Jianming Xie1,2 & Jihua Yu1,2 & Baihong Chen1,2 & Zhi Feng1,2 & Jian Lyu1,2 & Linli Hu1,2 & Yantai Gan3 &
Kadambot HM Siddique4
1. Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Sciences, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Kiina
2. College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Kiina
3. Agriculture and Agri-Food Canada, Swift Current Research and Development Centre, Swift Current, SK S9H 3X2, Kanada
4. UWA Institute of Agriculture ja School of Agriculture & Environment, University of Western Australia, Perth, WA 6001, Australia
Abstrakti
Nopeasti kehittyneillä asutuilla alueilla/maissa, kuten Afrikassa, Kiinassa ja Intiassa, peltomaa vähenee nopeasti kaupunkirakentamisen ja maan muun teollisen käytön vuoksi. Tämä luo ennennäkemättömiä haasteita tuottaa tarpeeksi ruokaa tyydyttämään lisääntynyt elintarviketarve. Voidaanko miljoonia aavikkomaisia, peltottomia hehtaareita kehittää elintarviketuotantoon? Voidaanko runsaasti saatavilla olevaa aurinkoenergiaa käyttää kasvintuotantoon kontrolloiduissa ympäristöissä, kuten aurinkoenergialla toimivissa kasvihuoneissa? Tässä tarkastellaan innovatiivista viljelyjärjestelmää, nimittäin "Gobin maatalous." Havaitsemme, että innovatiivisella Gobin maatalousjärjestelmällä on kuusi ainutlaatuista ominaisuutta: (i) se käyttää aavikon kaltaisia maavaroja aurinkoenergialla ainoana energialähteenä tuoreiden hedelmien ja vihannesten tuottamiseen ympäri vuoden, toisin kuin perinteisessä kasvihuonetuotannossa, jossa energian tarve on polttamalla fossiilisia polttoaineita tai kuluttamalla sähköä; ii) yksittäisten viljelyyksiköiden klustereita käytetään paikallisesti saatavilla olevista materiaaleista, kuten savimaasta tilojen pohjoisseiniin; iii) maan tuottavuus (tuoretuotteet maayksikköä kohden vuodessa) on 10-27 kertaa korkeampi ja sadon veden käytön tehokkuus 20-35 kertaa suurempi kuin perinteiset avomaan kastelujärjestelmät; iv) Kasvien ravinteet saadaan pääasiassa paikallisesti valmistettujen orgaanisten substraattien kautta, mikä vähentää synteettisten epäorgaanisten lannoitteiden käyttöä kasvinviljelyssä; v) tuotteiden ympäristöjalanjälki on pienempi kuin avopellolla viljellyllä viljelyllä, koska aurinkoenergia on ainoa energialähde ja korkea sato yksikköä kohden; ja vi) se luo maaseudun työpaikkoja, mikä parantaa maaseutuyhteisöjen vakautta. Vaikka tätä järjestelmää on kuvattu a "Gobi-maan ihme" sosioekonomisen kehityksen kannalta on ratkaistava monia haasteita, kuten vesirajoitukset, tuoteturvallisuus ja ekologiset vaikutukset. Ehdotamme, että kehitetään asiaankuuluvia politiikkoja sen varmistamiseksi, että järjestelmä tehostaa ruoan tuotantoa ja parantaa maaseudun sosioekonomiaa samalla kun suojellaan herkkää ekologista ympäristöä.
esittely
Maatalouden peltomaa on rajallinen resurssi (Liu et al. 2017). Nopeasti kehittyneissä maissa, kuten Kiinassa, Intiassa ja Afrikassa, paljon peltomaata on muutettu teolliseen käyttöön (Cakir ym. 2008; Xu et ai. 2000). Johtuen nopeasta kaupungistumisesta, joka kilpailee maasta maatalouden kanssa (Zhang et al. 2016; Mueller et ai. 2012), kasvintuotannon lisääminen on ennennäkemätön haaste kasvavan väestön ravinnontarpeiden ja mieltymysten tyydyttämiseksi (Godfray et al. 2010). On mahdollista, että kehittyneet maat, joilla on suuria peltoalaa, kuten Australia, Kanada ja Yhdysvallat, voisivat muuttaa nurmialueet viljelysmaiksi maailman viljamarkkinoille. Tämä voi kuitenkin nopeuttaa hiilivarantojen häviämistä ja sillä voi olla merkittäviä kielteisiä vaikutuksia ympäristöön (Godfray 2011).
Monissa kuivissa ja puolikuivissa ympäristöissä on laajoja alueita "Gobin maa" (määritelty muuksi kuin peltomaaksi), mukaan lukien 1.95 miljoonaa hehtaaria aavikkotyyppistä maata Kuudessa Luoteis-Kiinan maakunnassa (Liu et al. 2010). Kiina tekee yhteisiä ponnisteluja kehittääkseen tätä Gobin maata elintarviketuotantoa varten käyttämällä innovatiivista viljelyjärjestelmää, nimeltään "Gobin maatalous." Määritimme tämän viljelyjärjestelmän nimellä "Viljelyjärjestelmä, jossa on klusteri paikallisesti rakennettuja aurinkoenergialla toimivia muovisia kasvihuoneen kaltaisia viljelyyksiköitä korkeatuottoisten, laadukkaiden tuoretuotteiden (vihanneksia, hedelmiä ja koristekasveja) tuottamiseksi tehokkaasti, tehokkaasti ja taloudellisesti" (Xie et ai. 2017). Joissakin kehittyneissä klusterijärjestelmissä yksittäisten yksiköiden ilmasto-olosuhteita voidaan seurata dataloggereilla. Toisin kuin perinteiset kasvihuoneet tai kasvihuoneet, joissa lämmitys ja jäähdytys (kaksi suurinta kasvihuonetuotannon kustannuksia) saadaan yleensä polttamalla fossiilisia polttoaineita (diesel, polttoöljy, öljy, kaasu), jotka lisäävät hiilidioksidia.2 päästöjä tai enemmän energiaa kuluttavia sähkölämmittimiä (Hassanien ym. 2016; Wang et ai. 2017), "Gobin maatalous" järjestelmät ovat täysin riippuvaisia aurinkoenergiasta lämmitykseen, jäähdytykseen ja luonnonenergian muuntamiseen kasvibiomassaksi.
Viime vuosina Gobi-maan käyttö ruoantuotantoon on kehittynyt Kiinassa nopeasti (Zhang et al. 2015). Luoteisalueilla Gobin maanviljelyjärjestelmät tuottavat suuren osan alueella kulutetuista vihanneksista. Tällä järjestelmällä on keskeinen rooli elintarviketurvan varmistamisessa, sosioekologisen kestävyyden lisäämisessä ja maaseutuyhteisöjen elinkelpoisuuden lisäämisessä. Monet pitävät tätä Gobin maanviljelyä a "uutta löydettyä maata" viljelyjärjestelmä. Järjestelmän merkittävä piirre on mahdollisuus elintarviketuotantoon aikoinaan tuottamattomalla maalla. Tämä innovatiivinen viljelyjärjestelmä voi olla vallankumouksellinen askel kohti modernia maataloutta. Gobi-maan viljelyjärjestelmien tieteellisestä edistymisestä ei kuitenkaan ole tietoa. Monet kysymykset jäävät vastaamatta: Kehittyykö tästä järjestelmästä kestävästi merkittävä vihannesten tuotantoteollisuus? Miten Gobin maanviljelyjärjestelmä vaikuttaa ekoympäristöön pitkällä aikavälillä? Voiko tämä "valmistettu Kiinassa" Viljelymalli soveltuu muille kuiville vyöhykkeille, joilla peltoalat vähenevät, kuten Pohjois-Kazakstaniin (Kraemer et al. 2015), Siperia (Halicki ja Kulizhsky 2015) ja Keski-Afrikan pohjoisilla alueilla (de Grassi ja Salah Ovadia). 2017)?
Nämä kysymykset ajatellen teimme kattavan kirjallisuuskatsauksen viimeaikaisista viljelyjärjestelmään liittyvistä kehityssuunnista ja keskeisistä tutkimustuloksista. Tämän asiakirjan tavoitteena oli (i) korostaa Pohjois-Kiinassa käyttöön otettujen Gobi-maan viljelyjärjestelmien tieteellistä edistystä, mukaan lukien sadon tuottavuus, vedenkäytön tehokkuus (WUE), ravinteiden ja energian käytön ominaisuudet sekä mahdolliset ekologiset ja ympäristövaikutukset; ii) keskustelemaan järjestelmän suurimmista haasteista, kuten kasteluveden saatavuudesta, tuotteiden laadusta ja turvallisuudesta sekä mahdollisista vaikutuksista maaseutuyhteisön vakauteen ja kehitykseen; ja iii) antaa ehdotuksia politiikan määrittelystä ja tutkimuksen painopisteistä Gobin maanviljelyjärjestelmien tervettä etsintä ja pitkän aikavälin kestävää kehitystä varten.
Lyhyt katsaus Gobin maajärjestelmien infrastruktuuriin
Ymmärtääksemme, miten Gobi-maanviljelyjärjestelmä toimii, olemme antaneet lyhyen kuvauksen niiden suunnittelusta, suunnittelusta ja rakentamisesta. Tarkempia tietoja infrastruktuurista on tuoreessa katsauksessa (Xie et al. 2017). Gobi-maan viljelyjärjestelmä on perustettu viljelemättömälle Gobi-maalle, jossa perinteinen kasvintuotanto ei ole mahdollista. Gobin maatilat rakennetaan sisään "klusterit" yksittäisistä tuotantoyksiköistä. Tyypillinen klusterilaitos koostuu useista (jopa sadoista) yksittäisistä viljelyyksiköistä tai taloista (kuva XNUMX). 1a). Jokaisen viljelyyksikön mikroilmasto-olosuhteita valvotaan keskitetyllä ohjauskeskuksella, jossa etäanturit,
Mikroilmasto-olosuhteet, kuten ilman lämpötila ja kosteus, voidaan säätää joissakin viljelyyksiköissä, kun taas toiset valvontajärjestelmät mahdollistavat automaattisen lannoituksen. Jotkut kehittyneet tekniikat, kuten esineiden Internet (Wang ja Xu 2016) tai esineiden internet (Li et al. 2013) voidaan asentaa ohjauskeskukseen, jotta saadaan tarkempia lukemia yksittäisistä viljelyyksiköistä lähetetyistä mikroilmastotiedoista. Näitä ei kuitenkaan ole otettu laajalti käyttöön korkeiden kustannusten vuoksi.
