Pengenalan
Perbincangan mengenai kelestarian dan mesra alam kilang tanaman berbanding kaedah pertanian konvensional telah mendapat perhatian besar dalam tahun-tahun kebelakangan ini, terutamanya seiring dengan pertumbuhan populasi global dan kebimbangan alam sekitar yang semakin meningkat. Kilang tanaman, yang sering dikaitkan dengan pertanian persekitaran terkawal (CEA), hidroponik, dan pertanian menegak, ditonjolkan sebagai penyelesaian inovatif kepada cabaran pertanian tradisional (Csambalik et al., 2023). Walau bagaimanapun, kesan alam sekitar dan kelestarian mereka berbeza secara ketara berbanding kaedah pertanian konvensional. Artikel ini menyediakan perbandingan komprehensif antara kedua-dua sistem, memberi tumpuan kepada penggunaan sumber, kesan alam sekitar, penggunaan tenaga, dan daya maju ekonomi.
Kecekapan Penggunaan Sumber
Penggunaan Tanah
Kilang tanaman, terutamanya sistem pertanian menegak, cemerlang dalam kecekapan penggunaan tanah. Dengan menggunakan ruang menegak, sistem ini boleh menghasilkan hasil yang jauh lebih tinggi per unit kawasan berbanding pertanian konvensional. Sebagai contoh, sistem hidroponik telah terbukti 1.7 hingga 4.3 kali lebih cekap dalam penggunaan tanah berbanding kaedah berasaskan tanah tradisional (Srinivasan & Yadav, 2024; Singh et al., 2024). Ini menjadikannya sangat sesuai untuk kawasan bandar di mana tanah pertanian adalah terhad. Sebaliknya, pertanian konvensional sering memerlukan kawasan tanah yang luas, menyebabkan penebangan hutan dan pemusnahan habitat (Pomoni et al., 2023).
Penggunaan Air
Kecekapan penggunaan air adalah satu lagi bidang di mana kilang tanaman mengatasi pertanian konvensional. Sistem hidroponik, sebagai contoh, boleh mengurangkan penggunaan air sehingga 90% berbanding kaedah pengairan tradisional disebabkan oleh sistem peredaran semula dan pengurusan air yang tepat (Singh et al., 2024; Pomoni et al., 2023). Pertanian konvensional, sebaliknya, sering bergantung kepada pengairan banjir, yang menyebabkan pembaziran air dan larian yang ketara.
Pengurusan Nutrien
Kilang tanaman juga menunjukkan pengurusan nutrien yang lebih baik. Sistem hidroponik menghantar nutrien terus ke akar tanaman, meminimumkan pembaziran dan larian. Ketepatan ini mengurangkan kesan alam sekitar daripada baja berlebihan, yang boleh mencemarkan badan air (Singh et al., 2024; Pomoni et al., 2023). Pertanian konvensional sering mengalami pembajaan berlebihan, menyebabkan degradasi tanah dan pencemaran air.
Kesan Alam Sekitar
Pelepasan Gas Rumah Hijau
Kesan alam sekitar kilang tanaman dan kaedah pertanian konvensional berbeza secara ketara dari segi pelepasan gas rumah hijau (GHG). Kilang tanaman, walaupun cekap dalam penggunaan tanah dan air, sering mempunyai permintaan tenaga yang tinggi disebabkan oleh pencahayaan buatan, pemanasan, dan pengudaraan. Ini menyebabkan pelepasan GHG yang tinggi, terutamanya apabila sumber tenaga adalah berasaskan bahan api fosil. Sebagai contoh, kajian yang membandingkan kilang tanaman dan rumah hijau luar bandar di China mendapati bahawa Potensi Pemanasan Global 100 tahun (GWP) kilang tanaman adalah lebih 50 kali lebih tinggi daripada rumah hijau (Cheng et al., 2024).
Pertanian konvensional, walaupun kurang intensif tenaga, menghasilkan pelepasan GHG melalui penggunaan baja, pembajakan, dan pengangkutan. Walau bagaimanapun, pelepasan ini boleh dikurangkan melalui amalan seperti pertanian organik dan pengurangan pembajakan (Csambalik et al., 2023).
