Jiangming Xie1,2 & Jihua Yu1,2 & Baihong Chen1,2 & Zhi Feng1,2 & Jian Lyu1,2 & Linli Hu1,2 & Yantai Gan3 &
Kadambot HM Siddique4
1. Laboratorium Utama Ilmu Tanaman Aridland Provinsi Gansu, Universitas Pertanian Gansu, Lanzhou 730070, Cina
2. Sekolah Tinggi Hortikultura, Universitas Pertanian Gansu, Lanzhou 730070, Cina
3. Pertanian dan Pangan Pertanian Kanada, Pusat Penelitian dan Pengembangan Swift Current, Swift Current, SK S9H 3X2, Kanada
4. Institut Pertanian dan Sekolah Pertanian & Lingkungan UWA, Universitas Australia Barat, Perth, WA 6001, Australia
Abstrak
Di daerah/negara berpenduduk dengan perkembangan ekonomi yang cepat, seperti Afrika, Cina, dan India, lahan subur menyusut dengan cepat karena pembangunan perkotaan dan penggunaan industri lainnya untuk lahan tersebut. Ini menciptakan tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk menghasilkan makanan yang cukup untuk memenuhi permintaan makanan yang meningkat. Bisakah jutaan hektar yang seperti gurun dan tidak subur dikembangkan untuk produksi pangan? Dapatkah energi surya yang tersedia berlimpah digunakan untuk produksi tanaman di lingkungan yang terkendali, seperti rumah kaca berbasis surya? Berikut kami ulas sistem budidaya yang inovatif yaitu "pertanian Gobi." Kami menemukan bahwa sistem pertanian Gobi yang inovatif memiliki enam karakteristik unik: (i) menggunakan sumber daya lahan seperti gurun dengan energi matahari sebagai satu-satunya sumber energi untuk menghasilkan buah dan sayuran segar sepanjang tahun, tidak seperti produksi rumah kaca konvensional yang membutuhkan energi puas melalui pembakaran bahan bakar fosil atau konsumsi listrik; (ii) kelompok unit budidaya individu dibuat dengan menggunakan bahan yang tersedia secara lokal seperti tanah liat untuk dinding utara fasilitas; (iii) produktivitas lahan (produk segar per unit lahan per tahun) adalah 10-27 kali lebih tinggi dan efisiensi penggunaan air tanaman 20-35 kali lebih besar dari lahan terbuka tradisional, sistem budidaya irigasi; (iv) nutrisi tanaman disediakan terutama melalui substrat organik buatan lokal, yang mengurangi penggunaan pupuk anorganik sintetis dalam produksi tanaman; (v) produk memiliki jejak lingkungan yang lebih rendah daripada budidaya lahan terbuka karena energi matahari sebagai satu-satunya sumber energi dan hasil panen yang tinggi per unit input; dan (vi) menciptakan lapangan kerja pedesaan, yang meningkatkan stabilitas masyarakat pedesaan. Sementara sistem ini telah digambarkan sebagai "keajaiban tanah gobi" untuk pembangunan sosial ekonomi, banyak tantangan yang perlu ditangani, seperti kendala air, keamanan produk, dan implikasi ekologis. Kami menyarankan agar kebijakan yang relevan dikembangkan untuk memastikan bahwa sistem tersebut meningkatkan produksi pangan dan meningkatkan sosial ekonomi pedesaan sambil melindungi lingkungan ekologi yang rapuh.
Pengantar
Lahan yang subur untuk pertanian adalah sumber daya yang terbatas (Liu et al. 2017). Di negara-negara dengan perkembangan ekonomi yang cepat, seperti Cina, India, dan Afrika, banyak lahan subur telah dikonversi menjadi penggunaan industri (Cakir et al. 2008; Xu et al. 2000). Karena urbanisasi yang cepat yang bersaing untuk lahan dengan pertanian (Zhang et al. 2016; Muller dkk. 2012), ada tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk meningkatkan produksi tanaman untuk memenuhi kebutuhan makanan dan preferensi populasi manusia yang terus bertambah (Godfray et al. 2010). Ada kemungkinan bahwa negara-negara maju dengan area lahan subur yang luas, seperti Australia, Kanada, dan Amerika Serikat, dapat mengubah area padang rumput menjadi lahan pertanian untuk pasar biji-bijian dunia. Namun, hal itu dapat mempercepat hilangnya cadangan karbon dan memiliki dampak negatif yang signifikan terhadap lingkungan (Godfray 2011).
Di banyak lingkungan kering dan semi kering, ada area yang luas dari "tanah gobi" (didefinisikan sebagai tanah yang tidak dapat ditanami), termasuk 1.95 juta hektar tanah tipe gurun di enam provinsi di barat laut Cina (Liu et al. 2010). China melakukan upaya bersama untuk mengembangkan lahan Gobi ini untuk produksi pangan menggunakan sistem tanam inovatif, yang disebut "pertanian Gobi." Kami mendefinisikan sistem kultivasi ini sebagai "Sistem budidaya dengan klaster unit budidaya seperti rumah kaca plastik bertenaga surya yang dibangun secara lokal untuk produksi produk segar berkualitas tinggi (sayuran, buah-buahan dan tanaman hias) dengan cara yang efektif, efisien dan ekonomis" (Xie dkk. 2017). Dalam beberapa sistem cluster yang canggih, kondisi iklim di masing-masing unit dapat dipantau menggunakan data logger. Tidak seperti rumah kaca konvensional atau rumah kaca di mana pemanasan dan pendinginan (dua biaya utama yang terlibat dalam produksi rumah kaca) biasanya disediakan dengan membakar bahan bakar fosil (solar, bahan bakar minyak, minyak bumi cair, gas) yang meningkatkan CO2 emisi, atau menggunakan pemanas listrik yang mengkonsumsi lebih banyak energi (Hassanien et al. 2016; Wang et al. 2017), "pertanian gobi" sistem bergantung sepenuhnya pada energi matahari untuk pemanasan, pendinginan, dan konversi energi alam menjadi biomassa tanaman.
Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan lahan Gobi untuk produksi pangan telah berkembang pesat di Cina (Zhang et al. 2015). Di wilayah barat laut, sistem budidaya lahan Gobi menghasilkan sebagian besar sayuran yang dikonsumsi di wilayah tersebut. Sistem ini memainkan peran penting dalam memastikan ketahanan pangan, meningkatkan keberlanjutan sosioekologis, dan meningkatkan kelangsungan hidup masyarakat pedesaan. Banyak yang menganggap pertanian lahan Gobi ini sebagai "tanah yang baru ditemukan" sistem budidaya. Fitur penting dari sistem ini adalah peluang untuk produksi pangan di lahan yang dulunya tidak produktif. Sistem budidaya inovatif ini mungkin merupakan langkah revolusioner menuju pertanian modern. Namun, ada kekurangan informasi tentang kemajuan ilmiah sistem budidaya lahan Gobi. Banyak pertanyaan yang belum terjawab: Apakah sistem ini akan berkembang secara berkelanjutan menjadi industri produksi sayuran utama? Bagaimana sistem budidaya lahan Gobi akan mempengaruhi lingkungan dalam jangka panjang? Bisakah ini? "buatan China" model budidaya berlaku untuk zona kering lainnya dengan berkurangnya luas lahan subur, seperti Kazakhstan utara (Kraemer et al. 2015), Siberia (Halicki dan Kulizhsky 2015), dan wilayah tengah hingga utara Afrika (de Grassi dan Salah Ovadia 2017)?
Dengan mempertimbangkan pertanyaan-pertanyaan ini, kami melakukan tinjauan literatur yang komprehensif tentang perkembangan terakhir dan temuan penelitian utama mengenai sistem budidaya. Tujuan dari makalah ini adalah untuk (i) menyoroti kemajuan ilmiah dari sistem budidaya lahan Gobi yang diadopsi di Cina utara, termasuk produktivitas tanaman, efisiensi penggunaan air (WUE), karakteristik penggunaan nutrisi dan energi, dan potensi dampak ekologi dan lingkungan; (ii) membahas tantangan utama yang dihadapi sistem, seperti ketersediaan air untuk irigasi, kualitas dan keamanan produk, dan dampak potensial pada stabilitas dan pembangunan masyarakat pedesaan; dan (iii) memberikan saran tentang penetapan kebijakan dan prioritas penelitian untuk eksplorasi yang sehat dan pembangunan berkelanjutan jangka panjang dari sistem budidaya lahan Gobi.
Tinjauan singkat infrastruktur sistem lahan Gobi
Untuk memahami bagaimana fungsi sistem budidaya lahan Gobi, kami telah memberikan deskripsi singkat tentang desain, teknik, dan konstruksinya. Rincian lebih lanjut tentang infrastruktur ada dalam tinjauan baru-baru ini (Xie et al. 2017). Sistem budidaya lahan Gobi didirikan di lahan Gobi yang tidak ditanami di mana produksi tanaman tradisional tidak memungkinkan. Fasilitas lahan Gobi dibangun di "cluster" unit produksi individu. Fasilitas berkelompok yang khas terdiri dari beberapa (hingga ratusan) unit budidaya atau rumah individu (Gbr. 1sebuah). Kondisi iklim mikro di setiap unit budidaya dipantau oleh pusat kendali terpusat di mana sensor jarak jauh,
Kondisi iklim mikro, seperti suhu dan kelembaban udara, dapat diatur di beberapa unit budidaya, sementara sistem pemantauan lainnya memungkinkan fertigasi otomatis. Beberapa teknologi canggih seperti Internet objek (Wang dan Xu 2016) atau Internet of things (Li et al. 2013) dapat dipasang di pusat kendali untuk memberikan pembacaan yang lebih akurat dari data iklim mikro yang ditransmisikan dari unit budidaya individu. Namun, ini belum diterapkan secara luas karena biayanya yang tinggi.
Unit budidaya khas dalam fasilitas cluster berorientasi ke timur-barat dan memiliki tiga dinding di sisi utara, timur, dan barat struktur. Sisi selatan struktur adalah atap miring yang didukung oleh rangka baja dan ditutupi dengan film plastik termal transparan (Gbr. 2). Atap dimiringkan dengan tepat untuk memastikan transmisi cahaya yang efektif di siang hari (Zhang et al. 2014). Energi dari matahari disimpan dalam massa termal dinding dan dilepaskan sebagai panas di malam hari. Selama musim dingin, atap ditutupi dengan tikar jerami buatan sendiri setiap malam untuk menjaga suhu internal (Tong et al. 2013).
