Влияние контролируемого земледелия (CEA) в Нигерии: обзор будущего сельского хозяйства в Африке

Данное исследование рассматривает контролируемое земледелие (CEA) в Нигерии, уделяя особое внимание его осуществимости, экономическим выгодам, воздействию на окружающую среду и социально-экономическим последствиям. Несмотря на то, что технологии CEA, такие как гидропоника, вертикальное земледелие, автоматизация и тепличные системы, обеспечивают повышение эффективности и урожайности, в этом обзоре подчеркивается, в какой мере они могут быть использованы для решения продовольственных проблем страны, включая нехватку продовольствия, расточительное использование земель и климатические нарушения в сельском хозяйстве.

Однако их внедрению препятствуют такие проблемы, как высокие первоначальные затраты, недостаток технических знаний и нестабильная энергетическая инфраструктура. Кроме того, существует нехватка локализованных исследований об использовании ресурсов, рентабельности культур и масштабируемости этих систем в городских и сельских условиях Нигерии, что также сдерживает их принятие. Реформы государственной политики, доступ к возобновляемым источникам энергии и программы повышения потенциала имеют решающее значение для преодоления этих барьеров. Локализованные пилотные проекты и полевые исследования также необходимы для проверки осуществимости систем CEA в уникальных социально-экономических и климатических условиях Нигерии.

Сравнение с опытом ЮАР и Кении выявляет полезные идеи для внедрения CEA в Нигерии. Например, государственно-частные партнерства в ЮАР и вертикальные фермы на солнечной энергии в Кении могут послужить практическими моделями для внедрения и расширения CEA в Нигерии.

Нигерия с ее многочисленным населением зависит от импорта продовольствия: объем сельскохозяйственного импорта в период с 2019 по 2023 год достиг 3,35 триллиона найр. Это неустойчиво и требует альтернативных мер, включая целенаправленное внедрение CEA для повышения сельскохозяйственной производительности.

В целом, для того чтобы CEA внесло значимый вклад в сельскохозяйственный сектор Нигерии, необходимо осуществить конкретные изменения, включая целевые субсидии, реформы политики, доступ к возобновляемой энергии, вовлечение заинтересованных сторон, программы повышения потенциала и развитие инфраструктуры, чтобы достичь устойчивого роста сельского хозяйства. Кроме того, такие стратегии, как гибридизация традиционных и CEA-практик, а также создание финансовых моделей «плати по мере роста» для инфраструктуры CEA, могут сделать переход более осуществимым для мелких фермеров, которые доминируют в сельскохозяйственном секторе Нигерии.

Сельскохозяйственная отрасль стоит на перепутье и сталкивается с огромными проблемами в областях производственной эффективности, загрязнения окружающей среды и прогрессивных условий труда. Эти проблемы усугубляются проблемой роста населения в мире, последствиями изменения климата и экономическими ограничениями. Нигерия в Западной Африке имеет многочисленное население и страдает от ограниченной сельскохозяйственной производительности [1]. Страна в значительной степени полагается на импорт продовольствия, что сильно сказывается на экономике страны и подвергает ее потрясениям на международном рынке [2]. Однако традиционное сельское хозяйство выступало источником загрязнения и ухудшения факторов производства. Например, почва, вода, растительный покров и водные ресурсы представляют серьезную угрозу для способности страны прокормить свое население за счет сельскохозяйственной производительности [3]. В настоящее время существует острая потребность в новых подходах к сельскому хозяйству, и именно поэтому контролируемое земледелие (CEA) может стать ответом. Хотя оно не сможет полностью заменить традиционное сельское хозяйство, существует реальная потребность в таких системах вблизи городов. CEA включает различные технологии, которые можно использовать для выращивания растений в контролируемой среде. Возможные методы в CEA включают теплицы, гидропонику, аэропонику и вертикальное земледелие. Эти методы обладают некоторыми преимуществами перед традиционным земледелием с точки зрения следующих требований: вода и питательные вещества, пространство и производственный цикл соответственно [4]. В Нигерии, в частности, земля для возделывания стала дефицитным товаром, особенно в городских районах, а водные ресурсы находятся под давлением; CEA может стать решением проблемы продовольственной безопасности в стране. Дополнительно, интеграция CEA с возобновляемыми источниками энергии, включая солнечную и ветровую энергию, может помочь достичь более низкого углеродного следа в сельскохозяйственных системах и внести вклад в международную борьбу с изменением климата [5]. CEA имеет потенциал для повышения устойчивости продовольственных систем за счет оптимизации использования ресурсов, минимизации отходов и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Интересно, что формирующийся ландшафт исследований CEA остается недостаточно изученным, и, несмотря на достижения в таких технологиях, как теплицы, вертикальное земледелие, гидропоника и автоматизация, все еще существует ограниченное понимание более широкого воздействия CEA на продовольственные системы, особенно в отношении экономической жизнеспособности, социального признания и долгосрочной устойчивости [6].

В настоящее время системы CEA привлекают значительное коммерческое и городское внимание в области выращивания продовольствия в закрытых сооружениях [7]. Это связано с текущими мировыми проблемами отсутствия продовольственной безопасности, беспрецедентным использованием ископаемого топлива, загрязнением окружающей среды, загрязнением некоторых из немногих водных бассейнов и новыми, сложными и неблагоприятными погодными условиями. Структура систем CEA в регионе Западной Африки, особенно в Нигерии, постоянно развивается. CEA имеет потенциал для решения проблем, с которыми сталкивается сельское хозяйство в африканских странах, включая потерю плодородия почв, изменение и изменчивость климата, отсутствие продовольственной безопасности, нормирование воды, порчу во время хранения и неадекватные рыночные возможности [8]. Следовательно, существует острая необходимость в реформах и политике для решения этой проблемы, а также в капиталовложениях для стимулирования улучшений в сельском хозяйстве, прямо или косвенно, в странах Африки к югу от Сахары [8].

Как отмечалось ранее, сельскохозяйственный сектор Нигерии сталкивается с различными проблемами, включая урбанизацию: городское население достигло примерно 52% от общей численности населения в 2023 году [9]. Одним из последствий урбанизации является сокращение размеров сельскохозяйственных угодий, на которых производится продовольствие, что вызывает отсутствие продовольственной безопасности [10]. Другой проблемой является повышение температуры по всей стране: средняя температура в стране немного повысилась на 1 °C, а глобально с 1970-х годов — менее чем на 2 °C. Это усугубляется межгодовой изменчивостью количества осадков, которая негативно повлияла на производство сельскохозяйственных культур из-за массового уничтожения в результате циклов засух и наводнений [11,12]. В целом Нигерия не является продовольственно самообеспеченной: расчетное общее производство сельскохозяйственных культур в стране составляет около 152 миллионов тонн, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1. Расчетное производство сельскохозяйственных культур в Нигерии. Адаптировано из Senkus et al. [13].

