Pengenalan
Kilang tanaman, juga dikenali sebagai pertanian persekitaran terkawal (CEA), menawarkan penyelesaian inovatif untuk cabaran pertanian tradisional dengan menyediakan hasil tanaman yang konsisten dan boleh diramal tanpa mengira keadaan luaran. Walaupun mempunyai potensi yang besar, kilang tanaman menghadapi beberapa cabaran dan batasan yang menghalang penggunaan meluas dan kecekapan operasi. Artikel ini meneroka cabaran utama berdasarkan pandangan daripada pelbagai kajian dan analisis pakar.
1. Pelaburan Awal dan Kos Operasi yang Tinggi
Salah satu cabaran paling ketara dalam menubuhkan dan mengendalikan kilang tanaman adalah pelaburan awal yang tinggi yang diperlukan. Ini termasuk kos tanah, pembinaan, teknologi termaju seperti pencahayaan LED, sistem hidroponik, dan peralatan kawalan iklim (Lee & Lin, 2024; Verma et al., 2024; Singh & Rai, 2024). Selain itu, kos operasi, termasuk penggunaan tenaga, buruh, dan penyelenggaraan, adalah besar. Sebagai contoh, elektrik, buruh, dan susut nilai adalah tiga komponen utama kos pengeluaran dalam kilang tanaman dengan pencahayaan buatan (PFALs) (Puccinelli et al., n.d.; Kozai, 2018).
Kos yang tinggi sering menyebabkan isu daya maju ekonomi, menjadikan kilang tanaman sukar untuk bersaing dengan kaedah pertanian tradisional. Hal ini lebih diburukkan lagi oleh kekurangan skala ekonomi dalam banyak operasi kilang tanaman (Lee & Lin, 2024).
2. Penggunaan Tenaga dan Kebimbangan Kelestarian
Kilang tanaman menggunakan tenaga yang sangat intensif kerana keperluan untuk pencahayaan buatan, pemanasan, penyejukan, dan sistem pengudaraan. Pencahayaan LED, walaupun cekap, masih menyumbang sebahagian besar penggunaan tenaga (Puccinelli et al., n.d.; Nishizawa, 2014). Permintaan tenaga kilang tanaman menimbulkan kebimbangan kelestarian, kerana mereka sering bergantung kepada sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui, menyumbang kepada pelepasan karbon (You, 2024; Huang et al., 2018).
Usaha untuk mengurangkan penggunaan tenaga, seperti mengoptimumkan sistem pencahayaan LED dan meningkatkan penebatan, sedang dijalankan. Walau bagaimanapun, mencapai kilang tanaman yang mesra ekologi dan cekap tenaga kekal sebagai cabaran besar (Puccinelli et al., n.d.; Kozai, 2019).
3. Cabaran Teknikal dan Pengurusan
Kompleksiti teknikal kilang tanaman memerlukan pengetahuan dan kepakaran khusus. Menguruskan parameter persekitaran seperti suhu, kelembapan, keamatan cahaya, dan tahap CO? adalah penting untuk pertumbuhan tanaman yang optimum. Walau bagaimanapun, mencapai keadaan atmosfera yang seragam, terutamanya di kemudahan yang lebih besar, boleh menjadi sukar (Fukuda & Wada, 2019).
Selain itu, integrasi teknologi termaju, seperti sensor, automasi, dan sistem didorong kecerdasan buatan (AI), adalah penting untuk mengoptimumkan pengeluaran tanaman dan mengurangkan penggunaan tenaga. Walaupun teknologi ini telah menunjukkan potensi, pelaksanaan dan penyelarasan mereka menimbulkan cabaran teknikal yang ketara (Kaya, 2025; Kabir et al., 2023).
4. Isu Penerimaan Pasaran dan Pengguna
Walaupun hasil berkualiti tinggi dari kilang tanaman, penerimaan pengguna kekal sebagai cabaran. Ramai pengguna ragu-ragu tentang rasa, keselamatan, dan nilai tanaman yang ditanam dalam persekitaran terkawal (Lee & Lin, 2024; Wang et al., 2023). Selain itu, kilang tanaman sering berhadapan dengan kedudukan pasaran yang tidak jelas dan saluran jualan yang tidak mencukupi, menyebabkan bahagian pasaran dan daya saing yang rendah (Lee & Lin, 2024; Wang et al., 2023).
Kekurangan pengiktirafan jenama dan kepercayaan dalam produk kilang tanaman semakin memburukkan isu ini. Menubuhkan saluran jualan dan strategi pemasaran yang kukuh adalah penting untuk mengatasi cabaran ini (Wang et al., 2023).