Komponen penting dari setiap unit budidaya adalah dinding utara yang dibangun dari bahan yang tersedia secara lokal seperti batu bata tanah liat (Wang et al. 2014), tanaman balok jerami (Zhang et al. 2017), bata biasa dengan styrofoam (Xu et al. 2013), unit batu fly ash (Xu et al. 2013), blok tanah liat dicampur dengan mortar semen (Chen et al. 2012), menabrak bumi (Guan et al. 2013), atau tanah mentah yang digabungkan dengan balok beton. Di beberapa unit, dinding utara dibangun dari "bahan pengubah fase" untuk mengoptimalkan penyimpanan dan pertukaran panas, dan, oleh karena itu, mengurangi fluktuasi suhu untuk pertumbuhan tanaman (Guan et al. 2012).
Salah satu perbedaan yang signifikan antara fasilitas klaster lahan Gobi dan rumah kaca atau rumah kaca tradisional adalah sumber listriknya. Setiap unit budidaya di sistem lahan Gobi berkerumun ditenagai sepenuhnya oleh energi matahari. Radiasi matahari diserap oleh dinding utara pada siang hari dan dilepaskan pada malam hari. Energi yang tidak terpakai pada siang hari merupakan sumber energi aktif pada malam hari. SEBUAH "tirai air" Sistem ini biasanya digunakan untuk menyediakan panas tambahan selama malam musim dingin, di mana sebagian kecil tanah di dalam unit diisi dengan air untuk digunakan sebagai media pertukaran panas (Xie et al. 2017). Pada siang hari, air bersirkulasi dan melewati tirai penyerap air, dengan kelebihan panas dari radiasi matahari yang tersimpan di badan air; pada malam hari, air hangat bersirkulasi dan melewati tirai air dengan panas yang dilepaskan ke udara di dalam unit. Efektivitas penyimpanan energi dalam "tirai air" Sistem tergantung pada banyak faktor, seperti radiasi matahari langsung, radiasi matahari difus isotropik dari langit, transparansi atmosfer, dan transmisi panas dari film plastik di atap (Han et al. 2014). Dengan evolusi sistem budidaya, sistem pemanas yang lebih canggih sedang dikembangkan untuk meningkatkan penyimpanan dan pelepasan panas.
Kemajuan ilmiah sistem budidaya lahan Gobi
Sistem budidaya lahan Gobi berbeda dari budidaya tanaman lapangan terbuka tradisional di mana tanaman tadah hujan atau irigasi. Mereka juga berbeda dari budidaya tanaman di rumah kaca konvensional atau rumah kaca di mana energi sebagian besar dipasok oleh gas alam atau listrik. Sistem budidaya lahan Gobi memiliki fitur unik, beberapa di antaranya disorot di bawah ini.
Peningkatan produktivitas tanaman
Tanaman yang ditanam di fasilitas lahan Gobi sangat produktif dengan efisiensi penggunaan lahan yang jauh lebih tinggi (yaitu, hasil panen per unit lahan yang digunakan) daripada budidaya lahan terbuka tradisional. Misalnya, wilayah timur Koridor Hexi di Cina Barat Laut memiliki jangka panjang (1960 .)-2009) lama penyinaran matahari tahunan 2945 jam, suhu udara rata-rata tahunan 7.2 °C, dan periode bebas embun beku 155 hari (Chai et al. 2014c); unit panas lebih dari cukup untuk menghasilkan satu tanaman per tahun tetapi tidak cukup untuk menghasilkan dua tanaman per tahun di bawah sistem lahan terbuka tradisional. Dalam sistem lahan Gobi, tanaman dapat ditanam hampir setiap bulan atau bahkan sepanjang tahun. Hasil panen tahunan rata-rata selama 5 tahun (2012-2016) di unit budidaya di Stasiun Percobaan Jiuquan adalah 34 t ha-1 untuk melon musk (Cucumis melo L.), 66 ton ha-1 untuk semangka (Citrullus lanatus L.), 102 ton ha 1 untuk cabai (Capsicum annuum, C.frutescens), 168 ton 1 untuk mentimun (Cucumis sativus L.), dan 177 t ha 1 untuk tomat (Solanum L.), yaitu 10-27 kali lebih tinggi daripada sistem lapangan terbuka tradisional di bawah kondisi iklim yang sama (Xie et al. 2017). Hasil serupa telah diamati di tempat lain di Cina utara, seperti distrik Wuwei di ujung timur Cina
Koridor Hexi. Nilai hasil ini dihitung pada luas lahan yang ditempati oleh unit budidaya, serta area umum yang dimiliki oleh unit individu dalam sistem pengendalian yang sama. Area umum adalah untuk transportasi bahan input dan pemasaran produk.
Peningkatan efisiensi penggunaan air
Salah satu tantangan utama untuk pertanian di banyak daerah kering dan semi kering adalah kekurangan air. Menghemat air atau meningkatkan WUE (hasil panen per unit air yang dipasok, dinyatakan dalam kg ha-1 hasil m-3 air) dalam produksi tanaman sangat penting untuk kelangsungan hidup pertanian. Sistem budidaya lahan Gobi menawarkan keuntungan penghematan air yang signifikan, di mana tanaman menggunakan lebih sedikit air daripada tanaman yang sama yang ditanam di sistem lahan terbuka tradisional. Misalnya, lebih dari 4 tahun (2012-2015) pengukuran dalam sistem fasilitas lahan Gobi di daerah Jiuquan, tomat membutuhkan 385-Irigasi total 466 mm, evapotranspirasi musiman berkisar antara 350 hingga 428 mm, dan bobot segar tomat berkisar antara 86 hingga 152 t ha-1. Beberapa tanaman sayuran utama mencapai WUE tinggi (kg produk segar m-3), termasuk 15-21 air untuk melon, 17-23 untuk cabai, 22-28 untuk semangka, 2835 untuk mentimun, dan 35-51 kg untuk tomat. Dalam sistem ini, WUE tomat, misalnya, adalah 20-35 kali lebih besar dari tanaman yang sama yang ditanam di lahan yang subur, sistem lahan terbuka (Xie et al. 2017).
Mekanisme peningkatan WUE dalam sistem lahan Gobi kurang dipahami. Kami menyarankan bahwa faktor penyumbang utama meliputi: (a) jumlah irigasi yang diterapkan pada tanaman di sistem lahan Gobi didasarkan pada kebutuhan tanaman untuk pertumbuhan yang optimal (Liang et al. 2014) yang telah ditentukan sebelumnya dan dikendalikan melalui meteran air terpasang (Gbr. 3sebuah). Tergantung pada unit operator'pengetahuan dan pengalamannya, metode irigasi defisit yang diatur sering digunakan (Gbr. 3b) yang mengurangi jumlah irigasi pada tahap pertumbuhan non-kritis (Chai et al. 2014b). Irigasi defisit ringan dapat merangsang sistem pertahanan tanaman untuk meningkatkan toleransi terhadap cekaman kekeringan (Romero dan Martinez-Cutillas 2012; Wang et al. 2012). Besarnya pengaruh irigasi defisit yang diatur pada kinerja tanaman bervariasi dengan spesies tanaman dan faktor lainnya (Chen et al. 2013; Wang et al. 2010); (b) teknik irigasi dalam sistem budidaya lahan Gobi terus meningkat, seperti irigasi tetes bawah permukaan (Gbr. 3c) sekarang merupakan metode irigasi yang paling populer; (c) berbagai metode mulsa digunakan untuk mengurangi penguapan air permukaan tanah. Area penanaman di dalam unit budidaya biasanya ditutupi dengan film plastik selama musim tanam (Gbr. 3d), termasuk area di antara barisan tanaman (Gbr. 3e). Mengurangi penguapan dan meningkatkan kelembaban udara relatif mungkin merupakan dua faktor terpenting dalam penggunaan air yang efisien; (d) persentase tertentu dari air yang diuapkan dari permukaan tanah didaur ulang di dalam unit budidaya karena budidaya dalam sistem yang relatif tertutup; dan (e) praktik agronomi yang canggih digunakan untuk pengelolaan tanaman di unit budidaya (Gbr. 3f), seperti memangkas cabang untuk meningkatkan penetrasi cahaya (Du et al. 2016), mengoptimalkan ventilasi untuk menyeimbangkan CO2 untuk fotosintesis tanaman dan kejadian penyakit (Yang et al. 2017), dan mengaerasi zona perakaran pasca irigasi selama beberapa hari untuk meminimalkan penguapan tanah (Li et al. 2016); semuanya membantu meningkatkan hasil panen dan meningkatkan WUE.
Peningkatan efisiensi penggunaan nutrisi
Tidak seperti budidaya tradisional di lapangan terbuka di mana pupuk sintetis merupakan sumber utama nutrisi tanaman, bahan organik—seperti jerami tanaman, kotoran ternak dan produk sampingan dari industri makanan, proses produksi energi, dan daur ulang kotoran manusia.-adalah sumber nutrisi utama dalam sistem budidaya lahan Gobi. Bahan limbah merupakan alternatif untuk media komersial yang digunakan dalam produksi rumah kaca konvensional. Untuk memenuhi syarat sebagai substrat untuk budidaya lahan Gobi, bahan organik harus memiliki karakteristik sebagai berikut (Fu et al. 2018; Fu dan Liu 2016; Fu et al. 2017; Ling dkk. 2015; Lagu dkk. 2013): (i) densitas curah rendah, porositas tinggi, dan kapasitas menahan air tinggi; (ii) kapasitas tukar kation dan kandungan nutrisi mineral yang tinggi, serta pH dan EC yang sesuai; (iii) peningkatan aktivitas enzim, biasanya dicapai dengan menambahkan strain mikroorganisme yang tepat; (iv) laju degradasi yang lambat; dan (v) bebas dari benih gulma dan patogen tular tanah. Jenis bahan, metode pengolahan, tingkat dekomposisi, dan kondisi iklim di mana substrat diproduksi dapat mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan biologi bahan organik dan, dengan demikian, kualitas substrat (Fu et al. 2017; Lagu dkk. 2013).