В дополнение к естественным и экологическим ограничениям производства продовольствия в Нигерии, другие угрозы, ограничивающие сельскохозяйственную производительность, связаны с импортом продовольственных товаров, и это включает угрозу, которую он представляет для денежной системы страны, и уязвимость, с которой страна сталкивается из-за колебаний на мировых рынках. В 2021 году Нигерия импортировала продовольствия почти на девять миллиардов долларов, включая рыбу и зерновые, которые составили большую часть импорта, оцениваемого примерно в 3 миллиарда долларов США [14]. Признано, что традиционные методы сельского хозяйства дают низкие урожаи и также связаны с потерями. Урожайность кукурузы и маниока на единицу площади основных продовольственных культур в настоящее время остается низкой и ниже мировых стандартов в Нигерии, в то время как неэффективность приводит к высоким послеуборочным потерям и низкой производительности [4]. Учитывая проблемы в сельскохозяйственном секторе Нигерии, существует потребность в более эффективных и устойчивых методах ведения сельского хозяйства, таких как CEA, которые максимизируют производство, используют меньше ресурсов, экономят энергию и противостоят стихийным бедствиям, вредителям и болезням [5].

Контролируемое земледелие (CEA) — это интенсивная, основанная на технологиях форма сельского хозяйства, которая использует новые подходы для повышения урожайности за счет обеспечения оптимальных условий роста независимо от внешних факторов. CEA включает гидропонику (выращивание сельскохозяйственных культур в богатой питательными веществами воде без использования почвы) [15], аэропонику (выращивание растений в воздухе или условиях тумана с минимальным использованием воды) [16], теплицы (сооружения, регулирующие такие факторы окружающей среды, как температура и влажность, для оптимизации роста сельскохозяйственных культур) [17] и вертикальное земледелие (многоярусное выращивание в контролируемых условиях в помещении) [18]. Эти технологии способствуют созданию правильных условий для роста, что приводит к более высокой урожайности и эффективности использования ресурсов по сравнению с традиционными методами ведения сельского хозяйства. Системы CEA рециркулируют воду и питательные вещества в замкнутом цикле, что делает их более эффективными с точки зрения использования воды по сравнению с традиционными сельскохозяйственными практиками [19]. Это особенно актуально для многих африканских стран, включая Нигерию, которая сталкивается с проблемой водной безопасности [20]. Концепция CEA не является новой, но она продвинулась вперед, став одной из наиболее подходящих моделей для решения проблем, с которыми сталкиваются традиционные сельскохозяйственные отрасли, особенно в современных городах, где земли не хватает, а погода непредсказуема [21]. Они используются для управления такими условиями, которые благоприятны для роста сельскохозяйственных культур и не делают их легко уязвимыми для болезней или вредителей и погодных условий внешней среды [22]. Системы CEA варьируются от простых сооружений, таких как навесные конструкции и арочные теплицы, до теплиц и таких сложных, как вертикальные фермы [23]. Они применяют самые современные технологии внутреннего выращивания, включая гидропонику, аэропонику, аквапонику и аквакультуру, для улучшения здоровья растений. Таким образом, фермы CEA отличаются от традиционных ферм тем, что они обычно небольшие по масштабу и производят ограниченное количество культур; однако сейчас распространенной культурой являются листовые зеленые овощи и травы [24]. Методы и форматы, наиболее часто используемые для CEA, представлены на Рисунке 2.

Рисунок 2. Классификация контролируемого земледелия [25].

Взрывной рост новых технологий выращивания в CEA способствовал увеличению числа новых агробизнесов по всему миру. Системы CEA, сосредоточенные в США и Европе, обычно были в центре внимания более ранних исследований. Мировой рынок CEA вырос за эти годы и, как ожидается, будет расти дальше. Эти страны первыми внедрили CEA из-за необходимости производства продовольствия в зимние месяцы. Рынок обычно делится на гидропонику (выращивание растений без почвы), которая достигается за счет подкормки растений минеральными питательными веществами, растворенными в воде; аэропонику (выращивание растений в воздухе), которая обычно осуществляется с использованием кольев и систем поддержки; и аквапонику, которая представляет собой комбинацию аквакультуры (содержание водных животных, таких как рыба, креветки и раки, в резервуарах) и гидропоники. Ожидается, что эти категории/сегменты будут доминировать на рынке и, по прогнозам, вырастут с 2,23 млрд долларов (2018 г.) до 12,77 млрд долларов в 2026 г. при совокупном годовом темпе роста (CAGR) 24,6% с 2019 по 2026 г. [26].

Практическим примером CEA является сбалансированная концепция вертикального земледелия в теплицах. Это более важно в городских районах с ограниченными землями, которые можно использовать для сельского хозяйства, и для обслуживания большого населения, требующего свежих продуктов. Этого можно достичь с использованием стеклянного дома или теплицы, которые специально обеспечивают размещение и контролируемую климатическую среду для роста растений [27]. Большинству культур для роста требуются определенные температуры, и в теплице температуру можно регулировать по мере необходимости для выращиваемых там культур. Например, салат лучше всего растет при 18 °C, а томаты наиболее подходят для роста при 22 °C. Теплица позволяет манипулировать оптимальной температурой роста и контролировать другие климатические факторы, такие как уровень влажности, который обычно поддерживается высоким, до 60%, чтобы предотвратить прорастание плесени, особенно для таких овощей, как зелень. Кроме того, в теплицах используются светодиодные лампы для выращивания растений, чтобы обеспечить растения светом с различными длинами волн, цветами и интенсивностью для удовлетворения потребностей растений в освещении. При правильной настройке растения могут получать правильное соотношение света, которое необходимо в процессе фотосинтеза, особенно в холодные зимние сезоны или другие периоды низкой освещенности для роста, в то время как другие условия окружающей среды регулируются для удовлетворения оптимальных требований растений [28]. Эта технология наиболее эффективна для зеленых листовых овощей, трав, отдельных овощей и мелких фруктов, включая томаты или клубнику (Рисунок 3).