Pencemaran Air dan Tanah
Pertanian konvensional sering dikaitkan dengan pencemaran air dan tanah disebabkan oleh penggunaan baja kimia dan racun perosak. Bahan pencemar ini boleh meresap ke dalam badan air, menyebabkan eutrofikasi dan membahayakan ekosistem akuatik (Pomoni et al., 2023; The Potential of Hydroponic Farming as A Sustainable Alternative to Traditional Agriculture: A Quantitative Investigation, 2023). Kilang tanaman, dengan persekitaran terkawal dan sistem peredaran semula, meminimumkan risiko pencemaran sedemikian.
Penggunaan Tenaga
Keperluan Tenaga
Salah satu cabaran paling ketara untuk kilang tanaman adalah penggunaan tenaga yang tinggi. Pencahayaan buatan, khususnya, adalah penyumbang utama kepada penggunaan tenaga dalam sistem ini. Kajian telah menunjukkan bahawa permintaan tenaga untuk kilang tanaman boleh berkisar dari 0.011 hingga 5.5 kWh/kg hasil, dengan hidroponik memerlukan input tenaga tertinggi disebabkan oleh pencahayaan, pengudaraan, dan pengairan (Srinivasan & Yadav, 2024; Singh et al., 2024). Sebaliknya, pertanian konvensional bergantung terutamanya kepada tenaga solar, yang percuma tetapi boleh berubah dalam ketersediaan.
Potensi Tenaga Boleh Diperbaharui
Kesan alam sekitar kilang tanaman boleh dikurangkan secara ketara dengan mengintegrasikan sumber tenaga boleh diperbaharui. Sebagai contoh, sistem hidroponik berkuasa solar atau pencahayaan LED cekap tenaga boleh mengurangkan jejak karbon operasi ini (Hallikainen, 2019; Avgoustaki & Xydis, 2020). Walau bagaimanapun, kos pelaburan awal yang tinggi untuk sistem sedemikian kekal sebagai halangan kepada penggunaan meluas.
Pertimbangan Ekonomi dan Sosial
Daya Maju Ekonomi
Walaupun kilang tanaman menawarkan banyak manfaat alam sekitar, daya maju ekonomi mereka sering dipersoalkan. Pelaburan awal yang tinggi diperlukan untuk infrastruktur, seperti pencahayaan buatan dan sistem kawalan iklim, boleh menjadi penghalang bagi banyak petani. Tambahan pula, kos tenaga yang berkaitan dengan sistem ini boleh menjadikannya kurang berdaya saing dengan kaedah pertanian konvensional dalam jangka pendek (Casamayor et al., 2024; Csambalik et al., 2023).
Penerimaan Sosial dan Keselamatan Makanan
Kilang tanaman juga menghadapi cabaran dari segi penerimaan sosial. Pengguna mungkin teragak-agak untuk menerima hasil yang ditanam dalam persekitaran terkawal disebabkan oleh persepsi tentang rasa, kualiti, dan keaslian. Walau bagaimanapun, kilang tanaman boleh meningkatkan keselamatan makanan dengan menyediakan sumber hasil segar yang boleh dipercayai di kawasan bandar, mengurangkan keperluan untuk pengangkutan jarak jauh dan pelepasan yang berkaitan (Avgoustaki & Xydis, 2020; Saraswat & Jain, 2021).
Kesimpulan
Perbandingan kilang tanaman dan kaedah pertanian konvensional mendedahkan interaksi kompleks kelestarian dan mesra alam. Walaupun kilang tanaman cemerlang dalam kecekapan penggunaan tanah, pemuliharaan air, dan pengurusan nutrien, penggunaan tenaga tinggi mereka dan pelepasan GHG yang berkaitan menimbulkan cabaran besar. Pertanian konvensional, walaupun kurang intensif tenaga, sering mengalami ketidakcekapan sumber dan pencemaran alam sekitar. Pilihan antara kedua-dua sistem akhirnya bergantung kepada konteks tertentu, termasuk sumber tenaga, daya maju ekonomi, dan keutamaan alam sekitar.