Tyypillinen klusterilaitoksen viljelyyksikkö on suunnattu itään-länteen ja siinä on kolme seinää rakenteen pohjois-, itä- ja länsipuolella. Rakenteen eteläpuoli on teräsrungolla tuettu kallistettu katto, joka on päällystetty läpinäkyvällä lämpömuovikalvolla (kuva XNUMX). 2). Katto on asianmukaisesti kallistettu tehokkaan valonläpäisevyyden varmistamiseksi päivällä (Zhang et al. 2014). Auringon energia varastoituu seinien lämpömassaan ja vapautuu yöllä lämmönä. Talvella katto peitetään kotitekoisilla olkimatoilla joka yö sisälämpötilan ylläpitämiseksi (Tong et al. 2013).
Jokaisen viljelyyksikön kriittinen komponentti on pohjoinen seinä, joka on rakennettu paikallisesti saatavilla olevista materiaaleista, kuten savitiilistä (Wang et al. 2014), olkilohkot (Zhang et al. 2017), tavalliset tiilet styroksilla (Xu et al. 2013), lentotuhkan muurauselementtejä (Xu et al. 2013), savilohkoja sekoitettuna sementtilaastiin (Chen et al. 2012), puristettu maa (Guan et ai. 2013) tai betonilohkoihin yhdistetty raakamaa. Joissakin yksiköissä pohjoinen seinä on rakennettu "faasia muuttava materiaali" optimoida lämmön varastointi ja vaihto ja siten vähentää lämpötilan vaihteluita kasvien kasvua varten (Guan et al. 2012).
Yksi merkittävistä eroista Gobin maaklusteritilojen ja perinteisten kasvihuoneiden tai kasvihuoneiden välillä on voimanlähde. Jokainen klusteroidun Gobi-maajärjestelmän viljelyyksikkö saa voimansa kokonaan aurinkoenergialla. Auringon säteily imeytyy pohjoisseinään päivällä ja vapautuu yöllä. Päivällä käyttämätön energia on aktiivinen energianlähde yöllä. A "vesiverhot" järjestelmää käytetään tyypillisesti lisälämmön tuottamiseen talviöinä, jolloin pieni osa yksikön maasta täytetään vedellä käytettäväksi lämmönvaihtoväliaineena (Xie et al. 2017). Päivän aikana vesi kiertää ja kulkee vettä imevien verhojen läpi, ja auringon säteilyn ylimääräinen lämpö varastoituu vesistöihin; yöllä lämmin vesi kiertää ja kulkee vesiverhojen läpi ja lämpö vapautuu laitteen sisällä olevaan ilmaan. Energian varastoinnin tehokkuus "vesiverhot" järjestelmä riippuu monista tekijöistä, kuten suorasta auringon säteilystä, isotrooppisesta hajasäteilystä taivaalta, ilmakehän läpinäkyvyydestä ja katon muovikalvon lämmönläpäisevyydestä (Han et al. 2014). Viljelyjärjestelmien kehityksen myötä kehitetään entistä kehittyneempiä lämmitysjärjestelmiä lämmön varastoinnin ja vapautumisen parantamiseksi.
Gobin maanviljelyjärjestelmien tieteellinen kehitys
Gobin maanviljelyjärjestelmät eroavat perinteisestä avomaaviljelystä, jossa kasveja joko ruokitaan tai kastetaan. Ne eroavat myös kasvinviljelystä perinteisissä kasvihuoneissa tai kasvihuoneissa, joissa energia saadaan enimmäkseen maakaasulla tai sähköllä. Gobi-maanviljelyjärjestelmissä on ainutlaatuisia ominaisuuksia, joista osa on korostettu alla.
Lisääntynyt sadon tuottavuus
Gobin maatiloissa kasvatetut viljelykasvit ovat erittäin tuottavia, ja maankäytön tehokkuus (eli sadon tuotto käytettyä maayksikköä kohti) on huomattavasti parempi kuin perinteinen avopellolla. Esimerkiksi Hexi Corridorin itäisellä alueella Luoteis-Kiinassa on pitkäaikainen (1960-2009) vuotuinen auringonpaisteen kesto 2945 tuntia, vuotuinen keskilämpötila 7.2 °C ja pakkasetön jakso 155 päivää (Chai et al. 2014c); lämpöyksiköt ovat enemmän kuin riittäviä yhden sadon tuottamiseen vuodessa, mutta riittämättömät kahden sadon tuottamiseen vuodessa perinteisissä avopeltojärjestelmissä. Gobi-land-järjestelmässä kasveja voidaan kasvattaa useimpina kuukausina tai jopa ympäri vuoden. Keskimääräinen vuotuinen sato viiden vuoden ajalta (5-2016) Jiuquanin koeaseman viljelyyksiköissä oli 34 t ha-1 myskimelonille (Cucumis melo L.), 66 t ha-1 vesimelonille (Citrullus lanatus L.), 102 t ha 1 kuumaa pippuria varten (Capsicum annuum, C. frutescens), 168 t ha 1 kurkkua varten (Cucumis sativus L.), ja 177 t ha 1 tomaatille (Solanum lycopersicum L.), jotka ovat 10-27 kertaa korkeampi kuin perinteisissä avokenttäjärjestelmissä samoissa ilmasto-olosuhteissa (Xie et al. 2017). Samanlaisia tuloksia on havaittu muualla Pohjois-Kiinassa, kuten Wuwein alueella Kiinan itäpäässä
Hexi-käytävä. Nämä satoarvot laskettiin viljelyyksiköiden käytössä olevista maa-alueista sekä yksittäisten yksiköiden yhteisistä alueista samassa valvontajärjestelmässä. Yhteiset tilat ovat syöttömateriaalin kuljetuksiin ja tuotteiden markkinointiin.
Veden käytön tehokkuus parantunut
Yksi maatalouden suurimmista haasteista monilla kuivilla ja puolikuivilla alueilla on vesipula. Veden säästäminen tai WUE:n parantaminen (sato toimitettua vesiyksikköä kohti, ilmaistuna kgha-1 tuotto m-3 vesi) kasvintuotannossa on ratkaisevan tärkeää maatalouden kannattavuuden kannalta. Gobi-maanviljelyjärjestelmät tarjoavat merkittäviä vedensäästöetuja, kun viljelykasvit käyttävät paljon vähemmän vettä kuin sama sato perinteisissä avopeltojärjestelmissä. Esimerkiksi yli 4 vuotta (2012-2015) mittauksista Gobin maatilajärjestelmässä Jiuquanin piirikunnassa, tomaattia tarvittiin 385-466 mm:n kokonaiskastelu, kausiluonteinen haihdutus vaihteli 350-428 mm ja tomaattien tuorepaino 86-152 t ha-1. Jotkut suuret vihanneskasvit saavuttivat korkean WUE:n (kg tuoretuotetta m-3), mukaan lukien 15-21 vettä myskimelonille, 17-23 kuumalle paprikaalle, 22-28 vesimelonille, 2835 kurkkua ja 35-51 kg tomaateille. Tässä järjestelmässä esimerkiksi tomaatin WUE oli 20-35 kertaa suurempi kuin samoja viljelykasveja, joita viljellään pellolla, avopellolla (Xie et al. 2017).
Parannetun WUE:n mekanismia Gobin maajärjestelmissä ymmärretään huonosti. Ehdotamme, että tärkeimpiä vaikuttavia tekijöitä ovat seuraavat: (a) Kasvien kastelun määrä Gobin maajärjestelmissä perustuu kasvien optimaalisen kasvun tarpeisiin (Liang et al. 2014), joka on ennalta määrätty ja jota ohjataan asennetun vesimittarin kautta (kuva. 3a). Laitteen operaattorista riippuen"Tietojen ja kokemusten perusteella käytetään usein säänneltyä alijäämäkastelumenetelmää (Kuva. 3b) joka vähentää kastelumääriä ei-kriittisissä kasvuvaiheissa (Chai et al. 2014b). Lievä puutteellinen kastelu voi stimuloida kasvien puolustusjärjestelmiä ja parantaa kuivuusstressin sietokykyä (Romero ja Martinez-Cutillas 2012; Wang et ai. 2012). Säännellyn puutteellisen kastelun vaikutus sadon suorituskykyyn vaihtelee viljelykasvilajien ja muiden tekijöiden mukaan (Chen et al. 2013; Wang et ai. 2010); (b) Gobin maanviljelyjärjestelmien kastelutekniikat paranevat jatkuvasti siten, että maanalainen tippakastelu (kuva XNUMX). 3c) on nykyään suosituin kastelumenetelmä; (c) Erilaisia multaamismenetelmiä käytetään vähentämään maan pintaveden haihtumista. Viljelyyksikön istutusalue peitetään yleensä kasvukauden aikana muovikalvolla (kuva XNUMX). 3d), mukaan lukien kasvirivien väliset alueet (kuva. 3e). Haihtumisen vähentäminen ja ilman suhteellisen kosteuden lisääminen ovat todennäköisesti kaksi tärkeintä tekijää tehokkaassa vedenkäytössä; d) tietty prosenttiosuus maan pinnasta haihtunutta vettä kierrätetään viljelyyksikössä, koska viljely tapahtuu suhteellisen suljetussa järjestelmässä; ja (e) viljelyyksikössä käytetään kehittyneitä agronomisia käytäntöjä sadonhoidossa (kuva XNUMX). 3f), kuten oksien karsiminen valon läpäisyn lisäämiseksi (Du et al. 2016), optimoimalla ilmanvaihdon CO:n tasapainottamiseksi2 kasvien fotosynteesin ja sairauksien esiintyvyyden osalta (Yang et al. 2017) ja ilmastamalla juurtumisvyöhykettä kastelun jälkeen muutaman päivän ajan maaperän haihtumisen minimoimiseksi (Li et al. 2016); jotka kaikki auttavat lisäämään satoa ja parantamaan WUE:ta.