Рисунок 3. Тепличные условия, оптимизированные для выращивания томатов [29].

Для беспрепятственной интеграции CEA в сельское хозяйство Нигерии необходимы направленные усилия и исследования для оценки эффективности CEA в сельскохозяйственном секторе Нигерии, оценки осуществимости и возможностей CEA с акцентом на теплицы и вертикальное земледелие, а также количественной оценки последствий внедрения систем CEA для городской экономики. Это поможет в решении вопросов, связанных с будущим сельского хозяйства в Африке, включая понимание степени, в которой CEA подходит для африканских стран, таких как Нигерия, в аспектах городского сельского хозяйства, особенно теплиц и вертикальных ферм. Кроме того, какими способами и в какой степени системы CEA могут быть экономически выгодными или устойчивыми в долгосрочной перспективе при внедрении таких систем?

Для проведения тщательного и точного обзора был использован систематический подход к поиску литературы. Были использованы три различных источника: Google Scholar, Web of Science и Scopus, чтобы охватить широкий спектр публикаций по контролируемому земледелию. Был предпринят целенаправленный поиск с использованием следующих ключевых слов: «Контролируемое земледелие», «Теплица», «Вертикальное земледелие», «Садоводство на крышах», «Устойчивая продовольственная система», «Устойчивое сельское хозяйство», «Гидропоника», «Аквапоника», «Умное сельское хозяйство», «Тренды в сельском хозяйстве», «Будущее сельского хозяйства» и «Использование технологий в сельском хозяйстве». При поиске тем использовались логические операторы, такие как «И» и «ИЛИ», чтобы либо объединить, либо исключить термины в поиске [30,31,32]. Поиск ограничивался статьями на английском языке, опубликованными в течение 14-летнего периода с 2010 по 2024 год, чтобы получить четкую и более актуальную картину существующих тенденций в данной предметной области.

3.1. Критерии включения

В это исследование включены исследования, посвященные использованию CEA в проектах, реализованных в Нигерии или других африканских странах. Акцент делался на исследованиях, оценивающих применение CEA в Нигерии или пилотные исследования в других африканских странах. Выбранные исследования ограничивались научными статьями, отчетами или тематическими исследованиями, касающимися CEA и устойчивого сельского хозяйства. Научные статьи в основном извлекались из рецензируемых источников в качестве основных материалов, поскольку они представляют эмпирические доказательства для решения проблем и поддерживают прочную основу для отчетности о доказательствах. Информация в выбранных статьях проверялась на актуальность для темы. Кроме того, позиционные документы, представленные надежными организациями, а также технические исследовательские работы, посвященные практическому применению CEA в сельском хозяйстве, были включены, поскольку они также предлагали важные перспективы по внедрению и применению CEA [33]. В дополнение, чтобы сделать собранную информацию легко понятной и легко различимой, рассматривались только статьи, опубликованные на английском языке. Этот языковой критерий был полезен для поддержания качества обзоров, поскольку языковые различия затрудняют понимание различных результатов [34]. Хотя некоторые статьи и другие неанглоязычные исследования могут содержать полезную информацию, они были исключены по практическим причинам обзора и анализа, поскольку большинство рассматриваемых работ написано на английском языке.

3.2. Критерии исключения

Критерии исключения применялись для исключения работ, выходящих за рамки данного обзора. Исследования, не связанные с Нигерией или другими странами Африки, были исключены. Этот критерий оказался очень важным, так как помог сделать обзор специфичным для географического и культурного региона, являющегося предметом внимания. В этом отношении исследования, проведенные в других регионах, кроме Африки, не затрагивали экологические, экономические и социальные реалии Нигерии и, следовательно, вряд ли могли быть актуальными для достижения поставленных целей данного обзора. Аналогичным образом были исключены исследовательские работы, не связанные с CEA или методами устойчивого сельского хозяйства. Это включает исследования, которые могут относиться к сельскому хозяйству, но не сосредоточены на воздействии контролируемого земледелия или его вкладе в устойчивость. Во время обзора, следовательно, рассматривались только темы о том, как CEA поддерживает практику устойчивого сельского хозяйства, в то время как другие исследования, которые могут относиться к сельскому хозяйству, но не к CEA или устойчивости, исключались. Статьи и работы, не прошедшие рецензирование, или исследования, не соответствующие исследовательским вопросам, не учитывались. Наконец, обзорные статьи и статьи не на английском языке были исключены.

3.3. Дизайн исследования

В исследовании использовались как количественные, так и качественные методологии для всестороннего понимания жизнеспособности CEA в Нигерии. Был принят смешанный метод дизайна с целью охватить технические, стоимостные и социально-экономические факторы при оценке осуществимости CEA. Исследовательский подход, использованный в данном исследовании, включает проведение обзора литературы и исследование конкретных случаев. За этим следует анализ существующей литературы для предоставления логической теоретической основы для исследования, с акцентом на основные области CEA в Нигерии и Африке, которые включают экономию воды, минимальное использование земли и общие экологические соображения. Уделялось внимание использованию CEA в странах с климатическими условиями, близкими к климату Нигерии, оценивая экономические и социальные последствия CEA для продовольственной безопасности и сельскохозяйственной производительности. В Таблице 1 представлена некоторая информация о недавних результатах исследований, ключевых темах в этой исследовательской сфере и ключевых выводах.

Таблица 1. Сводка ключевых тем в исследованиях CEA.

Литература по CEA из ЮАР, Кении и других африканских стран имеет большое значение, так как может предоставить соответствующие уроки для Нигерии по мере внедрения систем CEA. Социальные последствия CEA, которые важны для социальной устойчивости, включают создание рабочих мест и гендерное воздействие, в то время как воздействие на окружающую среду сосредоточено на эффективности использования воды, использовании земли и зависимости от энергии [37]. Внедрение CEA в Нигерии может повысить сельскохозяйственную урожайность, уменьшить негативное воздействие на климат Земли и решить некоторые социальные проблемы, влияющие на людей в обществе, включая безработицу среди молодежи и гендерный дисбаланс. Литература, изложенная в Таблице 1, решительно поддерживает применимость CEA в Нигерии, но в то же время раскрывает проблемы, которые могут стать барьером для внедрения CEA в Нигерии.