Jadual: Perbandingan Utama Kilang Tanaman dan Pertanian Konvensional
| Aspek | Kilang Tanaman | Pertanian Konvensional |
|---|---|---|
| Penggunaan Tanah | Kecekapan penggunaan tanah yang tinggi disebabkan oleh persekitaran menegak dan terkawal (Singh et al., 2024) | Kecekapan penggunaan tanah yang lebih rendah, sering memerlukan kawasan tanah yang luas (Srinivasan & Yadav, 2024; Pomoni et al., 2023) |
| Penggunaan Air | Penjimatan air yang ketara melalui sistem peredaran semula (Singh et al., 2024; Pomoni et al., 2023) | Penggunaan air yang lebih tinggi disebabkan oleh pengairan banjir dan larian (Singh et al., 2024; Pomoni et al., 2023) |
| Penggunaan Tenaga | Permintaan tenaga tinggi untuk pencahayaan, pemanasan, dan pengudaraan (Srinivasan & Yadav, 2024; Singh et al., 2024) | Bergantung terutamanya kepada tenaga solar, dengan keperluan tenaga keseluruhan yang lebih rendah (Cheng et al., 2024; Hallikainen, 2019) |
| Pelepasan GHG | Pelepasan lebih tinggi disebabkan oleh penggunaan tenaga, tetapi boleh dikurangkan dengan tenaga boleh diperbaharui (Cheng et al., 2024; Hallikainen, 2019) | Pelepasan lebih rendah dari penggunaan tenaga, tetapi pelepasan yang ketara dari baja dan pembajakan (Csambalik et al., 2023) |
| Pengurusan Nutrien | Penghantaran nutrien yang tepat, meminimumkan pembaziran dan larian (Singh et al., 2024; Pomoni et al., 2023) | Sering menyebabkan pembajaan berlebihan dan degradasi tanah (Pomoni et al., 2023; The Potential of Hydroponic Farming as A Sustainable Alternative to Traditional Agriculture: A Quantitative Investigation, 2023) |
| Daya Maju Ekonomi | Kos awal dan operasi yang tinggi, tetapi berpotensi untuk penjimatan jangka panjang (Casamayor et al., 2024; Csambalik et al., 2023) | Kos awal yang lebih rendah, tetapi ketidakcekapan sumber yang lebih tinggi dan kesan alam sekitar (Srinivasan & Yadav, 2024; Pomoni et al., 2023) |
Jadual ini menyoroti perbezaan utama antara kilang tanaman dan kaedah pertanian konvensional, menekankan kekuatan dan kelemahan masing-masing dari segi kelestarian dan mesra alam.
Rujukan
Avgoustaki, D. D., & Xydis, G. (2020). How energy innovation in indoor vertical farming can improve food security, sustainability, and food safety? https://doi.org/10.1016/BS.AF2S.2020.08.002
Casamayor, J. L., Muñoz, E., Franchino, M., Gallego-Schmid, A., & Shin, H. D. (2024). Human-powered hydroponic systems: An environmental and economic assessment. Sustainable Production and Consumption. https://doi.org/10.1016/j.spc.2024.02.026
Cheng, Y., Song, G., Liu, X., Batlle-Bayer, L., & Fullana-i-Palmer, P. (2024). Life cycle climate performance of urban plant factory versus rural greenhouse under China’s power-grid decarbonization: considering short-lived methane and nitrous oxide emissions. Carbon Footprints. https://doi.org/10.20517/cf.2023.53
Csambalik, L., Divéky-Ertsey, A., Gal, I., Madaras, K. M., Sipos, L., Székely, G., & Pusztai, P. (2023). Sustainability Perspectives of Organic Farming and Plant Factory Systems—From Divergences towards Synergies. Horticulturae, 9(8), 895. https://doi.org/10.3390/horticulturae9080895
Hallikainen, E. (2019). Life cycle assessment on vertical farming.
Pomoni, D. I., Koukou, M. K., Vrachopoulos, M. Gr., & Vasiliadis, L. (2023). A Review of Hydroponics and Conventional Agriculture Based on Energy and Water Consumption, Environmental Impact, and Land Use. Energies, 16(4), 1690. https://doi.org/10.3390/en16041690
Saraswat, S., & Jain, M. (2021). Adoption of Vertical Farming Technique for Sustainable Agriculture. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0902-2_10
Singh, A., Ashoka, P., Nasima, N., Tyagi, V., Panotra, N., Kalpana, K., Mubeen, M., & Pandey, S. K. (2024). A Comparative Analysis of Land, Water and Energy Requirements for Hydroponic and Conventional Cultivation of Horticultural Crops. Journal of Scientific Research and Reports. https://doi.org/10.9734/jsrr/2024/v30i92404
Srinivasan, K., & Yadav, V. (2024). Fresh bell peppers consumed in cities: Unveiling the environmental impact of urban and rural food supply systems. Science of The Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172359
The Potential of Hydroponic Farming as A Sustainable Alternative to Traditional Agriculture: A Quantitative Investigation. (2023). https://doi.org/10.48047/ejmcm/v06/i02/06
Number of View :148