Parantunut ravinteiden käytön tehokkuus
Toisin kuin perinteinen avomaaviljely, jossa synteettiset lannoitteet ovat tärkein kasviravinteiden, orgaanisen materiaalin, kuten oljen, karjanlannan ja elintarviketeollisuuden sivutuotteiden, energiantuotantoprosessien ja ihmisten jätteiden kierrätyksen lähde.-on tärkein ravinnelähde Gobin maanviljelyjärjestelmissä. Jätemateriaalit ovat vaihtoehto kaupallisille väliaineille, joita käytetään perinteisessä kasvihuonetuotannossa. Orgaanisilla materiaaleilla on oltava seuraavat ominaisuudet, jotta ne kelpaavat Gobi-maan viljelyalustaksi (Fu et al. 2018; Fu ja Liu 2016; Fu et ai. 2017; Ling et ai. 2015; Song et ai. 2013): (i) alhainen irtotiheys, suuri huokoisuus ja suuri vedenpidätyskyky; ii) korkea kationinvaihtokyky ja kivennäisravinnepitoisuus sekä asianmukainen pH ja EC; (iii) lisääntynyt entsyymiaktiivisuus, joka tavallisesti saadaan aikaan lisäämällä asianmukaisia mikro-organismikantoja; (iv) hidas hajoamisnopeus; ja (v) niissä ei saa olla rikkakasvien siemeniä ja maaperässä leviäviä taudinaiheuttajia. Materiaalityyppi, prosessointimenetelmä, hajoamisaste ja ilmasto-olosuhteet, joissa substraatit tuotetaan, voivat vaikuttaa orgaanisen materiaalin fysikaalisiin, kemiallisiin ja biologisiin ominaisuuksiin ja siten substraatin laatuun (Fu et al. 2017; Song et ai. 2013).
Tyypillisen kotitekoisen substraatin valmistus sisältää useita vaiheita (kuva XNUMX). 4a): (i) oljet (kuten maissi) kerätään perinteisistä avomaatuotantojärjestelmistä paikallisissa kylissä, kuljetetaan laitoksen lähellä olevaan paikkaan ja pilkotaan kolmeen osaan.-5 cm pitkiä paloja, ennen kuin lisäät pienen annoksen typpilannoitetta (1.4 kg N per 1000 kg kuivaa maissinolkia) kompostin C:N-suhteen säätämiseksi noin 15:1:ksi; (ii) lisätään noin 1 kg mikro-organismien siirrostustuotetta 1000 1 kg orgaanista materiaalia kohti; (iii) käymisen 1.2. vaihe sisältää olkien pinoamisen maahan (esim. 3.0 m korkea x 2.0 m leveä pohja ja 60 m leveä ylhäältä) ennen muovikalvoon käärimistä; (iv) kasan lämpötilaa tarkkaillaan ja vettä lisätään kosteuspitoisuuden pitämiseksi XNUMX °C:ssa-65 % mikro-organismien optimaaliselle aktiivisuudelle; (v) käymisen toinen vaihe vaatii pinon häiritsemisen kuudennen välein8 päivää ja lämpötilan tarkistaminen ylimmistä 30 cm:stä. Tämä säännöllinen häiriö varmistaa, että lämpötila ja kosteus pysyvät optimaalisella tasolla mikrobitoiminnan kannalta; ja (vi) noin päivä 32-34 käymisen jälkeen materiaali siirretään varastotilaan, joka on valmis käytettäväksi tilaviljelyssä. Kotitekoista substraattia levitetään yleensä 2:ssa-3 t ha 1 viljelyyksikön viljelyalueille ja sitä voidaan käyttää viljelyssä muutaman vuoden ajan ennen vaihtoa. Substraattien ravinnepitoisuus voidaan palauttaa tuotantotasolle lisäämällä ulkoistettuja ravinteita (kuva XNUMX). 4b). Orgaanisen substraatin olkimateriaalia on saatavilla paikallisesti, ja suurimmassa osassa valmistusvaiheita käytetään itse rakennettuja koneita.
Se, miten substraattiravinteet toimitetaan viljelykasveille, vaihtelee klusteritilojen välillä. Useimmat Luoteis-Kiinan viljelijät käyttävät joko (1) kaivantojärjestelmää, jossa kaivannot (tyypillisesti 0.4-0.6 m leveä, 0.2 m-0.3 m syvä, 0.8 m-1.0 m pohjoiseen suuntautuneiden kaivantojen välillä-eteläsuunnassa) tehdään maanpinnalle viljelyyksikön sisällä, reunustettu betonilla, puupaloilla tai tiileillä ja täytetty alustalla ennen istutusta (kuva XNUMX). 5a) ja peitetty muovikalvolla, jotta taimet kasvavat läpi (kuva XNUMX). 5b). Kun kaivannot on rakennettu, niitä voidaan käyttää jatkuvaan tuotantoon yli 20 vuoden ajan; tai (2) kokokassipohjaiset alustat, joissa substraatti kääritään yksittäisiin muovipusseihin (pussin tyypillinen koko on halkaisijaltaan 0.5 m ja pituus 1.0 m) suljetussa mikroympäristössä. Ravinteita vapautuu pusseista kasvien kehittyessä (kuva. 5c). Pussien yläosaan tehdään reiät siementen kylvämistä varten (kuva. 5d) ja tiputuskastelu reikien läpi.
Nämä kaksi menetelmää eroavat ominaisuuksiltaan. Kaivausmenetelmän avulla viljelijät voivat helposti lisätä lannoitetta alustalle tarvittaessa. Joillekin viljelykasveille, kuten vesimelonille, epäorgaanisen lannoitteen lisääminen on välttämätöntä korkean tuottavuuden varmistamiseksi. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että orgaanisen lannan käyttö yhdessä epäorgaanisen lannoitteen kanssa voi lisätä sadon tuottoa, mutta jättää maaperään ravinneylijäämiä ja pintamaahan korkeat nitraatti-N-pitoisuudet (Gao et al. 2012). Muut tutkimukset ovat osoittaneet, että koko pussin lähestymistapa on tuottavampi kuin kaivantojärjestelmä (Yuan et al. 2013) koska käärityt pussit mahdollistavat substraatin fyysisen erottamisen maasta; Näin vähennetään todennäköisyyttä, että alustat saastuttavat maaperässä leviävillä taudinaiheuttajilla. Siitä huolimatta alustan fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet (kaivoissa tai käärityissä pusseissa) voivat huonontua jokaisen satokauden myötä (Song et al. 2013), mikä vähentää ravintoaineiden saantia (Song etal. 2013). Tästä syystä alustan uusiminen on perusteltua.
Lisääntynyt energiankäytön tehokkuus
Gobin maanviljelyjärjestelmät perustuvat täysin aurinkoenergiaan. Rakenne on suunniteltu säilyttämään mahdollisimman paljon lämpöä käyttämällä ja varastoimalla auringosta tulevaa energiaa. Päivittäinen auringonpaisteen kesto, auringon säteilyn voimakkuus ja vuotuiset pakkasettomat päivät ovat tärkeitä viljelyyksiköiden lämmittämisen kannalta. Itä-Keski-Hexin käytävä, kuten Wuwein piirikunta (37° 96" N, 102°64" E), Gansun maakunta, on edustava alue, jolle Gobilandin klusteritilat ovat keskittyneet. Keskimääräinen 6150 MJ m 2 vuotuinen auringonsäteily ja 156 pakkaspäivää mahdollistavat monentyyppisten vihannessatojen korkealaatuisen kypsymisen. Auringon säteilyn käytön tehokkuuden parantamiseksi viljelyyksiköiden johtajat käyttävät erilaisia keinoja lämmön varastoinnin lisäämiseen ja lämmön vapautumisen tehostamiseen, kuten kaksikerroksisia mustaa muovikalvoa kiinnitettynä pohjoisseinään (Xu et al. 2014), katolle asennetut lämpöä säästävät värilevyt (Sun et al. 2013), matalat maaperän lämpöä absorboivat järjestelmät sisäilman lämpötilan nostamiseksi (Xu et al. 2014) ja jauhettua geotekstiiliä, jota käytetään pohjapäällysteenä lämmön säilyttämiseksi. Aurinkolämpöpumppuja käytetään myös säätelemään veden lämpötilaa lämpösäiliöiden vesisäiliöissä joissakin viljelyyksiköissä (Zhou et al. 2016). Viime aikoina katon yläosaan on sijoitettu lämpöä suojaavia värilevyjä lämmön imeytymisen lisäämiseksi (Sun et al. 2013). Joissakin klusteroitujen viljelylaitosten kehittyneissä aurinkokasvihuoneissa käytetään kehittyneitä aurinkoteknologioita parantamaan lämmön varastointia, aurinkosähkön tuotantoa ja valon käyttöä (Cuce et al. 2016). Aurinkoenergian käyttö kasvihuonekasvien tuotannossa on edistynyt monilla alueilla/maissa (Farjana et al. 2018), mukaan lukien Australia, Japani (Cossu et al. 2017), Israel (Castello et ai. 2017) ja Saksa (Schmidt et ai. 2012), sekä kehitysmaat, kuten Nepal (Fuller ja Zahnd 2012) ja Intia (Tiwari et ai. 2016). Kiinassa nykyaikaisten aurinkomoduulien asennus on tällä hetkellä kallista, ja sen arvioitu takaisinmaksuaika on 9 vuotta (Wang et al. 2017). Uskomme, että kun viljelyjärjestelmä kehittyy kehittyneemmällä aurinkoteknologialla, takaisinmaksuaika lyhenee.
Ilman lämpötila klusteritilojen sisällä ja ulkopuolella voi vaihdella 20-35 °C kylminä talvina Pohjois-Kiinassa. Esimerkiksi aurinkovoimaloissa Lingyuanissa (41° 20" N, 119°31" E) Liaoningin maakunnassa Koillis-Kiinassa 12 m:n jännevälissä, 5.5 m korkeassa, 65 m pitkässä aurinkokasvihuoneessa, jossa oli lämmön varastointi-vapautusjärjestelmät, sisäilman lämpötila nousi yöllä 13 °C:een, kun ulkona oli -25.8 °C, ero 39 °C (Sunetal. 2013).
Aurinkoenergian käyttö ruoantuotantoon on merkittävä ominaisuus "Gobin maatalous" järjestelmät Luoteis-Kiinassa. Tämä eroaa perinteisistä kasvihuoneista tai kasvihuoneista, jotka vaativat ulkopuolista energiapanosta sadon kasvattamiseen, mikä voi olla taloudellisesti ja ympäristön kannalta kallista (Hassanien et al. 2016; Canakci et ai. 2013; Wang et ai. 2017). Esimerkiksi keskimääräinen vuotuinen sähkönkulutus perinteisissä kasvihuoneissa voi olla yli 500 kW hmy (Hassanien ym. 2016), joiden kustannukset ovat jopa 65,000 XNUMX USD150,000 XNUMX vuodessa (Turkin tapaustutkimuksessa) (Canakci et al. 2013). Maailmanlaajuisesti perinteisen kasvihuoneperäisen kasvintuotannon laajentaminen on ollut rajallista energian intensiivisen kulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen vuoksi.