Produksi substrat buatan sendiri yang khas melibatkan beberapa langkah (Gbr. 4a): (i) jerami tanaman (seperti jagung) dikumpulkan dari sistem produksi ladang terbuka tradisional di desa-desa setempat, diangkut ke lokasi dekat fasilitas, dipotong menjadi 3 bagian-Potongan sepanjang 5 cm, sebelum menambahkan pupuk nitrogen dosis rendah (1.4 kg N per 1000 kg jerami jagung kering) untuk menyesuaikan rasio C:N kompos menjadi sekitar 15:1; (ii) sekitar 1 kg produk inokulasi mikroorganisme per 1000 kg bahan organik ditambahkan; (iii) tahap pertama fermentasi melibatkan penumpukan jerami di tanah (misalnya, tinggi 1 m x lebar 1.2 m di bagian bawah dan lebar 3.0 m di bagian atas) sebelum dibungkus dengan film plastik; (iv) suhu di tumpukan dipantau dan air ditambahkan untuk menjaga kadar air pada 2.0-65% untuk aktivitas mikroorganisme yang optimal; (v) fermentasi tahap kedua membutuhkan gangguan pada tumpukan setiap 68 hari dan memeriksa suhu di atas 30 cm. Gangguan berkala ini memastikan bahwa suhu dan kelembaban dijaga pada tingkat yang optimal untuk aktivitas mikroba; dan (vi) sekitar hari ke 32-34 setelah fermentasi, bahan dipindahkan ke fasilitas penyimpanan yang siap digunakan di fasilitas budidaya. Substrat buatan sendiri biasanya diterapkan pada 2-3 ton 1 ke area budidaya di dalam unit budidaya dan dapat digunakan selama beberapa tahun dalam budidaya sebelum diganti. Kandungan nutrisi substrat dapat dikembalikan ke tingkat produksi dengan menambahkan nutrisi dari luar (Gbr. XNUMX). 4b). Bahan jerami untuk substrat organik tersedia secara lokal, dan sebagian besar langkah pembuatannya menggunakan mesin yang dibuat sendiri.
Bagaimana nutrisi substrat dipasok ke tanaman bervariasi antara fasilitas cluster. Sebagian besar petani di Cina barat laut menggunakan salah satu (1) sistem parit, di mana parit (biasanya 0.4-lebar 0.6 m, 0.2-kedalaman 0.3 m, dengan 0.8-1.0 m antara parit yang berorientasi ke utara-arah selatan) dibuat di atas tanah di dalam unit budidaya, yang diapit dengan beton, balok kayu atau batu bata, diisi dengan substrat sebelum ditanam (Gbr. 5a), dan ditutup dengan film plastik agar bibit dapat tumbuh (Gbr. 5b). Setelah dibangun, parit dapat digunakan untuk produksi berkelanjutan selama lebih dari 20 tahun; atau (2) substrat kantong utuh, di mana substrat dibungkus dalam kantong plastik individu (dimensi khas tas adalah diameter 0.5 m dan panjang 1.0 m) dalam lingkungan mikro tertutup. Nutrisi dilepaskan dari kantong saat tanaman berkembang (Gbr. 5c). Lubang dibuat di bagian atas kantong untuk penanaman benih (Gbr. 5d) dan irigasi tetes melalui lubang.
Kedua metode berbeda dalam fitur mereka. Metode parit memungkinkan petani untuk dengan mudah menambahkan pupuk ke substrat bila diperlukan. Untuk beberapa tanaman, seperti semangka, penambahan pupuk anorganik diperlukan untuk memastikan produktivitas yang tinggi. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa penggunaan pupuk organik bersama dengan pupuk anorganik dapat meningkatkan hasil panen tetapi meninggalkan surplus nutrisi di tanah dan konsentrasi nitrat-N yang tinggi di lapisan tanah atas (Gao et al. 2012). Studi lain menunjukkan bahwa pendekatan whole-bag lebih produktif daripada sistem parit (Yuan et al. 2013) karena kantong yang dibungkus memungkinkan substrat dipisahkan secara fisik dari tanah; dengan demikian, mengurangi kemungkinan kontaminasi substrat dengan patogen tular tanah. Meskipun demikian, sifat fisik dan kimia substrat (dalam parit atau karung terbungkus) dapat memburuk pada setiap musim tanam (Song et al. 2013), yang mengurangi kekuatan suplai nutrisi (Song et al. 2013). Oleh karena itu, pembaruan substrat dijamin.
Peningkatan efisiensi penggunaan energi
Sistem budidaya lahan Gobi benar-benar berbasis energi surya. Struktur ini dirancang untuk mempertahankan kehangatan sebanyak mungkin dengan menggunakan dan menyimpan energi dari matahari. Durasi sinar matahari harian, intensitas radiasi matahari, dan hari bebas embun beku tahunan penting untuk memanaskan unit budidaya. Koridor Hexi timur ke tengah, seperti kabupaten Wuwei (37° 96' Utara, 102° 64' E), Provinsi Gansu, adalah area representatif di mana fasilitas clustered Gobiland terkonsentrasi. Rata-rata 6150 MJ m 2 radiasi matahari tahunan dan 156 hari bebas embun beku memungkinkan banyak jenis tanaman sayuran matang dengan kualitas tinggi. Untuk meningkatkan efisiensi penggunaan radiasi matahari, manajer unit budidaya menggunakan berbagai cara untuk meningkatkan penyimpanan panas dan meningkatkan pelepasan panas, seperti lapisan ganda film plastik hitam yang ditempelkan ke dinding utara (Xu et al. 2014), pelat warna penahan panas yang dipasang di atap (Sun et al. 2013), sistem penyerap panas tanah dangkal untuk meningkatkan suhu udara interior (Xu et al. 2014), dan geotekstil tanah diterapkan sebagai penutup tanah untuk melestarikan panas. Juga, pompa panas surya digunakan untuk mengatur suhu air di tangki air reservoir panas di beberapa unit budidaya (Zhou et al. 2016). Baru-baru ini, pelat warna pengawet panas telah ditempatkan di bagian atas atap untuk meningkatkan penyerapan panas (Sun et al. 2013). Di beberapa rumah kaca surya canggih dalam budidaya fasilitas berkerumun, teknologi surya canggih digunakan untuk meningkatkan penyimpanan panas, pembangkit listrik fotovoltaik, dan pemanfaatan cahaya (Cuce et al. 2016). Penggunaan energi matahari untuk produksi tanaman rumah kaca telah mengalami kemajuan di banyak daerah/negara (Farjana et al. 2018), termasuk Australia, Jepang (Cossu et al. 2017), Israel (Castello dkk. 2017), dan Jerman (Schmidt et al. 2012), serta negara berkembang seperti Nepal (Fuller dan Zahnd 2012) dan India (Tiwari et al. 2016). Di Cina, pemasangan modul surya modern saat ini mahal, dengan perkiraan periode pengembalian 9 tahun (Wang et al. 2017). Kami membayangkan bahwa seiring dengan berkembangnya sistem budidaya dengan teknologi surya yang lebih maju, masa pengembalian modal akan lebih singkat.
Suhu udara di dalam dan di luar fasilitas cluster dapat berkisar antara 20 hingga 35 °C di musim dingin di Cina utara. Misalnya, di fasilitas surya di Lingyuan (41° 20' Utara, 119° 31' E) di provinsi Liaoning, Cina timur laut, dalam rentang 12 m, tinggi 5.5 m, panjang 65 m rumah kaca surya dengan sistem pelepas penyimpanan panas, suhu udara malam hari di dalam mencapai 13 °C sedangkan di luar adalah -25.8 °C, perbedaan 39 °C (Sunetal. 2013).
Penggunaan energi matahari untuk produksi makanan adalah fitur penting dari "pertanian gobi" sistem di Cina barat laut. Hal ini berbeda dengan rumah kaca tradisional atau rumah kaca yang membutuhkan input energi eksternal untuk menanam tanaman, yang dapat menjadi mahal secara ekonomi dan lingkungan (Hassanien et al. 2016; Canakci dkk. 2013; Wang et al. 2017). Misalnya, konsumsi energi listrik tahunan rata-rata di rumah kaca konvensional bisa lebih dari 500 kW hmy (Hassanien et al. 2016), dengan biaya setinggi USD $65,000150,000 per tahun (dalam studi kasus Turki) (Canakci et al. 2013). Secara global, perluasan produksi tanaman berbasis rumah kaca konvensional telah dibatasi karena konsumsi energi yang intensif dan kekhawatiran tentang emisi karbon.
Manfaat lingkungan
Pemanasan rumah kaca pertanian dengan bahan bakar fosil, seperti batu bara, minyak, dan gas alam, berkontribusi terhadap emisi karbon dan perubahan iklim. Sistem budidaya lahan Gobi bertenaga surya memberikan manfaat lingkungan yang ditingkatkan karena (i) pengurangan penggunaan energi, karena budidaya tanaman bergantung sepenuhnya pada tenaga surya, tidak seperti rumah kaca konvensional di mana listrik disuplai melalui listrik atau gas alam yang menghasilkan emisi gas rumah kaca yang besar; (ii) penghematan air yang lebih baik, karena budidaya tanaman dilakukan di bawah atap yang dilapisi plastik dengan penguapan tanah yang rendah dan rasio transpirasi: penguapan yang tinggi. Irigasi dipantau dan dikendalikan oleh komputer terpusat yang memungkinkan penyiraman yang tepat dengan kehilangan air yang minimal; (iii) Pengurangan emisi gas rumah kaca untuk keseluruhan sistem (Chai et al. 2012) atau jejak per satuan berat sayuran segar berdasarkan penilaian siklus hidup (Chai et al. 2014a). Tanaman yang ditanam di fasilitas cluster memiliki hasil yang jauh lebih tinggi per unit input (seperti pupuk, area penggunaan lahan) dengan COXNUMX atmosfer yang lebih banyak2 dikonversi menjadi biomassa tanaman melalui peningkatan fotosintesis daripada sistem budidaya lapangan terbuka (Chang et al. 2013); dan (iv) penggunaan substrat kompos dapat meningkatkan karbon tanah dari waktu ke waktu (Jaiarree et al. 2014; Chai dkk. 2014a).