5. Kecekapan Pengeluaran dan Kebolehskalaan
Kilang tanaman sering menghadapi cabaran dalam mencapai kecekapan pengeluaran dan kebolehskalaan. Walaupun mereka boleh menghasilkan hasil yang tinggi dalam ruang yang terhad, kos per unit pengeluaran kekal tinggi berbanding kaedah pertanian tradisional (Verma et al., 2024; Singh & Rai, 2024). Ini terutamanya benar untuk tanaman yang tidak sesuai untuk persekitaran terkawal atau memerlukan keadaan pertumbuhan tertentu (Toward Commercial Production of Head Vegetables in Plant Factories with Artificial Lighting, 2022).
Lebih-lebih lagi, kekurangan piawaian dalam sistem penanaman dan protokol boleh menyebabkan ketidakkonsistenan dalam kualiti tanaman dan hasil, seterusnya mengurangkan kecekapan pengeluaran (Lu & Shimamura, 2018).
6. Kos Buruh dan Ketersediaan
Kos buruh adalah satu lagi cabaran yang ketara untuk kilang tanaman. Walaupun automasi dan sistem didorong AI semakin digunakan untuk mengurangkan keperluan buruh, pelaburan awal dalam teknologi ini adalah tinggi (Nishida & Okada, 2019). Selain itu, kemahiran khusus yang diperlukan untuk menguruskan kilang tanaman boleh menyebabkan kekurangan buruh, terutamanya di kawasan dengan kepakaran pertanian yang terhad (Lee & Lin, 2024; Oliveira & Dyer, 2023).
7. Kawalan Penyakit dan Perosak
Mengekalkan persekitaran bebas penyakit dan perosak dalam kilang tanaman adalah mencabar. Sifat tertutup dan terkawal sistem ini kadang-kadang boleh memburukkan isu penyakit dan perosak jika tidak diuruskan dengan betul (Lee & Lin, 2024). Selain itu, penggunaan racun perosak kimia sering diminimumkan dalam kilang tanaman, memerlukan pendekatan alternatif dan inovatif untuk kawalan perosak (Kozai, 2018).
8. Cabaran Penggunaan Alam Sekitar dan Sumber
Walaupun kilang tanaman direka untuk mengoptimumkan penggunaan sumber, cabaran kekal dalam mencapai kecekapan sumber yang tinggi. Sebagai contoh, penggunaan air dan nutrien mesti diuruskan dengan teliti untuk meminimumkan pembaziran dan memastikan pertumbuhan tanaman yang optimum (Huang et al., 2018). Selain itu, pelupusan sisa tanaman dan bahan buangan lain dari kilang tanaman boleh menimbulkan cabaran alam sekitar jika tidak dikendalikan dengan betul (Lee & Lin, 2024).
9. Cabaran Peraturan dan Dasar
Landskap peraturan dan dasar untuk kilang tanaman masih berkembang dan sering kekurangan kejelasan. Ini boleh mewujudkan ketidaktentuan bagi pelabur dan pengendali, terutamanya di kawasan di mana kilang tanaman masih merupakan konsep yang agak baru (Wang et al., 2023). Selain itu, kekurangan protokol standard untuk operasi kilang tanaman boleh menghalang penggunaan dan pengembangan mereka (Lu & Shimamura, 2018).
10. Prospek Masa Depan dan Peluang untuk Penambahbaikan
Walaupun terdapat cabaran, kilang tanaman berpotensi memainkan peranan penting dalam menangani isu keselamatan makanan global dan kelestarian. Kemajuan dalam teknologi, seperti pencahayaan LED yang lebih baik, automasi, dan sistem didorong AI, dijangka meningkatkan kecekapan dan kebolehskalaan kilang tanaman (You, 2024; Kabir et al., 2023). Selain itu, integrasi sumber tenaga boleh diperbaharui dan kaedah penanaman inovatif boleh membantu mengurangkan penggunaan tenaga dan kos operasi (Kozai, 2019).