Ympäristöhyödyt
Maatalouden kasvihuoneiden lämmittäminen fossiilisilla polttoaineilla, kuten hiilellä, öljyllä ja maakaasulla, edistää hiilidioksidipäästöjä ja ilmastonmuutosta. Aurinkovoimalla toimivat Gobi-maanviljelyjärjestelmät tarjoavat parempia ympäristöhyötyjä, koska (i) energiankulutus vähenee, koska kasvinviljely perustuu täysin aurinkoenergiaan, toisin kuin perinteiset kasvihuoneet, joissa sähköä tai maakaasua tuotetaan, mikä tuottaa suuria kasvihuonekaasupäästöjä; (ii) parempi vedensäästö, koska kasvien viljely tapahtuu muovipäällysteisen katon alla, jossa maaperän haihtuminen on vähäistä ja haihtumis-haihtumissuhde on korkea. Kastelua valvoo ja ohjaa keskitetty tietokone, joka mahdollistaa tarkan kastelun minimaalisella vesihäviöllä; (iii) Vähentyneet kasvihuonekaasupäästöt koko järjestelmässä (Chai et al. 2012) tai tuoreen vihanneksen jalanjälki painoyksikköä kohti elinkaariarvioinnin perusteella (Chai et al. 2014a). Klusteritiloissa kasvatettujen viljelykasvien tuotto yksikköä kohden (kuten lannoite, maankäyttöalue) on huomattavasti korkeampi ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on suurempi.2 muunnetaan kasvien biomassaksi tehostetun fotosynteesin ansiosta kuin avopellolla (Chang et al. 2013); ja (iv) kompostisubstraattien käyttö voi lisätä maaperän hiiltä ajan myötä (Jaiarree et al. 2014; Chai et ai. 2014a).
Joissakin tapaustutkimuksissa on arvioitu netto CO2 kasvien kiinnittyminen aurinkoenergiamuovisissa viljelyjärjestelmissä kahdeksan kertaa suurempi kuin perinteisissä avoimessa viljelyjärjestelmissä (Wang et al. 2011). Lisää CO2 viljelyyksiköihin kiinnittäminen tarkoittaa vähemmän CO:ta2 päästöt ilmakehään (Wu et al. 2015). Vaikutuksen suuruus vaihtelee maantieteellisen sijainnin ja viljelyyksiköiden rakenteen mukaan (Chai et al. 2014c). Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että laitoksen viljely antaa kasveille mahdollisuuden sitoa enemmän hiilidioksidia2 ilmakehästä ja päästää vähemmän kasvihuonekaasuja tuotekiloa kohden (Chang et al. 2011). Viljelyyksiköille ei tarjota lisälämmitystä edes talvella, mikä säästää noin 750 Mg ha-1 energiaa verrattuna perinteiseen, hiililämmitteiseen kasvihuonetuotantoon (Gao et al. 2010). Gobilandin viljely on hiiliälykäs järjestelmä kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen. Tilaviljelyn elinkaariarvioinnit kuitenkin puuttuvat kirjallisuudesta, ja näiden viljelyjärjestelmien ympäristövaikutusten arvioiminen edellyttää perusteellisempaa tutkimusta.
Ekologiset hyödyt
Luoteis-Kiinassa on runsaasti auringonvaloa ja lämpöä, ja vuotuinen auringonpaiste vaihtelee välillä 2800–3300 tuntia. Klusteroitujen aurinkoenergian Gobi-maanviljelyjärjestelmien kehittäminen voi muuttaa valo- ja lämpöresurssit ruoantuotannoksi ja tarjota merkittäviä ekologisia etuja, joista osa on korostettu alla.
Ensinnäkin Gobin maata käytetään laadukkaiden satojen tuottamiseen elintarviketurvaa varten. Kiinassa keskimääräinen peltoala 100 asukasta kohden on 8 hehtaaria (FAOSTAT 2014), huomattavasti vähemmän kuin USA:n 52 ha, Kanadan 125 ha ja Australian 214 ha. Kiinan peltovarat vähenevät nopeasti nopean kaupungistumisen vuoksi. Koska peltomaa oli rajallinen asukasta kohden ja viljelysmaata käytetään kaupunkirakentamiseen, Kiina otti merkittävän askeleen tutkiessaan runsaasti Gobi-maata kasvinviljelyyn (Jiang et al. 2014). Perinteinen maatalous ei ole mahdollista aavikkotyyppisellä, tuottamattomalla Gobi-maalla (Kuva. 6a). Klusteroitujen viljelytilojen rakentaminen Gobin maalle tarjoaa ainutlaatuisia ominaisuuksia maatalouden ja muiden talouden alojen välisten maaristiriitojen lievittämiseen (kuva XNUMX). 6b) ja autetaan turvaamaan elintarvikehuollon tiheästi asutussa maassa.
Toiseksi tuotantojärjestelmä käyttää enimmäkseen paikallisesti saatavilla olevia resursseja. Jokainen järjestelmän viljelyyksikkö on rakennettu ja tuettu puusta, bambusta tai teräksestä valmistetuilla kehyksillä. Kylminä talvina kaltevalle katolle rullataan lisäeristystä varten paikallisesti valmistettuja olkimattoja tai lämpövaatepeittoja. Myös viljelyyksiköiden pohjoisseinät rakennetaan paikallisesti saatavilla olevista materiaaleista, kuten teräsrunkoisista ja olkitäytteisistä lohkoista (kuva XNUMX). 7a), hiekkasäkit (kuva 7b), kivi-sementtiseos (kuva. 7c) tai tavallisia tiilejä (Kuva. 7d).
Paikallisesti saatavilla olevat materiaalit tuottavat merkittäviä ekologisia ja taloudellisia etuja, koska niitä voidaan hankkia edullisesti tai kerätä ilmaiseksi (esim. kivet ja kivet läheisillä autiomaa-alueilla) minimaalisilla kuljetusvaatimuksilla. Myös materiaalien kuljettamiseen, kasvualustojen valmistukseen ja kasvien viljelyyn tarvittavat laitteet ovat vähitellen tulleet saataville klusteritilojen viljelyyn; tämä auttaa ratkaisemaan maataloustyövoimapulan joillakin Kiinan maaseutualueilla.
Kolmanneksi tämä viljelyjärjestelmä tarjoaa mahdollisuuksia parantaa alueellista ekologiaa. Suuressa osassa Luoteis-Kiinaa Gobi-maalla ei ole kasvillisuutta (kuva XNUMX). 6a) tuloksena on herkkä ekologinen ympäristö. Tuulieroosio on yleistä ja pahenee ilmastonmuutoksen myötä. Toistuvia pölymyrskyjä syntyy luoteesta, ja ne ulottuvat usein muille Aasian alueille. Aurinkoenergiaklustereiden viljelyjärjestelmien kehittäminen ei ainoastaan pysty samanaikaisesti vastaamaan sopivan maan saatavuuden vähenemiseen Kiinassa, vaan sillä on rooli ekosysteemien haurauden lievittämisessä autiomaasta kuiviin ympäristöihin Luoteis-Kiinassa (Gao et al. 2010; Wang et ai. 2017). Hylätyn Gobi-maan muuttaminen maatalousmaaksi voi auttaa luomaan uuden ekologisen järjestelmän, joka muuttaa primitiivistä luonnonilmettä ja kaunistaa ekologista ympäristöä.
Vaikutukset maaseutuyhteisöjen vakauteen
Luoteis-Kiinan sosioekonominen kehitys on jäänyt jälkeen keski- ja itäosista, ja monet yhteisön alueet ovat kansallisen köyhyystason alapuolella. Gobin maan laajojen alueiden tutkiminen hedelmien ja vihannesten tuotantoa varten avaa tälle alueelle oven nopeuttaa sosioekonomista kehitystä. Se muuttaa Gobin aavikoitumisen haitat selkeiksi alueellisiksi taloudellisiksi eduiksi, jotka eivät ainoastaan edistä maatalousteollisuutta, vaan ajavat muita teollisuudenaloja, mikä auttaa vakauttamaan maaseutuyhteisöjä. Tästä edullisesta maatalousjärjestelmästä on tulossa tärkeä virstanpylväs maaseutuyhteisöjen kokoamisessa.
Gobi-maan viljelyjärjestelmä stimuloi ruoan tuotantoa ja lisää kotitalouksien tuloja. Alueilla, joissa lämpötila on yli -Talvella 28 °C:ssa aurinkoenergialla toimivat kasvihuoneet hyödyntävät aurinkoenergiaa ja ei-peltomaata hedelmien ja vihannesten tuottamiseen ympäri vuoden. Klusteroitujen viljelyyksiköiden viljelykasvit tuottavat huomattavasti enemmän kuin avomaatuotanto, jossa panosten ja tuotosten suhde on suurempi. Analysoimme taloudellista tuottoa 14 tutkimuksessa 120 aurinkoenergialaitoksen viljelyyksiköllä (Xie et al. 2017) löytääkseen 56,650 XNUMX USD:n keskimääräisen bruttotulon 1 y 110 XNUMX XNUMX-30 kertaa korkeampi kuin avokenttätuotannosta samalla geologisella paikalla. Tämän seurauksena tilavihannesviljelyn nettotulos oli 10-15 kertaa enemmän kuin avomaan vihannestuotanto ja 70 kertaa-125 kertaa suurempi kuin avomaan maissi (Zea mays) tai vehnä (Kesävehnä) tuotantoon.
Näiden uusien viljelyjärjestelmien perustaminen luo maaseudulle työpaikkoja. Tilojen viljely muuttaa talviseisokkien kiireiseksi, tuottavaksi kaudeksi, mikä luo maaseudulle työllistymismahdollisuuksia erityisesti talvella, jolloin maatilaperheet ovat usein "yksin kotona" ilman työtä. Hedelmien ja vihannesten tuotanto ja markkinointi on työvoimavaltaista. Useita maaseututyöntekijöitä voidaan kohdentaa tilaviljelyyn (kuva. 8a), kun taas toiset voidaan kohdentaa tuotteiden kuljetukseen ja markkinointiin paikallisille tai lähiyhteisöille (kuva. 8b). Mikä tärkeintä, tuoretuotteiden jalostus, varastointi, säilöntä ja myynti tarjoavat kerran poissa olevia työpaikkoja, jotka auttavat rakentamaan sosiaalisesti harmonista yhteisöä (kuva XNUMX). 8c) ja koota maaseudun yhteisöllisyyttä.