Beberapa studi kasus memperkirakan CO . bersih2 fiksasi oleh tanaman dalam sistem budidaya plastik energi surya delapan kali lebih tinggi daripada di sistem lapangan terbuka tradisional (Wang et al. 2011). Lebih banyak CO2 memperbaiki di unit budidaya berarti lebih sedikit CO2 emisi ke atmosfer (Wu et al. 2015). Besarnya pengaruh bervariasi menurut lokasi geografis dan struktur unit budidaya (Chai et al. 2014c). Studi juga menunjukkan bahwa fasilitas budidaya memungkinkan tanaman untuk memperbaiki lebih banyak CO2 dari atmosfer sambil memancarkan lebih sedikit gas rumah kaca per kg produk (Chang et al. 2011). Tidak ada pemanas tambahan yang disediakan untuk unit budidaya, bahkan selama musim dingin, menghemat sekitar 750 Mg ha-1 energi dibandingkan dengan konvensional, produksi rumah kaca batu bara-panas (Gao et al. 2010). Budidaya Gobiland adalah sistem cerdas karbon untuk mengurangi emisi gas rumah kaca. Namun, penilaian siklus hidup untuk fasilitas budidaya kurang dalam literatur, dan penelitian yang lebih mendalam diperlukan untuk menilai dampak lingkungan dari sistem budidaya ini.
Manfaat ekologis
Cina Barat Laut kaya akan sinar matahari dan sumber panas dengan sinar matahari tahunan berkisar antara 2800 hingga 3300 jam. Pengembangan sistem budidaya lahan Gobi energi surya berkerumun dapat mengubah sumber daya cahaya dan panas menjadi produksi pangan dan menawarkan manfaat ekologis yang signifikan, beberapa di antaranya disorot di bawah ini.
Pertama, lahan Gobi digunakan untuk menghasilkan tanaman berkualitas untuk ketahanan pangan. Di Cina, rata-rata lahan subur per 100 kapita adalah 8 ha (FAOSTAT 2014), secara signifikan lebih sedikit daripada 52 ha di AS, 125 ha di Kanada, dan 214 ha di Australia. Sumber daya lahan pertanian di Cina menurun dengan cepat karena urbanisasi yang cepat. Dihadapkan dengan lahan pertanian per kapita yang terbatas, ditambah dengan lahan pertanian yang digunakan untuk pembangunan perkotaan, Cina mengambil langkah signifikan untuk mengeksplorasi lahan Gobi yang melimpah untuk budidaya tanaman (Jiang et al. 2014). Pertanian tradisional tidak mungkin dilakukan pada tipe gurun pasir, tanah Gobi yang tidak produktif (Gbr. 6sebuah). Pembangunan fasilitas budidaya berkerumun di lahan Gobi menawarkan fitur unik untuk mengurangi konflik lahan antara pertanian dan sektor ekonomi lainnya (Gbr. 6b) dan membantu mengamankan pasokan makanan untuk negara berpenduduk padat.
Kedua, sistem produksi sebagian besar menggunakan sumber daya yang tersedia secara lokal. Setiap unit budidaya dalam sistem dibangun dan ditopang oleh rangka yang terbuat dari kayu, bambu, atau batang baja. Selama musim dingin, tikar jerami buatan lokal atau selimut pakaian termal digulung di atap miring untuk insulasi tambahan. Dinding utara unit budidaya juga dibangun dengan menggunakan bahan yang tersedia secara lokal, seperti rangka baja dan balok jerami (Gbr. 7a), karung pasir (Gbr. 7b), sebuah batu-campuran semen (Gbr. 7c), atau batu bata biasa (Gbr. 7D).
Bahan yang tersedia secara lokal memberikan manfaat ekologi dan ekonomi yang signifikan karena dapat diperoleh dengan murah atau dikumpulkan secara gratis (misalnya, batu dan bebatuan di daerah gurun terdekat), dengan persyaratan transportasi minimal. Juga, peralatan untuk mengangkut material, membuat substrat, dan menanam tanaman secara bertahap telah tersedia untuk budidaya fasilitas cluster; ini membantu mengatasi kekurangan tenaga kerja pertanian di beberapa daerah pedesaan di Cina.
Ketiga, sistem budidaya ini memberikan peluang untuk meningkatkan ekologi daerah. Di sebagian besar barat laut Cina, tanah Gobi tidak memiliki vegetasi (Gbr. 6a) mengakibatkan lingkungan ekologis yang rapuh. Erosi angin sering terjadi dan menjadi lebih parah dengan perubahan iklim. Badai debu yang sering terjadi di barat laut sering meluas ke wilayah Asia lainnya. Pengembangan sistem budidaya fasilitas klaster energi surya tidak hanya memiliki potensi untuk secara bersamaan merespons ketersediaan lahan yang sesuai di Cina yang semakin berkurang, tetapi juga berperan dalam mengurangi kerapuhan ekosistem di gurun hingga lingkungan kering di Cina barat laut (Gao et al. 2010; Wang et al. 2017). Transformasi lahan Gobi yang terbengkalai menjadi lahan pertanian dapat membantu membangun sistem ekologi baru, yang akan mengubah penampilan alam primitif dan memperindah lingkungan ekologis.
Efek pada stabilitas masyarakat pedesaan
Perkembangan sosial ekonomi di Cina barat laut tertinggal dari wilayah tengah dan timur, dengan banyak distrik komunitas di bawah tingkat kemiskinan nasional. Eksplorasi lahan Gobi yang luas untuk produksi buah dan sayuran membuka pintu bagi wilayah ini untuk mempercepat pembangunan sosial ekonomi. Ini mengubah kerugian dari penggurunan Gobi menjadi keuntungan ekonomi regional yang berbeda, tidak hanya mempromosikan industri pertanian tetapi juga mendorong industri lain, yang membantu menstabilkan masyarakat pedesaan. Sistem pertanian berbiaya rendah ini menjadi tonggak penting untuk menggalang masyarakat pedesaan.
Sistem budidaya lahan Gobi merangsang produksi pangan dan meningkatkan pendapatan rumah tangga. Di daerah dengan suhu di atas -28 °C di musim dingin, rumah kaca bertenaga surya memanfaatkan sepenuhnya energi matahari dan lahan yang tidak dapat ditanami untuk menghasilkan buah dan sayuran sepanjang tahun. Tanaman di unit budidaya berkelompok menghasilkan jauh lebih banyak daripada produksi lapangan terbuka dengan rasio input terhadap output yang lebih tinggi. Kami menganalisis output ekonomi dalam 14 studi dengan 120 unit budidaya fasilitas energi surya (Xie et al. 2017) untuk menemukan pendapatan kotor rata-rata sebesar USD $56,650 ha 1 y 1, menjadi 10-30 kali lebih tinggi dari produksi lapangan terbuka di situs geologi yang sama. Alhasil, laba bersih dari fasilitas budidaya sayuran adalah 10-15 kali lebih besar dari produksi sayuran lapangan terbuka dan 70-125 kali lebih besar dari jagung lapangan terbuka (Zea mays) atau gandum (Triticum aestivum) produksi.
Pembentukan sistem budidaya baru ini menciptakan peluang kerja pedesaan. Budidaya fasilitas mengubah waktu henti musim dingin menjadi musim produktif yang sibuk, yang menciptakan peluang kerja pedesaan, terutama di musim dingin ketika keluarga petani sering "sendirian di rumah" tanpa pekerjaan. Produksi dan pemasaran buah dan sayuran bersifat padat karya. Banyak pekerja pedesaan dapat dialokasikan untuk fasilitas budidaya (Gbr. 8a), sementara yang lain dapat dialokasikan untuk transportasi dan pemasaran produk ke komunitas lokal atau terdekat (Gbr. 8b). Yang paling penting, pemrosesan, penyimpanan, pengawetan, dan penjualan produk segar memberikan kesempatan kerja yang dulu tidak ada, yang membantu membangun komunitas yang harmonis secara sosial (Gbr. XNUMX). 8c) dan menggalang semangat masyarakat pedesaan.
Tidak ada laporan yang dipublikasikan tentang bagaimana sistem budidaya klaster dapat mempengaruhi pengembangan masyarakat pedesaan. Kami menyarankan bahwa sistem ini membantu kelangsungan hidup dan stabilitas masyarakat pedesaan. Pembentukan sistem budidaya lahan Gobi memungkinkan pertanian di barat laut Cina berkembang melampaui batas produksi primer. Akibatnya, kelangsungan hidup masyarakat dan stabilitas jangka panjang ditingkatkan karena (i) teknologi baru terus dikembangkan untuk meningkatkan budidaya lahan Gobi, seperti pemuliaan tanaman, pengembangan substrat, dan tindakan pengendalian hama, yang menjadi sarana penting bagi masyarakat pedesaan untuk berkembang di secara berkelanjutan; (ii) fasilitas budidaya menyediakan pasokan buah dan sayuran segar sepanjang tahun kepada masyarakat, memenuhi peningkatan kebutuhan warga kelas menengah akan makanan yang lebih bergizi dan sehat; dan (iii) pembentukan sistem budidaya baru membantu memperkuat kohesi internal kelompok etnis minoritas, karena warga kelompok etnis minoritas membutuhkan makanan yang beragam dengan fitur unik, yang dipenuhi dari produk segar sepanjang tahun dari sistem budidaya.
Tantangan utama
Sistem budidaya lahan Gobi telah berkembang pesat di Cina dalam beberapa tahun terakhir dengan potensi untuk memperluas area fasilitas dan tingkat produksi (Jiang et al. 2015). Namun, beberapa kendala dan tantangan perlu diatasi.
