voedsel Energie Zeker. 2020, 9 €245. [Kruisreferentie] 59. Timmermans, GH; Douma, RF; Lin, J.; Debije, MG Dubbel thermisch/elektrisch reagerend lichtgevend 'slim' venster. Toepasselijk Sci. 2020, 10, 1421. [Kruisreferentie] 60. Yin, R.; Xu, P.; Shen, P. Casestudy: Energiebesparing door raamfolie op zonne-energie in twee commerciële gebouwen in Shanghai. Energie bouwen. 2012, 45, 132-140. [Kruisreferentie] 61. Kim, H.-K.; Lee, S.-Y.; Kwon, J.-K.; Kim, Y.-H. Evaluatie van het effect van afdekmaterialen op microklimaten in de kas en thermische prestaties. Agronomie 2022, 12, 143. [Kruisreferentie] 62. Hij, X.; Maier, C.; Chavan, SG; Zhao, C.-C.; Alagoz, Y.; Cazzonelli, C.; Ghannoum, O.; Weefsel, DT; Chen, Z.-H. Lichtveranderende afdekmaterialen en duurzame kasproductie van groenten: een overzicht. Plant Groei Reg. 2021, 95, 1-17. [Kruisreferentie] 63. Timmermans, GH; Hemming, S.; Baeza, E.; Thoor, EAJV; Schenning, APHJ; Debije, MG Geavanceerde optische materialen voor zonlichtbeheersing in kassen. Adv. Opt. zaak. 2020, 8, 2000738. [Kruisreferentie] 64. Zisis, C.; Pechlivani, EM; Tsimikli, S.; Mekeridis, E.; Laskarakis, A.; Logothetidis, S. Organische fotovoltaïsche zonne-energie op kasdaken: effecten op plantengroei. zaak. Vandaag Proc. 2019, 19, 65-72. [Kruisreferentie] 65. Aroca-Delgado, R.; Pérez-Alonso, J.; Callejón-Ferre, Á.-J.; Diaz-Perez, M. Morfologie, opbrengst en kwaliteit van tomatenteelt onder glas met flexibele fotovoltaïsche dakpanelen (Almería-Spanje). Sci. Hortisch. 2019, 257, 108768. [Kruisreferentie] 66. Hij, X.; Chavan, SG; Hamoui, Z.; Maier, C.; Ghannoum, O.; Chen, Z.-H.; Weefsel, DT; Cazzonelli, CI Slimme glasfolie verminderde ascorbinezuur in rode en oranje paprika-fruitcultivars zonder de houdbaarheid te beïnvloeden. Planten 2022, 11, 985. [Kruisreferentie] 67. Zhao, C.; Chavan, S.; Hij, X.; Zhou, M.; Cazzonelli, CI; Chen, Z.-H.; Weefsel, DT; Ghannoum, O. Slim glas beïnvloedt de stomatale gevoeligheid van kaspaprika's door veranderd licht. J. Exp. Bot 2021, 72, 3235-3248. [Kruisreferentie] 68. Pilkington, LJ; Messelink, G.; van Lenteren, JC; Le Mottee, K. "Beschermde biologische bestrijding"—Biologische plaagbestrijding in de glastuinbouw. Biol Controle 2010, 52, 216-220. [Kruisreferentie] 69. Sonneveld, C.; Voogt, W. Plantenvoeding in toekomstige kasproductie. In plantenvoeding van kasgewassen; Sonneveld, C., Voogt, W., red.; Springer: Dordrecht, Nederland, 2009; blz. 393-403.
70. Treftz, C.; Omaye, ST Nutriëntenanalyse van grond en grondloze aardbeien en frambozen die in een kas worden geteeld. Voedsel Nutr. Wetenschap. 2015, 6, 805-815. [CrossRef] 71. Het aanbieden van mogelijkheden voor vervolgonderwijs aan leden van de Veg Industry. AUSVEG. 2020. Online beschikbaar: https://ausveg.com.au/
artikelen/aanbieden-nader-onderwijs-mogelijkheden-aan-veg-industrie-leden/ (bezocht op 13 april 2022).