Ei ole julkaistu raportteja siitä, miten klusteroitu viljelyjärjestelmä voisi vaikuttaa maaseutuyhteisöjen kehitykseen. Ehdotamme, että nämä järjestelmät edistävät maaseutuyhteisöjen elinkelpoisuutta ja vakautta. Gobin maanviljelyjärjestelmien perustaminen mahdollistaa Luoteis-Kiinan maatalouden laajentumisen alkutuotannon rajan ulkopuolelle. Tämän seurauksena yhteisön elinkelpoisuus ja pitkän aikavälin vakaus paranevat, koska (i) Gobi-maan viljelyn parantamiseksi kehitetään jatkuvasti uusia teknologioita, kuten sadonjalostusta, kasvualustojen kehittämistä ja tuholaistorjuntatoimenpiteitä, joista tulee tärkeä keino maaseutuyhteisöille kehittyä kestävällä tavalla; (ii) viljelylaitos tarjoaa tuoreiden hedelmien ja vihannesten ympärivuotisen tarjonnan yhteisölle, mikä täyttää keskiluokan kansalaisten lisääntyneet vaatimukset ravitsemuksellisemmista ja terveellisemmistä elintarvikkeista; ja (iii) uuden viljelyjärjestelmän perustaminen vahvistaa etnisten vähemmistöryhmien sisäistä yhteenkuuluvuutta, sillä etnisten vähemmistöryhmien kansalaiset tarvitsevat monipuolisia ja ainutlaatuisia elintarvikkeita, jotka tyydytetään viljelyjärjestelmien ympärivuotisista tuoretuotteista.
Suuret haasteet
Gobi-maanviljelyjärjestelmät ovat kehittyneet nopeasti Kiinassa viime vuosina, ja ne ovat voineet laajentaa laitosalueita ja tuotantotasoja (Jiang et al. 2015). Joihinkin rajoituksiin ja haasteisiin on kuitenkin puututtava.
Vesivarojen rajoitukset
Yksi Luoteis-Kiinan maatalouden suurimmista haasteista on vesipula. Vuotuinen makean veden saatavuus on alhainen < 760 m3 asukasta kohti v 1 (Chai et ai. 2014b). Gansun maakunnan Hexi Corridorissa vuotuinen sademäärä on < 160 mm ja vuotuinen haihdutus > 1500 mm (Deng et al. 2006). Silkkitien varrella on ollut monia kerran tuottavia viljelymaita "keskeytetyn" viime vuosina vesipulan vuoksi. Suurin osa avomaakasvinviljelystä käyttää perinteistä "tulviminen" kastelu, joka ylittää 10,000 XNUMX m3 ha-1 per satokausi (Chai et al. 2016). Vesivarojen liikakäyttö heikentää todennäköisesti entisestään ekologista ympäristöä ja kuluttaa uusiutumattomia pohjavesivaroja (Martinez-Fernandez ja Esteve 2005). Vihannesten tuotanto tarvitsee suuria määriä vettä pitkän kasvukauden aikana, eikä sade riitä kasvien optimaalisen kasvun tarpeisiin. Gansun maakunnan Hexi-käytävässä, jossa klusteroitujen viljelylaitosten viljelyjärjestelmät ovat lisääntyneet nopeasti viime vuosina, kaikkien alojen tärkein vesilähde on peräisin Qilian-vuoren talvella kerääntyneestä lumesta, jolloin kesäinen lumen sulaminen ruokkii jokia ja pohjavettä. laaksot (Chai et al. 2014b). Kahden viime vuosikymmenen aikana Qilian-vuoren mitattavissa oleva lumipinta on noussut 0.2–1.0 metriä vuodessa (Che ja Li 2005), kun taas maanalainen pohjavesi laaksoissa (vuorten vesillä) on jatkuvasti laskenut ja pohjaveden saatavuus on heikentynyt huomattavasti (Zhang 2007). Tämän seurauksena jotkin luonnolliset keitaat vanhan Silkkitien varrelta katoavat vähitellen. Joitakin vesikellareiden louhintaa on käytetty sademäärän säästämiseksi lisäveden saamiseksi, mutta teho on yleensä alhainen. Veden säästäminen tai WUE:n parantaminen kasvinviljelyssä on ratkaisevan tärkeää Gobin maanviljelyjärjestelmien pitkän aikavälin elinkelpoisuuden kannalta.
Hauraat ekologiset ympäristöt
Luoteis-Kiinassa maaomaisuus on heikko. Vuoret ja laaksot sekä keitaita ja Gobi-maa muodostavat monimutkaisen ekologisen ympäristön. Toistuva kuivuus ja pölymyrskyt pahentavat ekologista ympäristöä. Noin 88 % Gansu Hexi -käytävän kokonaispinta-alasta on kärsinyt aavikoitumisesta, ja aavikoitumisen viiva siirtyy etelään viljelysmaalle. Luoteis-Kiinan alueen luonnonoloja on kuvattu "tuuli puhaltaa kiviä kaikkialle, ruoho ei kasva missään," kuvaus herkästä ekologisesta ympäristöstä. Raskas torjunta-aineiden käyttö tilojen viljelyssä on mahdollinen ympäristö- ja terveysriski työntekijöille. Kierrätettyjen orgaanisten substraattien asianmukaisten käsittelyjen puute voi saastuttaa pohjavesilähteitä ja aiheuttaa huolta suurelle yleisölle.
Työvoiman rajoitukset
Maatalouden työvoiman tarjonta on yleensä vähäistä ja riittämätöntä, sillä yhä useammat nuoret työntekijät muuttavat kaupunkeihin hankkimaan toimeentuloa, mikä johtaa maaseutualueiden pulaan maatalouden työvoimaresursseista. Nykyinen hallituksen politiikka, jolla kannustetaan viljelijöitä viljelemään viljelysmaata, ei ole suotuisa maaseutuyhteisön kehitykselle, mikä pahentaa maaseudun työvoimapulaa. Myös perhetila itsenäisenä viljelyyksikkönä säilyy pääasiallisena tilan johtamismuotona, ja nykyinen valtion maanomistuspolitiikka saattaa kieltää maanviljelijöitä ostamasta ja myymästä maata, mikä voi rajoittaa tilaviljelyjärjestelmien laajaa kehittämistä. Lisäksi koulutustaso luoteisosissa on yleensä alhaisempi kuin keski- ja itäalueilla. Keskushallinto on toteuttanut oppivelvollisuuspolitiikkaa koko maassa, mutta monet luoteisosat eivät pysty suorittamaan 9 vuoden koulutusta. Kaikki edellä oleva voi luoda epäsuotuisan ympäristön maaseudun työvoiman tarjonnalle, mikä voi haitata Gobin maatilajärjestelmien laajaa kehittämistä.
Taloudellinen kestävyys
Elintason parantuessa kuluttajat vaativat valikoiman korkealaatuisia ja ravintoarvoltaan korkealaatuisia tuoreita tuotteita. Luoteisosassa on suuri vähemmistöväestö (pääasiassa Hui- ja Dongxiang-identiteetit), joilla on kasvisdominoiva ruokailutottumus, joka vaatii monipuolisia tuotteita heidän tarpeidensa tyydyttämiseksi. Tämä luo mahdollisuuksia uusille markkinoille uusilla tuotteilla. Gobin maanviljelyjärjestelmien toimittamien tuoretuotteiden markkinat voivat kuitenkin helposti kyllästyä, koska kuuden luoteisprovinssin väkiluku on vain 6.6 prosenttia maasta."s yhteensä, ja käytettävissä olevat tulot henkeä kohti ovat erittäin pienet. Vuonna 2012 bruttokansantuote asukasta kohden kuudessa luoteisprovinssissa oli keskimäärin 26,733 4100 yuania (vastaa 31 dollaria), mikä oli XNUMX % alle maan."s keskimääräinen. Pienet tulot ja harvat kuluttajat voivat rajoittaa uusien markkinoiden kehittymistä paikallisilla alueilla ja sisältää merkittäviä riskejä talouden kestävyydelle pitkällä aikavälillä. Tarvitaan tutkimuksia sen selvittämiseksi, kuinka kestävä tämä järjestelmä voisi olla ja mitä voidaan tehdä sen pitkän aikavälin taloudellisen kestävyyden varmistamiseksi. Ymmärrämme, että tuoretuotteiden markkinoinnissa on valtavasti potentiaalia maan tiheään asutuille Keski- ja Itä-alueille. Ehdotamme, että markkinoiden laajentamisen painopisteet keskittyvät: (i) ns "lohikäärmeketju" markkinointilogistiikka, joka yhdistää "viljely-tukkukauppiaat-jälleenmyyjät-kuluttajat" arvoketjussa; ii) maataloustuotteiden siirtoon liittyvien alueiden välisten kuljetusjärjestelmien parantaminen; ja (iii) laadunvalvontaa, turvallisuusvakuutusta ja oikeudenmukaista hinnoittelua koskevien mekanismien kehittäminen.