Keterbatasan sumber daya air
Salah satu tantangan terbesar bagi pertanian di barat laut Cina adalah kekurangan air. Ketersediaan air tawar tahunan rendah pada <760 m3 per kapita y 1 (Chai dkk. 2014b). Di Koridor Hexi Provinsi Gansu, curah hujan tahunan <160 mm sedangkan penguapan tahunan > 1500 mm (Deng et al. 2006). Banyak lahan pertanian yang dulu produktif di sepanjang Jalur Sutra telah "dijeda" dalam beberapa tahun terakhir karena kekurangan air. Sebagian besar budidaya tanaman lapangan terbuka menggunakan tradisional "banjir" irigasi yang melebihi 10,000 m3 ha-1 per musim tanam (Chai et al. 2016). Eksploitasi sumber daya air yang berlebihan kemungkinan akan semakin memperburuk lingkungan ekologis dan menguras sumber daya air tanah yang tidak dapat diperbarui (Martinez-Fernandez dan Esteve 2005). Produksi sayuran membutuhkan air dalam jumlah besar selama periode pertumbuhan yang panjang, dan curah hujan tidak dapat memenuhi kebutuhan untuk pertumbuhan tanaman yang optimal. Di Koridor Hexi Provinsi Gansu, di mana sistem budidaya fasilitas cluster telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, sumber utama air untuk semua sektor berasal dari akumulasi salju di Gunung Qilian di musim dingin, dengan pencairan salju musim panas yang mengalir ke sungai dan air tanah di lembah (Chai et al. 2014b). Dalam dua dekade terakhir, tingkat salju terukur di Gunung Qilian telah bergerak ke atas dengan kecepatan 0.2 hingga 1.0 m per tahun (Che dan Li 2005), sedangkan muka air tanah di lembah (disuplai oleh air dari pegunungan) terus menurun, dan ketersediaan air tanah telah menurun secara substansial (Zhang 2007). Akibatnya, beberapa oasis alami di sepanjang Jalur Sutra lama berangsur-angsur menghilang. Beberapa penggalian gudang air telah digunakan untuk menyimpan curah hujan untuk menyediakan air tambahan, tetapi kemanjurannya umumnya rendah. Cara menghemat air atau meningkatkan WUE dalam produksi tanaman sangat penting untuk kelangsungan jangka panjang sistem budidaya lahan Gobi.
Lingkungan ekologi yang rapuh
Di barat laut Cina, sumbangan tanah sangat buruk. Pegunungan dan lembah, bersama dengan oasis dan tanah Gobi, membuat lingkungan ekologi yang kompleks. Kekeringan dan badai debu yang sering terjadi memperburuk lingkungan ekologis. Sekitar 88% dari total luas Koridor Gansu Hexi telah mengalami penggurunan, dan garis penggurunan bergerak ke selatan menuju lahan pertanian. Kondisi alam di wilayah barat laut Cina telah digambarkan sebagai "angin bertiup batu di mana-mana dengan rumput tumbuh di mana-mana," gambaran lingkungan ekologi yang rapuh. Penggunaan pestisida yang berlebihan di fasilitas budidaya merupakan potensi bahaya lingkungan dan bahaya kesehatan bagi pekerja. Kurangnya perawatan yang tepat untuk substrat organik daur ulang dapat mencemari sumber air tanah, membawa kekhawatiran bagi masyarakat umum.
Keterbatasan sumber daya tenaga kerja
Pasokan tenaga kerja untuk pertanian umumnya rendah dan tidak mencukupi, karena semakin banyak pekerja muda pindah ke kota untuk mencari nafkah, yang menyebabkan kekurangan sumber daya tenaga kerja pertanian di daerah pedesaan. Kebijakan pemerintah saat ini untuk mendorong kesediaan petani untuk mengolah lahan pertanian tidak menguntungkan bagi pengembangan masyarakat pedesaan, yang memperburuk kekurangan tenaga kerja pedesaan. Selain itu, pertanian keluarga sebagai unit pertanian mandiri tetap menjadi mode utama manajemen pertanian, dan kebijakan pemerintah saat ini tentang kepemilikan tanah dapat melarang petani membeli dan menjual tanah, yang dapat membatasi pengembangan ekstensif sistem budidaya fasilitas. Selain itu, tingkat pendidikan di barat laut umumnya lebih rendah dari wilayah tengah dan timur. Pemerintah Pusat telah menerapkan kebijakan wajib belajar untuk seluruh negeri, tetapi banyak orang di barat laut tidak dapat menyelesaikan pendidikan 9 tahun. Semua hal di atas dapat menciptakan lingkungan yang tidak menguntungkan bagi pasokan tenaga kerja pedesaan, yang dapat menghambat pengembangan ekstensif sistem fasilitas lahan Gobi.
Keberlanjutan ekonomi
Dengan perbaikan standar hidup, konsumen menuntut berbagai produk segar berkualitas tinggi dan nilai gizi. Ada populasi minoritas yang besar (terutama dengan identitas Hui dan Dongxiang) di barat laut dengan kebiasaan makan sayuran yang dominan, yang membutuhkan beragam produk untuk memenuhi kebutuhan mereka. Ini menciptakan peluang untuk pasar baru dengan produk baru. Namun, pasar untuk produk segar yang dipasok oleh sistem budidaya lahan Gobi dapat dengan mudah menjadi jenuh karena populasi enam provinsi barat laut hanya mencakup 6.6% dari negara tersebut.'s total, dengan pendapatan per kapita yang sangat rendah. Pada tahun 2012, PDB per kapita di enam provinsi barat laut rata-rata 26,733 Yuan (setara dengan USD $4100), yang 31% di bawah negara'rata-rata. Pendapatan rendah dengan sedikit konsumen dapat membatasi pengembangan pasar baru di daerah lokal dan membawa risiko yang signifikan bagi keberlanjutan ekonomi dalam jangka panjang. Studi diperlukan untuk menyelidiki seberapa berkelanjutan sistem ini, dan apa yang dapat dilakukan untuk memastikan keberlanjutan ekonomi jangka panjangnya. Kami menyadari bahwa ada potensi besar untuk memasarkan produk segar ke wilayah tengah dan timur negara yang berpenduduk padat. Kami menyarankan bahwa prioritas untuk perluasan pasar fokus pada: (i) membangun apa yang disebut "rantai naga" logistik pemasaran yang menghubungkan "penanaman-pedagang besar-re-tailer-konsumen" dalam rantai nilai; (ii) perbaikan sistem transportasi antar wilayah khusus untuk pergerakan produk pertanian; dan (iii) mengembangkan mekanisme untuk pengendalian kualitas, asuransi keselamatan, dan penetapan harga yang adil.
Kualitas dan kesehatan produk
Konsentrasi logam berat lebih tinggi di beberapa tanah fasilitas daripada di lapangan terbuka. Produk yang ditanam di fasilitas terkadang mengandung target tingkat bahaya logam berat yang lebih tinggi daripada sayuran di lapangan terbuka (Chen et al. 2016), sebagian karena kotoran manusia dan bahan limbah lainnya tergabung dalam substrat. Di beberapa fasilitas, pupuk sintetik berlebihan hingga 670 kg N ha 1, bersama dengan 1230 kg N ha 1 dari bahan organik seperti pupuk kandang, digunakan setiap tahun untuk produksi sayuran (Gao et al. 2012). Selain itu, film plastik yang digunakan untuk atap dan penutup tanah di unit budidaya sering dikaitkan dengan ester asam ftalat yang ditambahkan selama pembuatan film plastik. Mungkin ada risiko kesehatan jangka panjang bagi petani yang terpapar polutan (Ma et al. 2015; Wang et al. 2015; Zhang et al. 2015). Tingkat ftalat di tanah Cina umumnya berada di ujung atas kisaran global (Lu et al. 2018), dan tanaman di fasilitas yang sangat plastis mungkin mengandung ftalat tingkat tinggi (Chen et al. 2016; Ma dkk. 2015; Zhang et al. 2015). Paparan pekerja terhadap ftalat dapat membawa risiko kesehatan (Lu et al. 2018). Penelitian diperlukan untuk mengembangkan pendekatan yang efektif untuk meminimalkan konsentrasi ftalat dalam produk. Risiko jumlah jejak ftalat terhadap kesehatan manusia mungkin tidak ada atau kecil tetapi perlu dikonfirmasi. Tingkat ambang batas konsentrasi logam berat perlu ditentukan dalam produk akhir. Beberapa metode bioremediasi yang canggih mungkin perlu dikembangkan untuk remediasi tanah dari pencemaran logam tinggi untuk meminimalkan efek potensi konsentrasi logam berat.
Menetapkan kebijakan untuk pembangunan berkelanjutan dalam sistem lahan Gobi
Sistem budidaya fasilitas cluster telah berkembang pesat di Cina barat laut. Pada bulan Juni 2017, sekitar 3000 ha lahan Gobi berada di bawah fasilitas budidaya di Provinsi Gansu saja. Daerah ini memiliki keunggulan geografis untuk sayuran produksi, termasuk jam sinar matahari yang panjang, perbedaan suhu yang besar antara siang dan malam, dan langit cerah dengan sedikit/tanpa polusi udara. Sistem budidaya fasilitas dianggap sebagai "keajaiban tanah gobi" untuk Cina'pembangunan sosial ekonomi. Kami merekomendasikan prioritas penetapan kebijakan berikut untuk memastikan pengembangan sistem yang sehat dengan stabilitas jangka panjang.
Keseimbangan antara eksplorasi dan perlindungan
Kami menyarankan agar kebijakan dikembangkan yang berfokus pada "melindungi lingkungan ekologi sambil menjelajahi tanah yang baru ditemukan," Artinya, pengembangan sistem budidaya lahan Gobi tidak boleh menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan. Kebijakan tersebut harus merinci bagaimana memperkuat produktivitas sistem sambil mempromosikan keberlanjutan ekologis. kredit lingkungan, "asuransi hijau," dan "pembelian hijau" harus dipertimbangkan dan dimasukkan dalam evaluasi keberlanjutan sistem. Kebijakan juga diperlukan untuk penggunaan pupuk kimia, logam berat dan zat berbahaya, pestisida residu tinggi, dan daur ulang film plastik, antara lain. Beberapa kebijakan khusus harus ditetapkan untuk menargetkan isu-isu lokal utama. Misalnya, fasilitas cadangan air harus dibangun di samping unit budidaya fasilitas di ujung barat Koridor Hexi di mana transportasi air saluran terbuka yang tersedia saat ini untuk mengairi unit budidaya membawa risiko kehilangan air yang signifikan selama transportasi dan irigasi.
Kembangkan langkah-langkah sistematis untuk penggunaan air dan penghematan air
Untuk memanfaatkan sepenuhnya tanah Gobi yang melimpah di Cina barat laut, kebijakan penggunaan air yang ketat dan pragmatis harus diterapkan. Prioritas jangka pendek meliputi: (i) undang-undang perlindungan sumber daya air untuk "pengukuran air,""kontrol pengeboran air," dan "otoritas sungai dan mata air" dengan peraturan rinci tentang hak air, kuota, biaya, dan kontrol kualitas; (ii) pembangunan fasilitas pengumpulan dan penyimpanan air untuk air hujan dengan menggunakan teknologi catchment cellar storage, optimalisasi penggunaan sumber daya air permukaan, rencana eksplorasi air bawah tanah, dan penerapan sistem izin pengambilan air; (iii) memperkuat tanggung jawab badan administratif di semua tingkatan untuk mengontrol alokasi air, menghilangkan pemborosan air, dan mempromosikan penggunaan sumber daya air secara rasional; (iv) pengembangan sistem pertanian hemat air, termasuk perpindahan dari irigasi banjir atau alur ke irigasi tetes bawah permukaan, penggunaan mulsa untuk mengurangi penguapan, dan perbaikan sistem saluran irigasi lapangan; dan (v) untuk jangka panjang, promosi pemuliaan kultivar tahan kekeringan, reformasi sistem pertanian, dan peningkatan infrastruktur untuk pembangunan fasilitas.