Оценив предысторию CEA, уместно было бы изучить текущее состояние сельского хозяйства в Нигерии и некоторые элементы, которые могут повлиять на рассмотрение этих технологий. Нигерия богата сельским хозяйством и проводит политику в области производства различных культур в соответствии с экологическими зонами [42]. Однако сектор в основном зависит от мелких фермеров, которые иногда не могут купить или внедрить современную технику [43]. Следовательно, зависимость от мелких фермерских хозяйств представляет как вызов, так и потенциал для внедрения CEA. С другой стороны, затраты на внедрение и реализацию систем CEA могут быть выше, чем потенциальная урожайность для мелких фермеров. С другой стороны, CEA мог бы позволить этим фермерам быть более продуктивными и зарабатывать больше, особенно в районах, где пространство является основной проблемой, как это имеет место во многих городских районах.

Преимущество CEA заключается в том, что оно имеет потенциал для увеличения производства продовольственных культур. Контролируемые окружающей средой «микроклиматы» CEA означают, что продукты питания можно выращивать круглый год, и продукты защищены от внешних факторов, таких как бактериальное заражение. Кроме того, потенциальные преимущества с точки зрения урожайности, устойчивых затрат и эффективности, а также воздействия на экосистему огромны. При CEA фермы используют значительно меньше энергетических машин, пестицидов, гербицидов или удобрений и значительно меньше воды, поскольку CEA позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры, используя на 70–95% меньше воды, чем потребовалось бы при традиционном земледелии. Таким образом, в рамках нигерийского сельскохозяйственного сектора, страдающего от нехватки воды, это может стать серьезной переменой, поскольку вертикальные фермы потребляют до девяноста процентов меньше воды, чем обычные способы ведения сельского хозяйства, что жизненно важно в районах, где вода дефицитна [44]. В стране благодаря CEA может произойти некоторая стандартизация производства сельскохозяйственных культур в течение года; следовательно, это может помочь в предотвращении отсутствия продовольственной безопасности и сокращении импорта продовольствия. Системы CEA могут быть сделаны более эффективными, чем традиционное земледелие, и, следовательно, минимизировать неблагоприятное воздействие на окружающую среду, такое как изменение климата, и, следовательно, повысить устойчивость [21]. Еще одно преимущество — экономия места в отношении требований к земле для традиционного земледелия. Многоярусный формат выращивания, характерный для вертикально построенных камер в специально построенных объектах CEA, позволяет получать урожай с 4–6 акров сельскохозяйственных культур на одном акре сельскохозяйственных угодий в помещении. Более того, урожайность сельскохозяйственных культур также выше в контролируемой среде, поскольку влияние сезонных изменений также ограничено. Каждый день года обеспечивает идеальную летнюю погоду с фотопериодом, достаточным для максимального роста растений. Еще одним преимуществом систем CEA являются возможности для трудоустройства, которые они предоставляют в городских районах [45], поскольку безработица в настоящее время является серьезной проблемой в стране.

Сельскохозяйственный сектор жизненно важен для экономики Нигерии, обеспечивая работой около двух третей населения трудоспособного возраста и внося от 30% до 60% в ВВП различных стран [46]. В Нигерии сельское хозяйство является крупнейшим сектором занятости, в котором занято более 36% рабочей силы [9]. Сельскохозяйственное производство Нигерии включает широкий спектр культур, при этом доминируют основные культуры, такие как маниок, ямс, кукуруза, рис и просо. Также значительны товарные культуры, такие как какао, пальмовое масло, каучук и хлопок, особенно на экспортных рынках [47]. Несмотря на свою важность, пахотные земли в Африке составляют лишь 6% от общей площади континента. Дефицит сельского хозяйства Нигерии требует значительного импорта, в общей сложности около 10 миллиардов долларов на такие продукты, как пшеница, рис и птица [48]. Чтобы бороться с зависимостью от нефти и улучшить продовольственную безопасность, правительство Нигерии запустило несколько инициатив, включая Программу заемщиков-якорей и Национальный план сельскохозяйственных технологий и инноваций (NATIP), направленных на стимулирование внутреннего сельскохозяйственного производства [49].

Сельскохозяйственный сектор Нигерии составляет около 22–25% ВВП страны и охватывает четыре основные категории: растениеводство, рыболовство, животноводство и лесное хозяйство (Рисунок 4), при этом производство сельскохозяйственных культур является доминирующим направлением, на которое приходится примерно 87% сельскохозяйственных инвестиций [50]. Однако сектор сталкивается с многочисленными проблемами, такими как деградация земель, неадекватное орошение, последствия изменения климата и высокие производственные затраты [51]. Эти проблемы привели к снижению сельскохозяйственной урожайности и увеличению импорта продовольствия: сельскохозяйственный импорт Нигерии достиг 3,35 триллиона найр в период с 2019 по 2023 год, что значительно превысило объем экспорта [52]. В ответ на эти проблемы Нигерия реализовала различные политики, такие как Политика содействия сельскому хозяйству (APP) и Инициатива президента по диверсификации экономики, направленные на стимулирование роста и снижение зависимости от импорта [52]. Хотя некоторые программы дали положительные результаты, такие проблемы, как бюрократическая неэффективность, коррупция и недостаточное финансирование, продолжают препятствовать прогрессу [53]. Другие инициативы, такие как Инициатива нулевого отказа и Проект управления эрозией и водосборами Нигерии, направлены на повышение качества сельского хозяйства и решение экологических проблем, но они также сталкиваются с трудностями в реализации и ограничениями местного опыта [54]. В целом, хотя предпринимаются усилия по оживлению сельскохозяйственного сектора Нигерии, остаются значительные препятствия, которые необходимо преодолеть для достижения устойчивого роста и продовольственной безопасности. Акцент на повышении эффективности сельского хозяйства с помощью технологий и устойчивых практик, включая CEA, необходим для поддержания его роли в экономике Нигерии [4].

Рисунок 4. Вклад сельского хозяйства в ВВП Нигерии [50]. Q2 2020.