Tuotteiden laatu ja terveys
Raskasmetallipitoisuudet ovat joissakin laitosmailla korkeampia kuin avopelloilla. Laitoksessa kasvatetut tuotteet sisältävät joskus korkeampia raskasmetallien tavoitevaaraosuuksia kuin avomaan vihannekset (Chen et al. 2016), osittain siksi, että substraatteihin sisältyy ihmisjätteitä ja muita jätemateriaaleja. Joissakin laitoksissa synteettisiä lannoitteita käytetään jopa 670 kg Nha 1, sekä 1230 kg Nha 1 orgaanisista materiaaleista, kuten lannasta, käytetään vuosittain vihannesten tuotantoon (Gao et al. 2012). Lisäksi viljelyyksiköiden katon ja maanpeitteen muovikalvo liittyy usein muovikalvon valmistuksen aikana lisättyihin ftaalihapon estereihin. Epäpuhtaudelle altistuville viljelijöille voi aiheutua pitkäaikaisia terveysriskejä (Ma et al. 2015; Wang et ai. 2015; Zhang et ai. 2015). Ftalaattipitoisuudet Kiinan maaperässä ovat yleensä maailmanlaajuisen vaihteluvälin yläpäässä (Lu et al. 2018), ja voimakkaasti pehmitetyissä tiloissa olevat sadot voivat sisältää suuria määriä ftalaatteja (Chen et al. 2016; Ma et ai. 2015; Zhang et ai. 2015). Työntekijöiden altistuminen ftalaateille voi sisältää terveysriskejä (Lu et al. 2018). Tutkimusta tarvitaan tehokkaiden lähestymistapojen kehittämiseksi tuotteiden ftalaattipitoisuuksien minimoimiseksi. Ftalaattijäämien riski ihmisten terveydelle saattaa olla olematon tai pieni, mutta se on vahvistettava. Raskasmetallipitoisuuksien kynnysarvot on määritettävä lopputuotteissa. Joitakin kehittyneitä bioremediaatiomenetelmiä saattaa olla tarpeen kehittää korkean metallisaasteen maaperän ennallistamiseen, jotta mahdollisen raskasmetallipitoisuuden vaikutus voidaan minimoida.
Kestävän kehityksen politiikan määrittäminen Gobin maajärjestelmissä
Klusteritilojen viljelyjärjestelmät ovat kehittyneet nopeasti Luoteis-Kiinassa. Kesäkuussa 2017 pelkästään Gansun maakunnassa oli laitosviljelyssä noin 3000 hehtaaria Gobi-maata. Tällä alueella on maantieteellisiä etuja vihannesten osalta tuotanto, mukaan lukien pitkät auringonpaistetunnit, suuret lämpötilaerot päivän ja yön välillä sekä selkeä taivas vähäisellä ilmansaastuksella. Tilojen viljelyjärjestelmiä pidetään a "Gobin maan ihme" Kiinalle"s sosioekonominen kehitys. Suosittelemme seuraavia politiikan asettamisen prioriteetteja varmistaaksemme järjestelmän terveen kehityksen ja pitkän aikavälin vakauden.
Tasapaino tutkimisen ja suojelun välillä
Suosittelemme, että kehitetään politiikkaa, joka keskittyy "suojella ekologista ympäristöä samalla kun tutkitaan uutta maata," Tämä tarkoittaa, että Gobin maanviljelyjärjestelmien kehittämisellä ei pitäisi olla kielteisiä ympäristövaikutuksia. Politiikassa tulee kuvata, kuinka järjestelmän tuottavuutta voidaan vahvistaa samalla kun edistetään ekologista kestävyyttä. Ympäristöhyvitykset, "vihreä vakuutus," ja "vihreä osto" olisi otettava huomioon ja sisällytettävä järjestelmän kestävyyden arviointiin. Politiikkaa tarvitaan myös muun muassa kemiallisten lannoitteiden, raskasmetallien ja haitallisten aineiden käyttöön, runsaasti torjunta-ainejäämiä ja muovikalvojen kierrätystä varten. Olisi laadittava erityisiä toimintalinjoja, jotka kohdistuvat tärkeimpiin paikallisiin kysymyksiin. Esimerkiksi Hexi-käytävän länsipäähän tulisi rakentaa laitosviljelyyksiköiden viereen vedenvaraavia tiloja, joissa tällä hetkellä käytettävissä oleva avoimen kanavan vesikuljetus viljelyyksiköiden kasteluun sisältää merkittäviä vesihäviön riskejä kuljetuksen ja kastelun aikana.
Kehitetään järjestelmällisiä toimenpiteitä vedenkäytölle ja veden säästämiselle
Luoteis-Kiinan runsaan Gobin maan täysimääräinen hyödyntäminen edellyttää tiukkaa ja pragmaattista vedenkäyttöpolitiikkaa. Lähiajan painopisteitä ovat: (i) vesivarojen suojelua koskevat lait "veden mittaus,""vesiporauksen ohjaus," ja "purojen ja lähteiden auktoriteetti" yksityiskohtaiset määräykset vesioikeuksista, kiintiöistä, maksuista ja laadunvalvonnasta; ii) sadeveden keräys- ja varastointitilojen rakentaminen valumakellarin varastointitekniikkaa käyttäen, pintavesivarojen optimoitu käyttö, suunniteltu pohjaveden tutkimus ja vedenottolupajärjestelmän toteuttaminen; (iii) hallinnollisten virastojen velvollisuuksien vahvistaminen kaikilla tasoilla valvoa veden jakamista, poistaa veden hukkaa ja edistää vesivarojen järkevää käyttöä; iv) vettä säästävien maatalousjärjestelmien kehittäminen, mukaan lukien siirtyminen tulva- tai vaokastelusta maanalaiseen tippakasteluun, multaamien käyttö haihtumisen vähentämiseksi ja peltojen kastelukanavajärjestelmien parantaminen; ja v) pitkällä aikavälillä kuivuutta sietävien lajikkeiden jalostuksen edistäminen, viljelyjärjestelmien uudistaminen ja laitosrakentamisen infrastruktuurin parantaminen.
Vahvistaa maatalousteknologian innovaatioita
Teknologialla on keskeinen rooli Gobin maanviljelyjärjestelmien kestävässä kehityksessä; sellaisenaan teknologiapolitiikan tulisi kattaa: (i) alueellisten innovaatiokeskusten ja testiasemien rakentaminen, perustaminen "kohderahoitusta" erityisesti Gobin maanviljelyjärjestelmille kiireellisten ongelmien ratkaisemiseksi ja tutkimus-/esittely- ja teknologisiin innovaatioympäristöihin lisättävien investointien lisääminen; (ii) teknologian laajennusjärjestelmien kehittäminen – joissa hallituksen politiikalla edistetään tutkimuslaitoksia kaikilla tasoilla teknologian popularisoinnissa – ja paikallisten teknologiatoimistojen perustaminen teknisten palvelujen suorittamiseksi maaseutualueilla; iii) toimenpiteiden toteuttaminen työntekijöiden houkuttelemiseksi ja pitämiseksi töissä alikehittyneellä luoteisalueella; iv) viljelijöiden koulutustason nostaminen pakollisen yhdeksän vuoden yli, maaseutuväestön teknologisen lukutaidon edistäminen ammatillisen koulutuksen avulla ja viljelijöiden uuden sukupolven kasvattaminen ottamaan käyttöön innovatiivisia maataloustekniikoita; ja v) yliopistojen ja tutkimuslaitosten toteuttama erityisten koulutusohjelmien kehittäminen maatalousteknologian henkilöstölle edistyneen teknologian edistämiseksi.
Säädä ravintoketjua
Klusteritiloissa tuotetaan tyypillisesti enemmän tuoreita hedelmiä ja vihanneksia kuin paikalliset ja lähiseudun maaseutu- ja kaupunkiyhteisöt tarvitsevat. Tuoretuotteiden oikea-aikainen kuljetus muille kotimaisille ja ulkomaisille markkinoille varmistaa tuotannon ja markkinoinnin tasapainon. Tarvitaan politiikkaa markkinointimekanismien ja logistiikan helpottamiseksi. Lajikkeet tulee jalostaa vastaamaan useiden markkinoiden tarpeita, jotka kattavat erilaisia tuotteita ja makuja eri etnisille ja uskonnollisille ryhmille. Politiikassa tulisi tukea tukkumarkkinoita, vähittäismyyntipisteitä, kylmäketjulogistiikkaa ja tiedonvalvontajärjestelmiä. Kuljetusjärjestelmät, mukaan lukien Keski- ja Itä-Kiinaan johtavien päärautateiden rakentaminen, sekä pääsy maanpäällisiin kanaviin Venäjällä, Ulko-Mongoliassa, Länsi-Aasiassa ja Euroopassa saatetaan tarvita politiikkaa.
Viljele ammattimaisia maanviljelijöitä
Maanviljelijät ovat maaseudun sosioekonomisen kehityksen päätoimijoita, mutta monet nuoret maanviljelijät ovat muuttaneet kaupunkeihin muita tuloja saadakseen, jolloin viljelysmaa on jäänyt paljaaksi vuosiksi ilman tuottavuutta joillakin alueilla (Seeberg ja Luo). 2018; Joo 2018). Tarvitaan politiikkaa, jolla tuetaan elintarviketuotannosta saatavien maataloustulojen lisäämistä, jotta nuoria viljelijöitä kannustetaan pysymään maatiloilla, mikä viime kädessä parantaa maaseutuyhteisöjen sosioekonomista vakautta. Politiikan avainkohdan tulisi kasvattaa uutta maanviljelijöiden rotua, joilla on parempi pätevyys ja johtamistaidot, mikä auttaa potentiaalisia siirtymään perinteisistä, omavaraisista, pienimuotoisista perhetiloista suurempiin maatalousyrityksiin. Tämä lähestymistapa kehittää nykyaikaista maataloutta Kiinassa. Nykyistä maapolitiikkaa on ehkä uudistettava, jotta ammattitaitoiset, ammattimaiset maanviljelijät voivat laajentaa tilojaan ja optimoida tilanhoitoa tarvittaessa.
Perustetaan toimiva sosiaalipalvelujärjestelmä
Luoteisosan maaseutuyhteisöt ovat olleet historiallisesti alikehittyneitä Keski- ja Itä-Kiinaan verrattuna. Tarvitaan politiikkaa tehokkaiden sosiaalipalvelujärjestelmien luomiseksi, jotka keskittyvät koulutuksen, terveyden ja työllisyyden parantamiseen sekä yleisen elintasotason parantamiseen. Maatalous on maaseutuyhteisöjen ydintoimintaa. Tarvitaan politiikkaa, jolla rohkaistaan suurten maatalousosuuskuntien kehittämistä maa- ja vesivarojen tehokkaaseen käyttöön ja maatilaperheiden tulojen lisääntymiseen. Gobi-landin viljelyjärjestelmää varten tarvitaan politiikkaa kasvintuotannon, elintarvikejalostuksen ja tuotteiden jakelun tehostamiseksi paikallisissa ja lähiyhteisöissä. Viljelytilojen optimoitu asettelu/jakauma eri ekoalueilla on tarpeen, jotta voidaan tyydyttää kuluttajien erilaiset tuoreiden hedelmien ja vihannesten tarpeet alueellisella/paikallisella tasolla ja tutkia mahdollisuuksia kansainvälisellä tasolla. Tarvitaan myös politiikkaa, jolla varmistetaan laitosjärjestelmien tuotteiden turvallisuus ja laatu, jossa määritellään yksityiskohtaisesti tuoretuotteiden varastointi, kuljetus ja kierto sesongin ulkopuolella, jotta tuoreuden ja laadun menettämisen riski minimoidaan.