Memperkuat inovasi agroteknologi
Teknologi memainkan peran penting dalam pengembangan berkelanjutan sistem budidaya lahan Gobi; dengan demikian, kebijakan teknologi harus mencakup: (i) pembangunan pusat inovasi regional dan stasiun uji, pendirian "target pendanaan" khusus untuk sistem budidaya lahan Gobi untuk mengatasi masalah mendesak, dan peningkatan investasi dalam platform penelitian/demonstrasi dan inovasi teknologi; (ii) pengembangan sistem penyuluhan teknologi—di mana kebijakan pemerintah mendorong lembaga penelitian di semua tingkatan untuk melakukan pemasyarakatan teknologi—dan pendirian kantor teknologi lokal untuk melaksanakan layanan teknis di daerah pedesaan; (iii) penerapan langkah-langkah untuk menarik dan mempertahankan karyawan untuk bekerja di wilayah barat laut yang belum berkembang; (iv) peningkatan tingkat pendidikan petani di luar wajib 9 tahun, promosi literasi teknologi di penduduk pedesaan melalui pelatihan keterampilan kejuruan, dan pembinaan generasi baru petani untuk menerapkan teknologi pertanian yang inovatif; dan (v) pengembangan program pelatihan khusus oleh universitas dan lembaga penelitian bagi personel teknologi pertanian untuk mempromosikan teknologi maju.
Mengatur rantai makanan
Jumlah buah dan sayuran segar yang diproduksi di fasilitas cluster biasanya lebih banyak daripada yang dibutuhkan oleh masyarakat pedesaan dan perkotaan setempat dan sekitarnya. Pengiriman produk segar yang tepat waktu ke pasar domestik dan luar negeri lainnya akan memastikan bahwa produksi dan pemasaran seimbang. Diperlukan kebijakan untuk memfasilitasi mekanisme pemasaran dan logistik. Kultivar harus dibiakkan untuk memenuhi kebutuhan berbagai pasar yang mencakup beragam produk dan selera yang cocok untuk kelompok etnis dan agama yang berbeda. Kebijakan tersebut harus mendukung pasar grosir, gerai ritel, logistik rantai dingin, dan sistem pemantauan informasi. Sebuah kebijakan mungkin diperlukan untuk sistem transportasi, termasuk pembangunan jalur kereta api utama yang mengarah ke Cina tengah dan timur, serta akses ke jalur darat di Rusia, Mongolia Luar, Asia Barat, dan Eropa.
Menumbuhkan petani profesional
Petani adalah pemain utama dalam pembangunan sosial ekonomi pedesaan, tetapi banyak petani muda telah pindah ke kota untuk mendapatkan penghasilan lain, meninggalkan lahan pertanian kosong selama bertahun-tahun dengan sedikit atau tanpa produktivitas di beberapa daerah (Seeberg dan Luo 2018; Kamu 2018). Diperlukan kebijakan yang mendukung peningkatan pendapatan usahatani dari produksi pangan untuk mendorong petani muda tetap bertani, yang pada akhirnya akan meningkatkan stabilitas sosial ekonomi masyarakat pedesaan. Poin kunci dari kebijakan tersebut harus menumbuhkan generasi baru petani dengan kualifikasi dan keterampilan manajemen yang lebih baik, membantu potensi perpindahan dari pertanian keluarga tradisional, swasembada, skala kecil ke perusahaan pertanian yang lebih besar—sebuah pendekatan untuk mengembangkan pertanian modern di Cina. Kebijakan pertanahan saat ini mungkin perlu diperbarui, memungkinkan petani yang terampil dan profesional untuk memperluas pertanian mereka dan mengoptimalkan pengelolaan pertanian, jika perlu.
Membangun sistem pelayanan sosial yang baik
Komunitas pedesaan di barat laut secara historis terbelakang dibandingkan dengan Cina tengah dan timur. Kebijakan diperlukan untuk membangun sistem pelayanan sosial yang efektif yang berfokus pada peningkatan pendidikan, kesehatan dan pekerjaan, dan meningkatkan standar hidup secara keseluruhan. Pertanian adalah bisnis inti di masyarakat pedesaan. Diperlukan kebijakan untuk mendorong pengembangan koperasi pertanian berukuran besar untuk penggunaan sumber daya tanah dan air secara efektif dengan peningkatan pendapatan bagi keluarga petani. Untuk sistem budidaya di lahan Gobi, diperlukan kebijakan untuk meningkatkan efisiensi produksi tanaman, pengolahan pangan, dan distribusi produk di masyarakat lokal dan sekitarnya. Tata letak/distribusi yang optimal dari fasilitas budidaya di berbagai ekoregion diperlukan untuk memenuhi beragam kebutuhan konsumen akan buah dan sayuran segar di tingkat regional/lokal dan untuk menjajaki peluang di tingkat internasional. Kebijakan juga diperlukan untuk menjamin keamanan dan kualitas produk dari sistem fasilitas yang merinci penyimpanan, pengangkutan, dan peredaran produk segar di luar musim untuk meminimalkan risiko kehilangan kesegaran dan kualitas.
Kesimpulan
Sumber daya lahan merupakan pusat pertanian dan secara intrinsik terkait dengan tantangan global untuk ketahanan pangan dan mata pencaharian jutaan orang pedesaan. Populasi dunia diproyeksikan mencapai 9.1 miliar pada tahun 2050 dan produksi pangan di negara-negara berkembang perlu dua kali lipat dari tingkat tahun 2015. Sumber daya lahan berada di bawah tekanan berat di negara-negara berkembang karena urbanisasi yang cepat yang bersaing untuk lahan yang tersedia dengan pertanian. Cina telah menetapkan sistem budidaya tanaman baru di tanah Gobi, yaitu "pertanian gobi," yang terdiri dari sekelompok banyak (hingga ratusan) unit budidaya individu yang terbuat dari bahan yang tersedia secara lokal dan ditenagai oleh energi matahari. Unit budidaya seperti rumah kaca beratap plastik menghasilkan buah dan sayuran segar berkualitas tinggi sepanjang tahun. Kami memperkirakan bahwa sistem ini akan mencakup sekitar 2.2 juta hektar pada tahun 2020, menjadi landasan produksi pangan di Cina'sejarah pertanian. Dalam tinjauan ini, kami mengidentifikasi beberapa fitur unik dari sistem budidaya, termasuk peningkatan produktivitas lahan per unit input, peningkatan WUE, dan peningkatan manfaat ekologi dan lingkungan. Sistem budidaya ini menawarkan peluang yang sangat baik untuk mengeksplorasi sumber daya yang tersedia secara lokal untuk memperkaya masyarakat pedesaan dan memastikan kelangsungan hidup jangka panjang masyarakat pedesaan. Sistem ini juga menghadapi tantangan signifikan yang perlu ditangani.
Kami mengidentifikasi beberapa masalah utama dan bidang prioritas penelitian terkait untuk jangka pendek (3-5 tahun) yang akan membantu meningkatkan keberlanjutan sistem budidaya yang unik ini. Kami sangat menyarankan agar kebijakan pemerintah dan sistem pelayanan sosial yang relevan di daerah pedesaan dikembangkan untuk memastikan keuntungan ekonomi dan keberlanjutan lingkungan dari sistem budidaya lahan Gobi.
Ucapan Terima Kasih Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah menyumbangkan waktu dan tenaga mereka dalam berpartisipasi dalam penelitian ini, dan staf di Pusat Layanan Teknis Sayuran Distrik Suzhou, Jiuquan, dan Layanan Penyuluhan Pertanian Wuwei, Wuwei, Gansu, yang telah memberikan beberapa data. dan foto-foto yang disajikan dalam artikel.
Pendanaan Studi ini didanai bersama oleh "Dana Khusus Negara untuk Penelitian Agro-Ilmiah untuk Kepentingan Umum (nomor hibah 201203001),""Sistem Penelitian Pertanian China (nomor hibah CARS-23-C-07),""Dana Proyek Kunci Sains dan Teknologi Provinsi Gansu (nomor hibah 17ZD2NA015)," dan "Dana Khusus Inovasi dan Pengembangan Iptek Binaan Provinsi Gansu (nomor hibah 2018ZX-02)."
Kepatuhan dengan standar etika
Konflik kepentingan Para penulis menyatakan bahwa mereka tidak memiliki konflik kepentingan.
Buka Akses Artikel ini didistribusikan di bawah ketentuan Lisensi Internasional Creative Commons Attribution 4.0 (http:// creativecommons.org/licenses/by/4.0/), yang mengizinkan penggunaan, distribusi, dan reproduksi tanpa batas dalam media apa pun, asalkan Anda memberikan kredit yang sesuai ke penulis asli dan sumbernya, berikan tautan ke lisensi Creative Commons, dan tunjukkan jika ada perubahan.