В дополнение к традиционным проблемам, сельскохозяйственный сектор Нигерии сталкивается с несколькими социальными проблемами, которые могут повлиять на его эволюцию в долгосрочной перспективе, такими как бедность, гендерное неравенство и отсутствие вовлеченности молодежи в сельское хозяйство. Уровень бедности в сельской местности высок и напрямую негативно влияет на сельское хозяйство. Эта бедность является результатом низкой производительности и отсутствия механизированных методов ведения сельского хозяйства, что снижает экономическую активность и удерживает людей в кругах бедности [55]. Гендерное неравенство также хорошо задокументировано в нигерийском сельском хозяйстве. Некоторые проблемы, с которыми сталкиваются женщины, играющие центральную роль в сельскохозяйственном производстве, включают вопросы, связанные с землей и кредитами, предоставляемыми им, а также услугами по распространению знаний [39]. Из-за вышеупомянутых гендерно-обусловленных ролей они не могут оптимизировать свое участие в сельскохозяйственном производстве и экономическом развитии [56]. Аналогичным образом, уровень вовлеченности молодежи в сельское хозяйство недостаточен и может быть связан с отсутствием механизации в сельскохозяйственном секторе и отрицательной финансовой отдачей. Несколько молодых людей в Нигерии переезжают в города в надежде найти лучшие средства к существованию, и это делает сельскохозяйственный сектор скудным на молодые умы для изобретений [40]. Эта тенденция пагубна для будущего существования сельского хозяйства в Нигерии [57].

Внедрение CEA в Нигерии может рассматриваться как жизнеспособная стратегия повышения устойчивости и темпов производства в нигерийском сельском хозяйстве. Если технология используется в контролируемом экологическом сельском хозяйстве, она имеет четыре основных преимущества, включая эффективность, устойчивость, производительность и прибыльность. В Нигерии, особенно там, где сельское хозяйство является важным подсектором экономики и источником дохода для многих граждан, внедрение CEA могло бы существенно помочь в решении некоторых из самых насущных проблем, которые поражают наш сельскохозяйственный сектор; они включают ограниченные пахотные земли, неблагоприятные погодные условия и в целом низкую урожайность [58]. Существует потенциал для целого ряда преимуществ от внедрения CEA в Нигерии. Непочвенные методы выращивания систем CEA, такие как гидропоника и вертикальное земледелие, могут эффективно использовать ограниченные воду и питательные вещества, что имеет первостепенное значение в засушливых районах мира [59]. Кроме того, посредством содействия круглогодичному производству высокоценных видов сельскохозяйственных культур внедрение CEA может помочь сократить сезонное земледелие и импорт определенной продукции. Институциональные и правовые факторы — еще одна трудность, и они могут быть плохо формализованы и не единообразны. Это затрудняет внедрение этих передовых технологий для сельского хозяйства, поскольку они должны соответствовать определенным установленным нормативным мерам, таким как получение разрешений. Также отсутствует поддержка политики и инвестиций в инфраструктуру, что также ограничивает расширение CEA в стране.

Технологическая компетентность и доступные ресурсы также являются сложной проблемой. Некоторые нигерийские сельскохозяйственные фирмы могут не иметь соответствующих структур, технологий и капитала для внедрения и поддержания сложных систем CEA. Затраты на внедрение технологий CEA могут быть высокими и связаны с техническими проблемами. Мелкие фермы могут быть менее способны внедрять технологии CEA из-за высоких затрат [60]. Чтобы решить эти проблемы, необходимо увеличить инвестиции в технологии и инфраструктуру, наряду с настойчивым требованием исследований и разработок, направленных на системы CEA. Еще одна проблема, связанная с передачей знаний, заключается в том, что люди попадают в определенную организацию с ограниченным количеством отношений, что может препятствовать эффективному обмену и распространению знаний внутри организации. Другие элементы показывают, что качественные сети необходимы для распространения лучших практик, объединения ресурсов и поощрения партнерств для эффективного продвижения и внедрения CEA. Необходимо развивать и укреплять эти отношения, чтобы поощрять сотрудничество и обмен информацией, идеями и технологиями [61].

Другой источник вариаций связан с культурными факторами и психологической дистанцией между местными практиками и современным уровнем развития технологий CEA. В Нигерии фермеры и сельскохозяйственные фирмы должны перейти от традиционных практик к инновационным, независимо от того, сколько раз они могут казаться незнакомыми и трудными [60]. Программы образования и обучения в настоящее время уместны и необходимы и могут сыграть большую роль в заполнении этого пробела и служить катализаторами для продвижения CEA. Эти внешние неопределенности делают среду неопределенной, что может препятствовать инвестициям в технологии и инфраструктуру для сельского хозяйства. Решение этих проблем требует благоприятной политической среды, которая даст зеленый свет внедрению CEA, предоставив четкое направление [61].

Однако из этих проблем возникают возможности для CEA революционизировать сельское хозяйство в Нигерии. Благодаря повышению продуктивности использования ресурсов, увеличению урожайности сельскохозяйственных культур, а также снижению воздействия на окружающую среду CEA потенциально может сыграть важную роль в устойчивости нигерийского сельского хозяйства. Хотя существует растущий объем литературы, опубликованной в других регионах мира о CEA и устойчивом сельском хозяйстве, существует пробел в знаниях, учитывающий особенности проблем и перспектив CEA в контексте нигерийского сельского хозяйства [5]. Это подчеркивает необходимость дальнейших исследований, которые сужают пути, с помощью которых CEA может повысить устойчивость сельского хозяйства в Нигерии. Это важно для понимания и реализации сложностей внедрения и внедрения CEA.

Существует огромная возможность для достижения устойчивости сельского хозяйства с помощью контролируемого земледелия (CEA) в Нигерии. Системы CEA, такие как вертикальные фермы и гидропонные системы, могут предложить новые возможности для трудоустройства людей как в городских, так и в сельских областях [38]. Такие должности могут включать технические, где обладатель работает в эксплуатации и обслуживании системы, и работы по продажам или распространению. В дополнение, это требует специализированных навыков; тем не менее, это дает шансы для обучения методам улучшенного сельского хозяйства и новой сельскохозяйственной технологии. Именно по этим причинам CEA может оказать положительное влияние на борьбу с отсутствием продовольственной безопасности и недоеданием. Также высокая производственная мощность систем CEA и доступность свежих продуктов круглый год устраняют зависимость от сезонного производства и импорта [41]. Это обеспечивает большую предсказуемость в поставках продовольствия, что благоприятно для местных рынков и может улучшить рацион питания и общее благополучие [62]. Применяя технологии CEA, мелкие фермеры могут выращивать культуры с высокой рыночной стоимостью в городских и пригородных условиях и сокращать послеуборочные потери [63]. Эта интеграция может, следовательно, улучшить местную экономику и помочь в улучшении распределения дисбаланса прибыли.