Päätelmät
Maavarat ovat keskeisiä maataloudelle, ja ne liittyvät kiinteästi elintarviketurvaan ja miljoonien maaseudun ihmisten toimeentuloon liittyviin maailmanlaajuisiin haasteisiin. Maailman väestön ennustetaan nousevan 9.1 miljardiin vuoteen 2050 mennessä, ja kehitysmaiden elintarviketuotannon on kaksinkertaistettava vuoden 2015 tasosta. Kehitysmaissa maavarat ovat kovassa paineessa nopean kaupungistumisen vuoksi, joka kilpailee käytettävissä olevasta maasta maatalouden kanssa. Kiina on perustanut uusia kasvinviljelyjärjestelmiä Gobin maalle, nimittäin "Gobin maatalous," joka koostuu useista (jopa satoista) yksittäisistä viljelyyksiköistä, jotka on valmistettu paikallisesti saatavilla olevista materiaaleista ja toimivat aurinkoenergialla. Muovikattoisissa kasvihuonemaisissa viljelyyksiköissä tuotetaan korkealaatuisia tuoreita hedelmiä ja vihanneksia ympäri vuoden. Arvioimme näiden järjestelmien kattavan noin 2.2 miljoonaa hehtaaria vuoteen 2020 mennessä, ja niistä tulee Kiinan elintarviketuotannon kulmakivi"maatalouden historiaa. Tässä katsauksessa tunnistimme joitain viljelyjärjestelmien ainutlaatuisia ominaisuuksia, mukaan lukien lisääntynyt maan tuottavuus yksikköä kohden, parannettu WUE ja lisääntyneet ekologiset ja ympäristölliset hyödyt. Tämä viljelyjärjestelmä tarjoaa erinomaiset mahdollisuudet tutkia paikallisesti saatavilla olevia luonnonvaroja maaseutuväestön rikastuttamiseksi ja maaseutuyhteisöjen pitkän aikavälin elinkelpoisuuden varmistamiseksi. Tämä järjestelmä kohtaa myös merkittäviä haasteita, joihin on vastattava.
Määritimme joitakin keskeisiä kysymyksiä ja niitä vastaavat tutkimuksen painopistealueet lähitulevaisuudessa (3-5 vuotta), mikä auttaisi parantamaan tämän ainutlaatuisen viljelyjärjestelmän kestävyyttä. Suosittelemme vahvasti, että maaseutualueilla kehitetään asianmukaisia valtion politiikkoja ja sosiaalipalvelujärjestelmiä, jotta voidaan varmistaa Gobi-maan viljelyjärjestelmien taloudellinen kannattavuus ja eko-ympäristökestävyys.
Kiitokset Kirjoittajat haluavat kiittää kaikkia aikaa ja vaivaa osallistuessaan tähän tutkimukseen sekä Suzhoun alueella Jiuquanissa sijaitsevan Vegetable Technical Service Centerin ja Wuwein maatalouden laajennuspalveluiden Wuwein, Gansun henkilöstölle tietojen toimittamisesta. ja artikkelissa esitetyt kuvat.
Rahoitus Tätä tutkimusta rahoitti yhdessä "Valtion yleisen edun mukaisen maataloustieteellisen tutkimuksen erityisrahasto (apurahanumero 201203001),""China Agriculture Research Systems (apurahanumero CARS-23-C-07),""Gansun maakunnan tieteen ja teknologian avainhankerahasto (apurahanumero 17ZD2NA015)," ja "Tieteen ja teknologian innovaatio- ja kehitysrahasto Gansun maakunnan ohjaama (apurahanumero 2018ZX-02)."
Eettisten standardien noudattaminen
Eturistiriita Kirjoittajat ilmoittavat, ettei niillä ole eturistiriitaa.
Open Access Tämä artikkeli jaetaan Creative Commons Attribution 4.0 International License -lisenssin (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) ehtojen mukaisesti. Tämä lisenssi sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja jäljentämisen missä tahansa välineessä edellyttäen, että mainitset asianmukaisesti. alkuperäisille kirjoittajille ja lähteelle, anna linkki Creative Commons -lisenssiin ja ilmoita, jos muutoksia on tehty.
Viitteet
Cakir G, Un C, Baskent EZ, Kose S, Sivrikaya F, Kele5 S (2008) Kaupungistumisen, pirstoutumisen ja maankäytön/maanpeitemuutosmallin arviointi Istanbulin kaupungissa, Turkissa vuosina 1971–2002. Land Degrad Dev 19:663-675. https://doi.org/10.1002/ldr.859
Canakci M, Yasemin Emekli N, Bilgin S, Caglayan N (2013) Kasvihuonerakenteiden lämmitystarve ja sen kustannukset: tapaustutkimus Turkin Välimeren alueelta. Renew Sustain Energy Rev 24: 483-490. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.026
Castello I, D"Emilio A, Raviv M, Vitale A (2017) Maaperän aurinkosointi kestävänä ratkaisuna tomaattien pseudomonadien infektioiden torjumiseen kasvihuoneissa. Agron Sustain Dev 37:59. https://doi.org/10.1007/ s13593-017-0467-1
Chai L, Ma C, Ni JQ (2012) Maalämpöpumppujärjestelmän suorituskyvyn arviointi kasvihuoneiden lämmitykseen Pohjois-Kiinassa. 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) Maalämpöpumppujärjestelmän hiilijalanjälki aurinkokasvihuoneen lämmittämisessä elinkaariarvioinnin perusteella. 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) Vettä säästäviä innovaatioita Kiinan maataloudessa. Adv Agron 126:149-201. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0338-6
Chai Q, Qin AZ, Gan YT, Yu AZ (2014c) Suurempi sato ja pienemmät hiilidioksidipäästöt, kun maissia yhdistetään rapsin, herneen ja vehnän kanssa kuivilla kastelualueilla. 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) Säädelty alijäämäkastelu kasvinviljelyyn kuivuusstressissä. Arvostelu. 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) Arviointi muovisten kasvihuonevihannesten viljelyn nettoekosysteemipalveluista Kiinassa. Ecol Econ 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) Parantaako vihannesten kasvattaminen muovikasvihuoneissa alueellisia ekosysteemipalveluja elintarvikehuollon lisäksi? Front Ecol Environ 11:43-49. https://doi.org/10.1890/100223
Che T, Li X (2005) Lumivesivarojen alueellinen jakautuminen ja ajallinen vaihtelu Kiinassa vuonna 1993-2002. J Glaciol Geocryol 27:64-67
Chen C, Li Z, Guan Y, Han Y, Ling H (2012) Rakennusmenetelmien vaikutukset faasimuutoslämmönvarastokomposiitin lämpöominaisuuksiin aurinkokasvihuoneessa. 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) Kasvihuonetomaattien sadon ja laadun kvantitatiivinen vastaus veden puutteeseen eri kasvuvaiheissa. Agric Water Manag 129:152-162. https:// doi.org/10.1016/j.agwat.2013.07.011
Chen Z, Tian T, Gao L, Tian Y (2016) Ravinteet, raskasmetallit ja ftalaattihappoesterit aurinkokasvihuonemailla Round-Bohai Bay-alueella, Kiinassa: viljelyvuoden ja biogeografian vaikutukset. Environ Sci Pollut Res 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) Algoritmi valonjaon laskemiseen aurinkosähkö kasvihuoneissa. Sol Energy 141:38-48. https:// doi.org/10.1016/j.solener.2016.11.024
Cuce E, Cuce PM, Young CH (2016) Lämpöeristysaurinkolasien energiansäästöpotentiaali: laboratorio- ja in situ -testauksen tärkeimmät tulokset. Energia 97:369-380. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.12.134
de Grassi A, Salah Ovadia J (2017) Laajamittaisen maanhankintadynamiikan liikeradat Angolassa: monimuotoisuus, historia ja vaikutukset kehityksen poliittiseen talouteen Afrikassa. Maankäyttöpolitiikka 67:115-125. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.05.032
Deng XP, Shan L, Zhang H, Turner NC (2006) Maatalouden vedenkäytön tehostaminen Kiinan kuivilla ja puolikuivilla alueilla. Agric Water Manag 80:23-40. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2005.07.021
Du S, Ma Z, Xue L (2016) Optimaalinen tiputuslannoitusmäärä parantaa myskimelonin satoa, laatua ja veden ja typen käyttötehokkuutta soralla peitetyssä peltokasvihuoneessa. Trans Chinese Soc Agr Eng 32:112-119. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2016. 05.016
FAOSTAT (2014) FAO:n tilastolliset vuosikirjat – maailman ruoka ja maatalous. YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestö 2013. https://doi.org/10.1073/pnas.1118568109
Farjana SH, HudaN, Mahmud MAP, Saidur R (2018) Aurinkoprosessilämpö teollisuusjärjestelmissä - globaali katsaus. Renew Sustain Energy Rev 82:2270-2286. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.065
Fu GH, Liu WK (2016) Uuden viljelymenetelmän vaikutukset paprikan jäähtymiseen ja sadon lisäämiseen: kiinalaiseen aurinkokasvihuoneeseen upotettu maaharjasubstraatti. 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) Jatkuvan tomaattimonoviljelyn vaikutukset maaperän mikrobiominaisuuksiin ja entsyymitoimintoihin aurinkokasvihuoneessa. Kestävä kehitys (Sveitsi) 9. https://doi.org/10.3390/su9020317
Fu G, Li Z, Liu W, Yang Q (2018) Parannettu juurivyöhykkeen lämpötilapuskurikapasiteetti, mikä lisää paprikan satoa maaperän harjannetun substraatin upotetun viljelyn avulla aurinkokasvihuoneessa. Int J Agric Biol Eng 11:41-47. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20181102.2679
Fuller R, Zahnd A (2012) Aurinkokasvihuoneteknologia elintarviketurvaan: tapaustutkimus Humlan alueelta, Luoteis-Nepalista. Mt 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) Yksikalteisen, energiatehokkaan aurinkokasvihuoneen rakenne, toiminta, sovellus ja ekologinen hyöty Kiinassa. HortTechnology 20: 626-631
Gao JJ, Bai XL, Zhou B, Zhou JB, Chen ZJ (2012) Maaperän ravinnepitoisuus ja ravinnetaseet hiljattain rakennetuissa aurinkokasvihuoneissa Pohjois-Kiinassa. Nutr Cycl Agroecosyst 94:63-72. https://doi.org/10.1007/ s10705-012-9526-9