Referensi
Cakir G, Un C, Baskent EZ, Kose S, Sivrikaya F, Kele5 S (2008) Mengevaluasi urbanisasi, fragmentasi dan pola perubahan penggunaan/tutupan lahan di kota Istanbul, Turki dari tahun 1971 hingga 2002. Degradasi Lahan Dev 19:663-675. https://doi.org/10.1002/ldr.859
Canakci M, Yasemin Emekli N, Bilgin S, Caglayan N (2013) Persyaratan pemanasan dan biayanya dalam struktur rumah kaca: studi kasus untuk wilayah Mediterania Turki. Perbarui Energi Berkelanjutan Rev 24: 483-490. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.026
Castello I, D'Emilio A, Raviv M, Vitale A (2017) Solarisasi tanah sebagai solusi berkelanjutan untuk mengendalikan infeksi pseudomonad tomat di rumah kaca. Agron Mempertahankan Dev 37:59. https://doi.org/10.1007/ s13593-017-0467-1
Chai L, Ma C, Ni JQ (2012) Evaluasi kinerja sistem pompa panas sumber tanah untuk pemanasan rumah kaca di Cina utara. Biosyst Eng 111:107-117. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2011.11.002
Chai L, Ma C, Liu M, Wang B, Wu Z, Xu Y (2014a) Jejak karbon dari sistem pompa panas sumber tanah dalam memanaskan rumah kaca surya berdasarkan penilaian siklus hidup. Trans Chinese Soc Agr Eng 30:149-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.018
Chai Q, Gan Y, Turner NC, Zhang RZ, Yang C, Niu Y, Siddique KHM (2014b) Inovasi hemat air dalam pertanian Cina. Adv Agron 126:149-201. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chai Q, Qin AZ, Gan YT, Yu AZ (2014c) Hasil yang lebih tinggi dan emisi karbon yang lebih rendah dengan tumpangsari jagung dengan lobak, kacang polong, dan gandum di daerah irigasi yang gersang. Agron Sustain Dev 34:535-543. https://doi.org/10. 1007 / s13593-013-0161-x
Chai Q, Gan Y, Zhao C, Xu HL, Waskom RM, Niu Y, Siddique KHM (2016) Irigasi defisit yang diatur untuk produksi tanaman di bawah tekanan kekeringan. Sebuah ulasan. Agron Sustain Dev 36: 1-21. https://doi. org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chang J, Wu X, Liu A, Wang Y, Xu B, Yang W, Meyerson LA, Gu B, Peng C, Ge Y (2011) Penilaian jasa ekosistem bersih budidaya sayuran rumah kaca plastik di Cina. Ekol Ekon 70: 740-748. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2010.11.011
Chang J, Wu X, Wang Y, Meyerson LA, Gu B, Min Y, Xue H, Peng C, Ge Y (2013) Apakah menanam sayuran di rumah kaca plastik meningkatkan jasa ekosistem regional di luar pasokan makanan? Lingkungan Ecol Depan 11:43-49. https://doi.org/10.1890/100223
Che T, Li X (2005) Distribusi spasial dan variasi temporal sumber daya air salju di Cina selama 1993-2002. J Glaciol Geokriol 27 : 64-67
Chen C, Li Z, Guan Y, Han Y, Ling H (2012) Pengaruh metode bangunan pada sifat termal komposit penyimpanan panas perubahan fasa untuk rumah kaca surya. Trans Chinese Soc Agr Eng 28:186-191. https:// doi.org/10.3969/j.issn. 1002-6819.2012.z1.032
Chen J, Kang S, Du T, Qiu R, Guo P, Chen R (2013) Respon kuantitatif dari hasil tomat rumah kaca dan kualitas defisit air pada tahap pertumbuhan yang berbeda. Pengelolaan Air Pertanian 129:152-162. https:// doi.org/10.1016/j.agwat.2013.07.011
Chen Z, Tian T, Gao L, Tian Y (2016) Nutrisi, logam berat, dan ester asam ftalat di tanah rumah kaca surya di Wilayah Teluk Round-Bohai, Cina: dampak tahun budidaya dan biogeografi. Res Polusi Ilmu Lingkungan 23:13076-13087. https://doi.org/10.1007/ s11356-016-6462-2
Cossu M, Ledda L, Urracci G, Sirigu A, Cossu A, Murgia L, Pazzona A, Yano A (2017) Sebuah algoritma untuk perhitungan distribusi cahaya di rumah kaca fotovoltaik. Energi Sol 141:38-48. https:// doi.org/10.1016/j.solener.2016.11.024
Cuce E, Cuce PM, Young CH (2016) Potensi penghematan energi kaca surya insulasi panas: hasil utama dari pengujian laboratorium dan in-situ. Energi 97:369-380. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.12.134
de Grassi A, Salah Ovadia J (2017) Lintasan dinamika pengadaan tanah skala besar di Angola: keragaman, sejarah, dan implikasi bagi ekonomi politik pembangunan di Afrika. Kebijakan Penggunaan Lahan 67:115-125. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.05.032
Deng XP, Shan L, Zhang H, Turner NC (2006) Meningkatkan efisiensi penggunaan air pertanian di daerah kering dan semi kering di Cina. Pengelolaan Air Pertanian 80:23-40. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2005.07.021
Du S, Ma Z, Xue L (2016) Jumlah fertigasi tetes yang optimal meningkatkan hasil muskmelon, kualitas dan efisiensi penggunaan air dan nitrogen di rumah kaca plastik bidang mulsa kerikil. Trans Chinese Soc Agr Eng 32:112-119. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2016. 05.016
FAOSTAT (2014) Buku tahunan statistik FAO – pangan dan pertanian dunia. Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa 2013. https://doi.org/10.1073/pnas.1118568109
Farjana SH, HudaN, Mahmud MAP, Saidur R (2018) Panas proses surya dalam sistem industri - tinjauan global. Perbarui Energi Berkelanjutan Rev 82:2270-2286. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.065
Fu GH, Liu WK (2016) Efek pada pendinginan dan peningkatan hasil paprika dari metode budidaya baru: substrat punggungan tanah tertanam di rumah kaca surya Cina. Chin J Agrometeorol 37: 199-205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6362.2016.02.09
Fu H, Zhang G, Zhang F, Sun Z, Geng G, Li T (2017) Pengaruh monokultur tomat terus menerus pada sifat mikroba tanah dan aktivitas enzim di rumah kaca surya. Keberlanjutan (Swiss) 9. https://doi.org/10.3390/su9020317
Fu G, Li Z, Liu W, Yang Q (2018) Peningkatan kapasitas penyangga suhu zona akar meningkatkan hasil paprika melalui budidaya tertanam substrat bergerigi tanah di rumah kaca surya. Int J Agric Biol Ind 11: 41-47. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181102.2679
Fuller R, Zahnd A (2012) Teknologi rumah kaca surya untuk ketahanan pangan: studi kasus dari Distrik Humla, NW Nepal. Gunung Res Dev 32:411419. https://doi.org/10.1659/MRD-JOURNAL-D-12-00057.1
Gao LH, Qu M, Ren HZ, Sui XL, Chen QY, Zhang ZX (2010) Struktur, fungsi, aplikasi, dan manfaat ekologis dari rumah kaca surya hemat energi di Cina. HortTechnology 20: 626-631
Gao JJ, Bai XL, Zhou B, Zhou JB, Chen ZJ (2012) Kandungan nutrisi tanah dan keseimbangan nutrisi di rumah kaca surya yang baru dibangun di Cina utara. Nutr Cycl Agroekosistem 94:63-72. https://doi.org/10.1007/ s10705-012-9526-9
Godfray HCJ (2011) Makanan dan keanekaragaman hayati. Sains 333:1231-1232. https://doi.org/10.1126/science.1211815
Godfray HCJ, Beddington JR, Crute IR, Haddad L, Lawrence D, Muir JF, Pretty J, Robinson S, Thomas SM, Toulmin C (2010) Ketahanan pangan: tantangan memberi makan 9 miliar orang. Sains 327:812-818. https://doi.org/10.1126/science. 1185383
Guan Y, Chen C, Li Z, Han Y, Ling H (2012) Meningkatkan lingkungan termal di rumah kaca surya dengan dinding penyimpanan termal perubahan fase. Trans Chinese Soc Agr Eng 28:194-201. https://doi.org/10. 3969 / j.issn.1002-6819.2012.10.031
Guan Y, Chen C, Ling H, Han Y, Yan Q (2013) Analisis sifat perpindahan panas dinding tiga lapis dengan penyimpanan panas perubahan fasa di rumah kaca surya. Trans Chinese Soc Agr Eng 29:166-173. https://doi. org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.021
Halicki W, Kulizhsky SP (2015) Perubahan penggunaan lahan subur di Siberia pada abad ke-20 dan pengaruhnya terhadap degradasi tanah. Int J Environ Stud 72:456-473. https://doi.org/10.1080/00207233.2014.990807
Han Y, Xue X, Luo X, Guo L, Li T (2014) Pembentukan model estimasi radiasi matahari dalam rumah kaca surya. Trans Chinese Soc Agr Eng 30:174-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819. 2014.10.022
Hassanien RHE, Li M, Dong Lin W (2016) Aplikasi lanjutan energi surya di rumah kaca pertanian. Perbarui Energi Berkelanjutan Rev 54:989-1001. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.095
Jaiarree S, Chidthaisong A, Tangtham N, Polprasert C, Sarobol E, Tyler SC (2014) Anggaran karbon dan potensi penyerapan di tanah berpasir yang diolah dengan kompos. Land Degrad Dev 25:120-129. https://doi. org/10.1002/ldr.1152
Jiang D, Hao M, Fu J, Zhuang D, Huang Y (2014) Variasi spasial-temporal dari lahan marginal yang cocok untuk pembangkit energi dari tahun 1990 hingga 2010 di Cina. Sci Rep 4:e5816. https://doi.org/10.1038/srep05816
Jiang W, Deng J, Yu H (2015) Situasi pengembangan, masalah dan saran pengembangan industri hortikultura dilindungi. Sci Agric Sin 48:3515-3523
Kraemer R, Prishchepov AV, Muller D, Kuemmerle T, RadeloffVC, Dara A, Terekhov A, Fruhauf M (2015) Perubahan tutupan lahan pertanian jangka panjang dan potensi perluasan lahan pertanian di bekas lahan perawan di Kazakhstan. Res Lingkungan Lett 10. https://doi. org/10.1088/1748-9326/10/5/054012