При внедрении CEA в Нигерии необходимо решать вопросы вовлечения и принятия сообщества. Рекомендуемые стратегии для участия сообщества должны включать разработку и реализацию проектов CEA, которые должны вовлекать целевое сообщество. Это участие помогает гарантировать, что системы CEA, обеспечивающие необходимость и условия в конкретном регионе, будут реализованы, таким образом повышая возможность принятия систем CEA [64]. Посредством семинаров и мастер-классов местные фермеры и предприниматели будут оснащены необходимой информацией и навыками для управления системами CEA. Дополнительно, идеи новых технологий могут изначально встречать культурное подозрение в определенных обществах; тем не менее, повышение осведомленности об изменениях в сообществах может помочь управлять процессом. CEA имеет перспективу улучшения измерения социальной устойчивости в Нигерии за счет решения многих областей беспокойства, включая бедность в сельских районах, проблемы труда и ресурсы. Его можно использовать для улучшения более сбалансированного и перспективного сельского хозяйства способами, которые поощряют новую занятость, улучшение доступа к продовольствию и общее развитие. Выгоды могут быть реализованы путем улучшения подхода к охвату людей и сообществ и изменения модели деятельности CEA с учетом структуры различных сообществ [65].

CEA предоставляет несколько значительных преимуществ в решении экологических проблем и рассматривается как более устойчивое решение проблем, стоящих перед традиционным сельским хозяйством. Методы CEA, такие как гидропоника и аэропоника, используют методы, которые гораздо эффективнее традиционных методов сельского хозяйства, поскольку они повторно используют воду и питательные вещества через замкнутую систему [19]. Это делает их более устойчивым подходом к оптимальной продуктивности сельскохозяйственных культур, поскольку они включают автоматизированную подачу питательных веществ, систематический мониторинг здоровья растений и управление окружающей средой [66]. Помимо обеспечения эффективного использования ограниченных водных ресурсов, это также помогает сократить случаи загрязнения питательными веществами водоемов, поскольку они не просачиваются из земли [35]. В дополнение к вышесказанному, CEA также благоприятствует минимальному занятию земли и здоровью и плодородию почвы, поскольку CEA преодолевает необходимость обширных земельных площадей для выращивания сельскохозяйственных культур, принимая использование вертикального земледелия и внутренних условий окружающей среды. Это особенно актуально, когда доступность земли может быть ограничена, как в случае с Нигерией.

Системы CEA предназначены для функционирования в высокоэффективных зданиях, и многие системы могут быть подключены к возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная или ветровая энергия, чтобы уменьшить их углеродный след [36]. Это контрастирует с традиционным сельским хозяйством, зависящим от ископаемого топлива, которое использует ископаемое топливо в тракторах и другом сельскохозяйственном оборудовании и при транспортировке продукции, что приводит к выбросам парниковых газов. Кроме того, перспективы включения CEA в достижения технологий возобновляемой энергии соответствуют международной борьбе с изменением климата и продвижению устойчивого развития [38]. Как показано на Рисунке 5, прогнозируется, что размер мирового рынка CEA будет расти совокупными годовыми темпами роста 14,21%, достигнув стоимости 211,73 млрд долларов США к 2029 году [67]. Ключевыми драйверами роста мирового рынка CEA являются урбанизация, изменение климата и непредсказуемые погодные условия, необходимость круглогодичного производства продовольствия и нехватка воды как в развитых, так и в развивающихся странах. Рынок также движется вперед благодаря технологическим достижениям и использованию автоматизации в сельскохозяйственных процессах.

Рисунок 5. Размер мирового рынка CEA, по стоимости (млрд долл. США), 2019–2029 гг. [67].

По географическому признаку мировой рынок CEA классифицируется на Азиатско-Тихоокеанский регион, Северную Америку, Европу, Латинскую Америку, Ближний Восток и Африку. Северная Америка доминирует на рынке благодаря значительным инвестициям в автоматизацию, развитую инфраструктуру и государственной поддержке продвижения сельскохозяйственных инноваций и технологий CEA, которые значительно повышают эффективность и масштабируемость операций CEA [68]. Кроме того, этот регион рынка движется такими факторами, как наличие финансирования от коммерческих организаций и венчурных капиталистов, которое используется для развития инфраструктуры и масштабирования высокотехнологичных сельскохозяйственных объектов и целенаправленных исследований по оптимизации систем CEA, которые сосредоточены на увеличении производственных мощностей продовольствия круглый год с использованием контейнерных систем для повышения доступности продовольствия [69,70]. Помимо этого, повышенная осведомленность среди потребителей и других заинтересованных сторон об альтернативных методах ведения сельского хозяйства значительно способствовала позиции Северной Америки как ведущего рынка в CEA [69]. Кроме того, рост CEA также можно объяснить растущим спросом населения на свежие, выращенные на месте, свободные от пестицидов продукты, которые предоставляет CEA [6]. Азиатско-Тихоокеанский регион также быстро растет, и это обусловлено наличием дешевой рабочей силы в регионе и быстро растущим населением [71]. Прогноз текущих темпов роста CEA по регионам в 2023 году и проекция его охвата к 2030 году представлены на Рисунке 6.

Рисунок 6. Мировой рынок CEA, по географии (млн долл. США) [68].

В городской среде ЮАР вертикальное земледелие и аквакультура стали более широко принятыми и доказали свою эффективность с точки зрения использования воды и земли и произведенной продукции [37]. Аналогичным образом, Кения внедрила практику тепличного земледелия для управления воздействием на окружающую среду, и это было более эффективным с точки зрения использования ресурсов и более низких выбросов CO2. Гидропонная теплица в Кении дала увеличение производства томатов на 35% при первоначальных инвестициях в размере 20 000 долларов США и окупаемости инвестиций за три года. Аналогично, вертикальные фермы в Южной Африке сократили потребление воды на 90%, достигнув при этом на 20% более высокой урожайности листовой зелени [19]. Эти успехи подчеркивают осуществимость таких усилий CEA в Нигерии, которая имеет схожие бизнес и экологические условия, как Кения и ЮАР, и, таким образом, может быть поучительной для Нигерии, где проблемы засухи и выбросов CO2 в равной степени актуальны. Внедрение вертикального земледелия в таких городах, как Лагос, Абуджа и Порт-Харкорт, может дать воспроизводимые результаты, позволив им удовлетворить растущий спрос на свежие продукты, сэкономить воду, снизить давление на землю и создать рабочие места через городское сельское хозяйство. Тепличное земледелие можно поощрять в северной Нигерии, учитывая засушливые и полузасушливые климатические условия региона, которые идеальны для CEA [72]. Северные штаты, такие как Кано, Кацина и Сокото, обладают высокой солнечной инсоляцией в течение всего года, что является недорогим природным преимуществом для операций в тепличных сооружениях, особенно в сочетании с системами солнечной энергии для поддержания контроля окружающей среды. Интегрированные системы солнечной энергии могут быть использованы для питания систем орошения, чтобы помочь фермерам адаптироваться к меняющимся режимам осадков для выращиваемых культур в тепличных сооружениях, и даже сократить выбросы и затраты, связанные с орошением на дизельном топливе, предлагая фермерам отличные урожаи в течение всего года перед лицом растущих последствий изменения климата [72].