Godfray HCJ (2011) Ruoka ja biologinen monimuotoisuus. Science 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) Ruokaturva: haaste ruokkia 9 miljardia ihmistä. Science 327:812-818. https://doi.org/10.1126/science. 1185383
Guan Y, Chen C, Li Z, Han Y, Ling H (2012) Lämpöympäristön parantaminen aurinkokasvihuoneessa vaihemuutoslämpövarastoseinällä. 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) Analyysi lämmönsiirtoominaisuuksista kolmikerroksisen seinän vaihemuutoslämmön varastointi aurinko kasvihuoneessa. 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) Peltomaankäytön muutokset Siperiassa 20-luvulla ja niiden vaikutus maaperän huonontumiseen. 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) Auringon säteilyn estimointimallin perustaminen auringon kasvihuoneessa. 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) Aurinkoenergian kehittyneitä sovelluksia maatalouden kasvihuoneissa. Renew Sustain Energy 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) Hiilibudjetti ja sitomispotentiaali kompostilla käsitellyssä hiekkamaassa. Land Degrad Dev 25:120-129. https://doi. org/10.1002/ldr.1152
Jiang D, Hao M, Fu J, Zhuang D, Huang Y (2014) Energiakasveille sopivan marginaalimaan tila-ajallinen vaihtelu Kiinassa vuosina 1990–2010. Sci Rep 4:e5816. https://doi.org/10.1038/srep05816
Jiang W, Deng J, Yu H (2015) Suojellun puutarhaviljelyn kehitystilanne, ongelmat ja ehdotukset teolliseen kehittämiseen. Sci Agric Sin 48:3515-3523
Kraemer R, Prishchepov AV, Muller D, Kuemmerle T, RadeloffVC, Dara A, Terekhov A, Fruhauf M (2015) Pitkäaikainen maatalousmaan pinnoitteen muutos ja mahdollisuudet viljelysmaan laajentamiseen Kazakstanin entisellä neitsytmaiden alueella. Environ Res Lett 10. https://doi. org/10.1088/1748-9326/10/5/054012
Li Z, Wang T, Gong Z, Li N (2013) Ennakkovaroitustekniikka ja -sovellus matalan lämpötilan katastrofin seurantaan aurinkokasvihuoneissa, joka perustuu esineiden Internetiin. 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) Ilmastettu kastelu parantaa laatua ja kasteluveden käytön tehokkuutta myskimelonissa muovikasvihuoneessa. 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) Optimaalisen päivittäisen lannoituksen vaikutus veden ja suolan kulkeutumiseen maaperässä, kurkun (Cucumis sativus L.) hedelmäsatoon aurinkokasvihuoneessa. PLoS One 9:e86975. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0086975
Ling H, Weijiao S, Su LY, Yan Y, Xianchang Y, Chaoxing H (2015) Orgaanisen maaperän substraatin muutokset jatkuvalla vihannesten viljelyllä aurinkokasvihuoneessa. 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) Maankäytön muutoksen tilamallit ja voimat Kiinassa 21. päivän alussa vuosisadalla. J Geogr Sci 20:483494. https://doi.org/10.1007/s11442-010-0483-4
Liu Y, Yang Y, Li Y, Li J (2017) Muuntaminen maaseutualueista ja peltoalueista nopean kaupungistumisen alaisena Pekingissä vuonna 1985-2010. J Rural Studies 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) Maaperän saastuminen ja ftalaattien lähteet ja sen terveysriski Kiinassa: areview. Environ Res 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) Ftalaattiesterien saastuminen muovikalvokasvihuoneiden maaperässä ja vihanneksissa Nanjingin esikaupunkialueella Kiinassa ja mahdollinen riski ihmisten terveydelle. Environ Sci Pollut Res 22:12018-12028. https://doi.org/10. 1007/s11356-015-4401-2
Martinez-Fernandez J, Esteve MA (2005) Kriittinen näkemys aavikoitumiskeskustelusta Kaakkois-Espanjassa. 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) Satopuutteiden sulkeminen ravinne- ja vesihuollon avulla. Nature 490:254-257. https://doi.org/10.1038/nature11420
Romero P, Martinez-Cutillas A (2012) Osittaisen juurivyöhykekastelun ja säännellyn alijäämäkastelun vaikutukset pellolla kasvatettujen Monastrell-rypäleiden vegetatiiviseen ja lisääntymiskehitykseen. 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) Suljettu aurinkokasvihuoneteknologia ja energiankorjuun arviointi kesäolosuhteissa. Acta Hortic 932:433-440. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.21
Seeberg V, Luo S (2018) Muuttamassa kaupunkiin Luoteis-Kiinassa: nuoret maaseudun naiset"s voimaantumista. J Human 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) Orgaanisen maaperän substraattiominaisuuksien muutokset eri viljelyvuosilla ja niiden vaikutukset kurkun kasvuun aurinkokasvihuoneessa. Chin J. Appl. Ecol. 24:2857-2862
Sun Z, Huang W, Li T, Tong X, Bai Y, Ma J (2013) Energiaa säästävän aurinkokasvihuoneen valo- ja lämpötilatehokkuus, joka on koottu värilevyllä. 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) Kasvihuonekuivaimen kehitys ja viimeaikaiset trendit: areview. Renew Sustain Energy Rev 65:10481064. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.070
Tong G, Christopher DM, Li T, Wang T (2013) Passiivinen aurinkoenergian käyttö: kiinalaisten aurinkokasvihuoneiden poikkileikkauksen rakennusparametrien valinta. Renew Sustain Energy Rev 26: 540-548. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.026
Wang HX, Xu HB (2016) Luotettavuustutkimus laitosmaatalouden esineiden internetin seurantajärjestelmästä. Key Eng Mater 693:14861491 https://doi.org/scientific.net/KEM.693.1486
Wang F, Du T, Qiu R, Dong P (2010) Alijäämän kastelun vaikutukset tomaatin satoon ja vedenkäytön tehokkuuteen aurinkokasvihuoneessa. 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) Nettohiilivuon kvantifiointi muovikasvihuonevihannesten viljelystä: täydellinen hiilikiertoanalyysi. Environ Pollut 159:1427-1434. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.12.031
Wang Y, Liu F, Jensen CR (2012) Puutteellisen kastelun ja vaihtoehtoisen osittaisen juurialueen kastelun vertailuvaikutukset ksyleemin pH-, ABA- ja ionipitoisuuksiin tomaateissa. 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) Aurinkokasvihuoneiden simulointi ja optimointi Pohjois-Jiangsun maakunnassa Kiinassa. Energiarakennukset 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) Ftalaattiesterien (PAE) esiintyminen ja riskinarviointi esikaupunkien muovikalvokasvihuoneiden vihanneksissa ja maaperässä. Sci Total Environ 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) Aurinkoteknologian integrointi moderniin kasvihuoneeseen Kiinassa: nykytila, haasteet ja mahdollisuus. Renew Sustain Energy 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) Maatalouden hiilivirran muutokset intensiivisen muovikasvihuoneviljelyn vetämänä Kiinan viidellä ilmastoalueella. 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) Laitoksen viljelyjärjestelmät "®Ж^Ф" – kiinalainen malli planeetalle. Adv Agron 145:1-42. https://doi.org/10. 1016/bs.agron.2017.05.005
Xu H, Wang X, Xiao G (2000) Kaukokartoituksen ja GIS:n integroitu tutkimus kaupungistumisesta ja sen vaikutuksista peltoalueille: Fuqing City, Fujianin maakunta, Kiina. 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) Mikroilmaston vaihtelut seinäkokoonpanoilla kiinalaisille aurinkokasvihuoneille. Appl Mech Mater 291294:931-937 https://doi.org/scientific.net/AMM.291-294.931
Xu J, Li Y, Wang RZ, Liu W (2014) Aurinkolämmitysjärjestelmän suorituskykytutkimus, jossa on maanalainen kausienergian varastointi kasvihuonekäyttöön. Energia 67:63-73. https://doi.org/10.1016/j. energia.2014.01.049
Yang H, Du T, Qiu R, Chen J, Wang F, Li Y, Wang C, Gao L, Kang S (2017) Kasvihuonekasvien vedenkäytön tehokkuuden ja hedelmien laadun parantaminen säännellyn alikastelun alla Luoteis-Kiinassa. Agric Water Manag 179:193-204. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.05.029
Ye J (2018) Stayers in China"s "koverrettu" kylät: vastakertomus massiivisesta maaseudusta-kaupunkimuutto. Popul Space Place 24:e2128. https://doi.org/10.1002/psp.2128
Yuan H, Wang H, Pang S, Li L, Sigrimis N (2013) Suljetun viljelyjärjestelmän suunnittelu ja kokeilu aurinkokasvihuoneelle. Trans Chin Soc Agric Eng 29:159-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.020
Zhang J (2007) Vesimarkkinoiden esteet Heihe-joen valuma-alueella Luoteis-Kiinassa. Agric Water Manag 87:32-40. https://doi.org/ 10.1016/j.agwat.2006.05.020
Zhang Y, Zou Z, Li J (2014) Suorituskykykoe valaistuksesta ja lämpövarastosta kallistuvassa aurinkokasvihuoneessa. 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) Laitoksen maataloustuotannon vaikutus ftalaattiesterien jakautumiseen Koillis-Kiinan mustissa maaperässä. Sci Total Environ 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) Sulkevat tuottoerot Kiinassa pienviljelijöiden voimaannuttamista. Nature 537:671-674. https://doi.org/10.1038/nature19368
Zhang J, Wang J, Guo S, Wei B, He X, Sun J, Shu S (2017) Tutkimus olkilohkoseinän lämmönsiirtoominaisuuksista aurinkokasvihuoneessa. Energiarakennukset 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) Lämpöpumpulla avustetun aktiivisen lämmön varastointi-vapautusyksikön suorituskyky uudentyyppisessä kiinalaisessa aurinkokasvihuoneessa. Appl Eng Agric 32:641-650. https://doi.org/10.13031/aea.32.11514