Li Z, Wang T, Gong Z, Li N (2013) Teknologi peringatan dini dan aplikasi untuk memantau bencana suhu rendah di rumah kaca surya berbasis Internet of things. Trans Chinese Soc Agr Eng 29:229236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.04.029
Li Y, Niu W, Xu J, Zhang R, Wang J, Zhang M (2016) Peningkatan kualitas irigasi aerasi dan efisiensi penggunaan air irigasi muskmelon di rumah kaca plastik. Trans Chinese Soc Agr Eng 32:147-154. https://doi.org/10.11975/j.issn. 1002-6819.2016.01.020
Liang X, Gao Y, Zhang X, Tian Y, Zhang Z, Gao L (2014) Pengaruh pemupukan harian yang optimal terhadap migrasi air dan garam dalam tanah, pertumbuhan akar dan hasil buah mentimun (Cucumis sativus L.) di rumah kaca surya. PLoS One 9:e86975. https://doi.org/10.1371/journal. pon.0086975
Ling H, Weijiao S, Su LY, Yan Y, Xianchang Y, Chaoxing H (2015) Perubahan substrat tanah organik dengan budidaya sayuran berkelanjutan di rumah kaca surya. ActaHortic (1107)::157-163. https://doi. org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Liu J, Zhang Z, Xu X, Kuang W, Zhou W, Zhang S, Li R, Yan C, Yu D, Wu S, Jiang N (2010) Pola spasial dan kekuatan pendorong perubahan penggunaan lahan di Tiongkok selama awal 21 abad. J Geogr Sci 20:483494. https://doi.org/10.1007/s11442-010-0483-4
Liu Y, Yang Y, Li Y, Li J (2017) Konversi dari pemukiman pedesaan dan lahan subur di bawah urbanisasi yang cepat di Beijing selama 1985-2010. J Studi Pedesaan 51:141-150. https://doi.org/10.1016/jjrurstud.2017.02.008
Lu H, Mo CH, Zhao HM, Xiang L, Katsoyiannis A, Li YW, Cai QY, Wong MH (2018) Kontaminasi tanah dan sumber ftalat dan risiko kesehatannya di Cina: tinjauan. Resolusi Lingkungan 164:417-429. https:// doi.org/10.1016j.envres.2018.03.013
Ma TT, Wu LH, Chen L, Zhang HB, Teng Y, Luo YM (2015) Kontaminasi ester ftalat di tanah dan sayuran rumah kaca film plastik di pinggiran kota Nanjing, Cina dan potensi risiko kesehatan manusia. Res Polusi Ilmu Lingkungan 22:12018-12028. https://doi.org/10. 1007/s11356-015-4401-2
Martinez-Fernandez J, Esteve MA (2005) Pandangan kritis tentang perdebatan penggurunan di tenggara Spanyol. Land Degrad Dev 16:529539. https://doi.org/10.1002/ldr.707
Mueller ND, Gerber JS, Johnston M, Ray DK, Ramankutty N, Foley JA (2012) Menutup kesenjangan hasil melalui pengelolaan nutrisi dan air. Alam 490:254-257. https://doi.org/10.1038/nature11420
Romero P, Martinez-Cutillas A (2012) Efek irigasi zona akar parsial dan irigasi defisit yang diatur pada pengembangan vegetatif dan reproduksi tanaman anggur Monastrell yang ditanam di lapangan. Irrig Sci 30:377-396. https://doi.org/10.1007/s00271-012-0347-z
Schmidt U, Schuch I, Dannehl D, Rocksch T, Salazar-Moreno R, Rojano-Aguilar A, Lopez-Cruz IL (2012) Teknologi rumah kaca surya tertutup dan evaluasi pemanenan energi di bawah kondisi musim panas. Acta Hortic 932:433-440. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Seeberg V, Luo S (2018) Migrasi ke Kota di Cina Barat Laut: Wanita pedesaan muda'pemberdayaan. J Manusia Dev Capab 19: 289-307. https://doi.org/10.1080/19452829.2018.1430752
Song WJ, He CX, Yu XC, Zhang ZB, Li YS, Yan Y (2013) Perubahan sifat substrat tanah organik dengan tahun budidaya yang berbeda dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan mentimun di rumah kaca surya. Chin J Appl Ecol 24:2857-2862
Sun Z, Huang W, Li T, Tong X, Bai Y, Ma J (2013) Kinerja cahaya dan suhu dari rumah kaca surya hemat energi yang dirakit dengan pelat warna. Trans Chinese Soc Agr Eng 29:159-167. https://doi.org/10. 3969 / j.issn.1002-6819.2013.19.020
Tiwari S, TiwariGN, Al-Helal IM (2016) Perkembangan dan tren terkini dalam pengering rumah kaca: tinjauan. Perbarui Energi Berkelanjutan Rev 65:10481064. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.070
Tong G, Christopher DM, Li T, Wang T (2013) Pemanfaatan energi surya pasif: tinjauan pemilihan parameter bangunan penampang untuk rumah kaca surya Cina. Perbarui Energi Berkelanjutan Rev 26: 540-548. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.026
Wang HX, Xu HB (2016) Sebuah penelitian reliabilitas pada sistem pemantauan objek internet fasilitas pertanian. Kunci Eng Mater 693:14861491 https://doi.org/scientific.net/KEM.693.1486
Wang F, Du T, Qiu R, Dong P (2010) Efek irigasi defisit pada hasil dan efisiensi penggunaan air tomat di rumah kaca surya. Trans Chinese Soc Agr Eng 26:46-52. https://doi.org/10.3969Zj.issn. 1002-6819.2010.09.008
Wang Y, Xu H, Wu X, Zhu Y, Gu B, Niu X, Liu A, Peng C, Ge Y, Chang J (2011) Kuantifikasi fluks karbon bersih dari budidaya sayuran rumah kaca plastik: analisis siklus karbon penuh. Pencemaran Lingkungan 159:1427-1434. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.12.031
Wang Y, Liu F, Jensen CR (2012) Perbandingan efek irigasi defisit dan irigasi zona akar parsial alternatif pada pH xilem, ABA dan konsentrasi ion dalam tomat. J Exp Bot 63:1907-1917. https:// doi.org/10.1093/jxb/err370
Wang J, Li S, Guo S, Ma C, Wang J, Jin S (2014) Simulasi dan optimalisasi rumah kaca surya di Provinsi Jiangsu Utara Cina. Bangunan Energi 78: 143-152. https://doi.org/10.1016/j. enbuild.2014.04.006
Wang J, Chen G, Christie P, Zhang M, Luo Y, Teng Y (2015) Kejadian dan penilaian risiko ester ftalat (PAE) dalam sayuran dan tanah rumah kaca film plastik pinggiran kota. Sci Total Lingkungan 523: 129-137. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.02.101
Wang T, Wu G, Chen J, Cui P, Chen Z, Yan Y, Zhang Y, Li M, Niu D, Li B, Chen H (2017) Integrasi teknologi surya ke rumah kaca modern di Cina: status saat ini, tantangan dan prospek. Perbarui Energi Berkelanjutan Rev 70:1178-1188. https://doi.org/10.1016/j.rser. 2016.12.020
Wu X, Ge Y, Wang Y, Liu D, Gu B, Ren Y, Yang G, Peng C, Cheng J, Chang J (2015) Perubahan fluks karbon pertanian didorong oleh budidaya rumah kaca plastik intensif di lima wilayah iklim Cina. J Clean Prod 95:265-272. https://doi.org/10.1016/jjclepro.2015.02.083
Xie J, Yu J, Chen B, Feng Z, Li J, Zhao C, Lyu J, Hu L, Gan Y, Siddique KHM (2017) Sistem budidaya fasilitas "®Ж^Ф" – model Cina untuk planet ini. Adv Agron 145:1-42. https://doi.org/10. 1016/bs.agron.2017.05.005
Xu H, Wang X, Xiao G (2000) Sebuah studi penginderaan jauh dan GIS terintegrasi pada urbanisasi dengan dampaknya pada tanah yang subur: Kota Fuqing, Provinsi Fujian, Cina. Land Degrad Dev 11:301-314. https://doi.org/10. 1002/1099-145X(200007/08)11:4<301::AID-LDR392>3.0.CO;2-N
Xu H, Zhao L, Tong G, Cui Y, Li T (2013) Variasi iklim mikro dengan konfigurasi dinding untuk rumah kaca surya Cina. Aplikasi Mech Mater 291294:931-937 https://doi.org/scientific.net/AMM.291-294.931
Xu J, Li Y, Wang RZ, Liu W (2014) Investigasi kinerja sistem pemanas surya dengan penyimpanan energi musiman bawah tanah untuk aplikasi rumah kaca. Energi 67:63-73. https://doi.org/10.1016/j. energi.2014.01.049
Yang H, Du T, Qiu R, Chen J, Wang F, Li Y, Wang C, Gao L, Kang S (2017) Meningkatkan efisiensi penggunaan air dan kualitas buah tanaman rumah kaca di bawah irigasi defisit yang diatur di Cina Barat Laut. Pengelolaan Air Pertanian 179: 193-204. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.05.029
Ye J (2018) Menginap di Tiongkok's "berlubang" desa: narasi tandingan tentang pedesaan besar-migrasi perkotaan. Tempat Ruang Popul 24:e2128. https://doi.org/10.1002/psp.2128
Yuan H, Wang H, Pang S, Li L, Sigrimis N (2013) Desain dan eksperimen sistem kultur tertutup untuk rumah kaca surya. Trans Chin Soc Agric Eng 29:159-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.020
Zhang J (2007) Hambatan untuk pasar air di lembah Sungai Heihe di Cina Barat Laut. Pengelolaan Air Pertanian 87:32-40. https://doi.org/ 10.1016/j.agwat.2006.05.020
Zhang Y, Zou Z, Li J (2014) Eksperimen kinerja pada pencahayaan dan penyimpanan termal di rumah kaca surya atap miring. Trans Chinese Soc Agr Eng 30:129-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819. 2014.01.017
Zhang Y, Wang P, Wang L, Sun G, Zhao J, Zhang H, Du N (2015) Pengaruh fasilitas produksi pertanian pada distribusi ester ftalat di tanah hitam Cina Timur Laut. Sci Total Lingkungan 506-507: 118-125. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.075
Zhang W, Cao G, Li X, Zhang H, Wang C, Liu Q, Chen X, Cui Z, Shen J, Jiang R, Mi G, Miao Y, Zhang F, Dou Z (2016) Menutup kesenjangan hasil di Tiongkok oleh memberdayakan petani kecil. Alam 537:671-674. https://doi.org/10.1038/nature19368
Zhang J, Wang J, Guo S, Wei B, He X, Sun J, Shu S (2017) Studi karakteristik perpindahan panas dinding balok jerami di rumah kaca surya. Bangunan Energi 139:91-100. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.12.061
Zhou S, Zhang Y, Yang Q, Cheng R, Fang H, Ke X, Lu W, Zhou B (2016) Kinerja unit pelepas penyimpanan panas aktif dibantu dengan pompa panas di rumah kaca surya tipe baru Cina. Appl Eng Agric 32:641-650. https://doi.org/10.13031/aea.32.11514