Достижения CEA в снижении воздействия на окружающую среду в Кении и ЮАР адекватно разъясняют возможность применения тех же стратегий в Нигерии с целью решения проблем нормирования воды, а также деградации почвы [27]. То, что работает для этих стран, заключается в том, что CEA — это не просто инновационная стратегия фермы; она послужила воротами для преодоления ограничений ресурсов в высокую производительность с экологической жизнеспособностью. Кроме того, использование технологий CEA также может уменьшить последствия традиционного подхода к сельскому хозяйству на окружающую среду и может помочь Нигерии в ее усилиях по продвижению устойчивости в сельскохозяйственном секторе, а также улучшить обеспечение продовольственной безопасности. Роль, сыгранная CEA в продвижении экологической устойчивости в Нигерии, очень важна. В этом смысле можно сказать, что CEA предоставляет перспективу для перехода к более устойчивой агропродовольственной системе, реагируя на проблемы, вызванные традиционными методами ведения сельского хозяйства, такими как истощение почвы, потребление воды, обезлесение и вклад в выбросы парниковых газов. Некоторые из опыта других африканских стран свидетельствуют о том, что CEA имеет потенциал сыграть сильную роль в усилиях Нигерии по экологической устойчивости, создавая, таким образом, возможность улучшенного сельскохозяйственного будущего [73].

Чтобы воспроизвести эти действенные стратегии из других африканских стран в Нигерии, необходимо уделить первоочередное внимание политике и развитию инфраструктуры, особенно в отношении установки надежного энергоснабжения, включающего возобновляемые источники энергии. Финансовое расширение прав и возможностей мелких фермеров, доминирующих в сельскохозяйственном секторе, должно поддерживаться доступными кредитными учреждениями, грантами и субсидиями, которые специально соответствуют внедрению CEA. Также важно, чтобы были приоритизированы инвестиции в локализованные исследования и разработки, которые позволят Нигерии адаптировать технологии CEA к своим уникальным агроклиматическим условиям. Наконец, государственно-частные партнерства также будут важны для мобилизации ресурсов и экспертных знаний, которые потребуются для масштабирования таких инноваций на национальном уровне.

В Нигерии CEA сталкивается с институциональными или структурными, финансовыми, социально-экономическими и культурными проблемами [74]. Другие включают отсутствие информации, плохое землевладение, рыночный сбой и дефицит инфраструктуры страны [75]. Кроме того, пригодность инноваций CEA для конечного пользователя, потребность в человеческом труде и доступ к внешним ресурсам и остаткам сельскохозяйственных культур для кормления скота представляют собой серьезное препятствие для внедрения и мейнстриминга CEA [76]. Другой проблемой, влияющей на внедрение CEA для традиционных и региональных фермеров, является обеспечение поддержки для настройки и знаний в работе объектов. Относительно высокие затраты на инвестиции в технологии CEA на начальном этапе проекта — еще одна проблема, особенно для мелких фермеров, которые могут не иметь возможности позволить себе капитал для создания или доступа к кредиту [77]. Также многим потребителям не хватает как технических знаний, так и надлежащих структур для внедрения систем CEA, что может замедлить внедрение. Например, большинство мелких фермеров в сельской местности едва ли были обучены использованию автоматизированных систем орошения или мониторингу параметров окружающей среды, таких как влажность и температура, в теплицах. Другой аспект — энергетическая инфраструктура Нигерии, учитывая эпилептический характер энергоснабжения в Нигерии и то, что системы CEA сильно зависят и чувствительны к электроснабжению [78]. Без этих фундаментальных знаний и инфраструктуры даже самые доступные решения CEA могут оставаться недосягаемыми или недостаточно используемыми фермерами.

Процесс внедрения CEA также может быть барьером. В основополагающей работе «Распространение инноваций» Роджерс [79] установил, что процесс выбора внедрения инновации включает знание, убеждение, решение, внедрение и, наконец, подтверждение. Тем не менее, существует проблема с линейностью этого процесса [80]. Например, текущее исследование местных инноваций в сельскохозяйственных практиках среди мелких фермеров в сельской Нигерии показывает, что фермеры принимают свои решения через консультативный процесс, в котором они консультируются с другими фермерами [81]. Однако утверждается, что консенсусный процесс принятия решений мелкими землевладельцами смещен в пользу постороннего, как показано в парадигме Участвующей сельской оценки (PRA). Найлс и др. [82] предположили, что исследования конкретных случаев, специфичных для местоположения, подходят для оценки детерминант внедрения в данной ситуации. Неоднородный характер ферм в Африке к югу от Сахары делает более уместными индивидуальные вмешательства для решения экологических проблем по сравнению с обобщенным подходом. Следовательно, сделать такие технологии, как CEA, удобными для пользователя и вовлечь потенциальных пользователей в процесс разработки способствует внедрению [83].

Внедрение CEA также можно рассматривать в рамках модели принятия технологий Дэвиса, которая постулирует, что воспринимаемая полезность и воспринимаемая простота использования являются двумя основными факторами, определяющими внедрение технологии [84]. Воспринимаемая полезность CEA фермерами будет пониманием того, что технология действительно может повысить сельскохозяйственную производительность и прибыльность. Это ознакомит нигерийских фермеров с ее очевидными преимуществами, например, с выращиванием сельскохозяйственных культур круглый год. Однако было обнаружено, что воспринимаемая полезность и воспринимаемая простота использования — это очень разные процессы принятия решений, которые должны дополнять друг друга, чтобы влиять на внедрение и использование технологии [84]. В сельской Нигерии, например, при общем ограниченном доступе к образованию и техническим ноу-хау сложность систем CEA не будет поддерживать внедрение, если они не будут упрощены и сделаны удобными для пользователя. Однако исследование Флетта и др. [85] показало, что фермеры с большей вероятностью отдавали приоритет потенциальным выгодам и результатам технологии, а не ее простоте или легкости использования, хотя они признавали, что простота использования по-прежнему является важным фактором. Следовательно, можно сказать, что если институциональные, финансовые, экономические и культурные проблемы, стоящие перед CEA в Нигерии, будут решены [74], фермеры, скорее всего, сосредоточатся на преимуществах CEA, таких как увеличение урожайности, эффективность использования воды и круглогодичное производство, а не на простоте использования, поскольку они непосредственно решают их основные проблемы производительности и прибыльности.