Jadual: Cabaran dan Batasan Utama Kilang Tanaman
| Cabaran | Penerangan | Rujukan |
|---|---|---|
| Kos Awal dan Operasi yang Tinggi | Kos tinggi untuk tanah, pembinaan, dan teknologi termaju seperti pencahayaan LED. | (Lee & Lin, 2024); (Verma et al., 2024); (Singh & Rai, 2024) |
| Penggunaan Tenaga | Permintaan tenaga tinggi untuk pencahayaan, pemanasan, dan sistem penyejukan. | (Puccinelli et al., n.d.); (Nishizawa, 2014); (Huang et al., 2018) |
| Kompleksiti Teknikal | Memerlukan pengetahuan dan kepakaran khusus untuk menguruskan parameter persekitaran. | (Kaya, 2025); (Fukuda & Wada, 2019); (Lu & Shimamura, 2018) |
| Penerimaan Pasaran dan Pengguna | Keraguan pengguna dan kekurangan saluran jualan. | (Lee & Lin, 2024); (Wang et al., 2023); (Kozai, 2018) |
| Kecekapan Pengeluaran | Kos tinggi per unit pengeluaran dan kekurangan piawaian. | (Verma et al., 2024); (Singh & Rai, 2024); (Lu & Shimamura, 2018) |
| Kos Buruh | Kos buruh tinggi dan kekurangan pekerja mahir. | (Lee & Lin, 2024); (Oliveira & Dyer, 2023); (Nishida & Okada, 2019) |
| Kawalan Penyakit dan Perosak | Cabaran dalam mengekalkan persekitaran bebas penyakit. | (Lee & Lin, 2024); (Kozai, 2018) |
| Penggunaan Alam Sekitar | Menguruskan penggunaan sumber dan pelupusan sisa. | (Lee & Lin, 2024); (Huang et al., 2018) |
| Cabaran Peraturan | Kekurangan protokol standard dan landskap peraturan yang tidak jelas. | (Wang et al., 2023); (Lu & Shimamura, 2018) |
Kesimpulan
Kilang tanaman menawarkan penyelesaian yang menjanjikan untuk cabaran pertanian moden, termasuk keselamatan makanan, kelestarian sumber, dan pembandaran. Walau bagaimanapun, kos awal dan operasi yang tinggi, penggunaan tenaga, kompleksiti teknikal, dan isu penerimaan pasaran menimbulkan halangan yang ketara untuk penggunaan meluas. Menangani cabaran ini melalui inovasi teknologi, sokongan dasar, dan pembangunan pasaran akan menjadi penting untuk pertumbuhan lestari industri kilang tanaman.
Rujukan
Fukuda, H., & Wada, T. (2019). Characteristics of Vegetable Growing in Plant Factories and Technical Issues. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813973-8.00004-X
Huang, L.-C., Chen, Y.-H., Chen, Y.-H., Wang, C.-F., & Hu, M.-C. (2018). Food-Energy Interactive Tradeoff Analysis of Sustainable Urban Plant Factory Production Systems. Sustainability. https://doi.org/10.3390/SU10020446
Kabir, Md. S. N., Reza, Md. N., Chowdhury, M., Ali, M., Samsuzzaman, S., Ali, M. R., Lee, K. Y., & Chung, S.-O. (2023). Technological Trends and Engineering Issues on Vertical Farms: A Review. Horticulturae. https://doi.org/10.3390/horticulturae9111229
Kaya, C. (2025). Intelligent Environmental Control in Plant Factories: Integrating Sensors, Automation, and AI for Optimal Crop Production. Food and Energy Security. https://doi.org/10.1002/fes3.70026
Kozai, T. (2018). Plant Factories with Artificial Lighting (PFALs): Benefits, Problems, and Challenges. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1065-2_2
Kozai, T. (2019). Towards sustainable plant factories with artificial lighting (PFALs) for achieving SDGs. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. https://doi.org/10.25165/IJABE.V12I5.5177
Lee, T.-R., & Lin, Y.-S. (2024). Reasons for the Failure of the Plant Factory Industry. International Journal of Academic Research in Business & Social Sciences. https://doi.org/10.6007/ijarbss/v14-i12/23564
Lu, N., & Shimamura, S. (2018). Protocols, Issues and Potential Improvements of Current Cultivation Systems. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1065-2_3
Nishida, Y., & Okada, N. (2019). Cell-Type Modular Plant Factory (V 4). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813973-8.00023-3
Nishizawa, T. (2014). Present status and future outlook of plant factories in Japan. Advances in Horticultural Science. https://doi.org/10.13128/AHS-22802
Oliveira, F. B. de, & Dyer, R. (2023). Lessons learned from operational and shuttered vertical plant farms. https://doi.org/10.19103/as.2023.0126.05
Puccinelli, M., Incrocci, L., Malorgio, F., Pardossi, A., & Vernieri, P. (n.d.). Plant factory with artificial light: pros and cons. Agrochimica. https://doi.org/10.12871/00021857202305
Singh, N. K., & Rai, A. K. (2024). Redefining Sustainable Agriculture for the 21st Century by Vertical Farming. Journal of Scientific Research and Reports. https://doi.org/10.9734/jsrr/2024/v30i51967
Toward commercial production of head vegetables in plant factories with artificial lighting. (2022). https://doi.org/10.1016/b978-0-323-85152-7.00019-7
Verma, S., Kumar, A., Kumari, M., S, N. K., Hansda, S., Saurabh, A., Poonia, S., & Rathore, S. S. (2024). A Review on Hydroponics and Vertical Farming for Vegetable Cultivation: Innovations and Challenges. Journal of Experimental Agriculture International. https://doi.org/10.9734/jeai/2024/v46i123190
Wang, X., Onychko, V. I., Zubko, V., Hu, Z., & Zhao, M. (2023). Sustainable production systems of urban agriculture in the future: a case study on the investigation and development countermeasures of the plant factory and vertical farm in China. Frontiers in Sustainable Food Systems. https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.973341
You, F. (2024). AI-enabled cyber-physical-biological systems for smart energy management and sustainable food production in a plant factory. Applied Energy. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122334
Number of View :81