Важно, что внедрение CEA — это не просто принятие новых практик, но и адаптация, которая требует интерактивного процесса участвующего обучения и действий (PLA). Было проведено несколько исследований о барьерах для внедрения CEA в контексте мелкого фермерского хозяйства в Африке к югу от Сахары (SSA) [86]. Большинство исследований о барьерах для адаптации к изменению климата проводятся в контексте развитых стран [87]. Даже среди нескольких исследований SSA лишь некоторые рассматривали влияние внедрения практик CEA в контексте мелких землевладельцев Западной Африки [88]. Чтобы адаптация к изменению климата была эффективной, необходимо преодолеть эти барьеры и предоставить практики CEA участвующим образом, с пользователями как равными заинтересованными сторонами [88]. Хотя практики CEA, такие как теплицы и вертикальное земледелие, привлекают внимание во всем мире, существует ограниченное исследование их применения в рамках нигерийского сельскохозяйственного сектора. Существующие исследования в основном сосредоточены на общих технологиях CEA, не затрагивая то, как эти практики внедряются в уникальных городских и климатических контекстах Нигерии. Кроме того, жизнеспособность CEA для городского сельского хозяйства в нигерийских городах, где ограничения инфраструктуры и ресурсов отличаются от более развитых регионов, остается недостаточно изученной. Более того, существует значительный пробел в экономическом анализе систем CEA в Нигерии.

Использование CEA может положительно повлиять на сельскохозяйственный сектор Нигерии, но его эффективность в экономическом плане является насущным вопросом. Несмотря на привлекательность CEA в отношении увеличения доходов и оптимизации использования ресурсов, затраты на внедрение таких технологий слишком высоки для большинства производителей, особенно для мелких фермеров. Аналогично, более высокие капитальные затраты на гидропонику, вертикальное земледелие и теплицы являются барьером для внедрения этих производственных технологий, поскольку они очень капиталоемки [37]. Отчеты показывают, что создание гидропонной системы оценивается в капитальные затраты около 100 000 долларов США за акр по сравнению с 50 000 долларов США за акр для традиционных систем [89]. Хотя эти системы имеют высокую стоимость, эти затраты компенсируются в долгосрочной перспективе за счет экономии в аспекте использования воды, операционных затрат и лучшей урожайности сельскохозяйственных культур. По оценкам, операционные затраты для традиционных систем составляют около 20 000 долларов США за акр в год по сравнению с примерно 15 000 долларов США за акр в год для гидропонных систем [89]. В своем исследовании Лагес Барбоза и др. [90] сравнили тепличные гидропонные системы с традиционным производством салата и обнаружили, что тепличные единицы (815 м2) производили 41 ± 6,1 кг/м2/год салата, требуя 20 ± 3,8 л/кг/год воды и 90 000 ± 11 000 кДж/кг/год энергии. Напротив, традиционное производство давало только 3,9 ± 0,21 кг/м2/год, с потребностью в воде и энергии 250 ± 25 л/кг/год и 1100 ± 75 кДж/кг/год соответственно. Хотя в исследовании было показано, что гидропоника требует в 82 ± 11 раз больше энергии, она достигла в 11 ± 1,7 раза более высоких урожаев, чем традиционно произведенный салат [90]. Это преимущество высокой урожайности подчеркивает, почему системы CEA подходят для высокоценных культур, таких как овощи, травы и фрукты, поскольку они имеют потенциал для получения высокой прибыли на городских и пригородных рынках. Например, исследование в Квебеке, Канада, смоделировало прибыльность выращивания салата в двух системах CEA: теплице и вертикальной ферме, каждая на площади выращивания 1171 м2. Расчетные капитальные затраты составили 480 060 долларов США для теплицы и 587 527 долларов США для вертикальной фермы. Годовые операционные затраты были оценены в 291 717 долларов США для теплицы и 282 303 доллара США для вертикальной фермы. Несмотря на различия в первоначальных инвестициях и эксплуатационных расходах, валовая прибыль была почти идентичной: 184 920 долларов США в год для теплицы, в то время как вертикальная ферма зафиксировала немного более высокую прибыль в размере 194 334 долларов США, демонстрируя экономическую жизнеспособность обеих систем CEA в отношении высокоценных культур, таких как салат, и ее потенциальную прибыльность на местном рынке [18]. Однако CEA может быть неприбыльным для многолетних культур, таких как рис и кукуруза, поскольку они требуют более избирательных методов посадки культур в системах CEA для покрытия производственных затрат.

В Нигерии, однако, отсутствие или ограниченная доступность дешевых источников средств и политика, стимулирующая CEA, усиливают экономический барьер для его внедрения. Действительно, было показано, что многим фермерам трудно найти необходимый капитал для финансирования технологий CEA [91]. Это усугубляется младенчеством Нигерии в области сельскохозяйственного финансирования, где кредитные учреждения и субсидии для новых и улучшенных марок сельского хозяйства редки, в отличие от ЮАР и Кении, которым удалось включить государственные субсидии и государственно-частные партнерства для смягчения финансового воздействия на фермеров, внедряющих CEA [37]. Эти сравнительные наблюдения служат для того, чтобы подчеркнуть тот факт, что нигерийские политики должны, следовательно, придумать конкретные финансовые вмешательства, направленные на то, чтобы сделать CEA доступным для как можно большего числа фермеров. В общем, первоначальные финансовые инвестиционные затраты могут быть проблематичным вопросом для малых и средних предприятий и особенно для мелких землевладельцев, но в конечном итоге они уравновешиваются в долгосрочной перспективе. Преодоление проблем, с которыми сталкивается CEA в стране, требует улучшенного доступа к финансированию, субсидиям и технической поддержке, чтобы заполнить существующий пробел и расширить использование CEA по всем регионам Нигерии.

Один из способов, посредством которого CEA пропагандировался в Нигерии, заключается в том, что оно могло бы дать ответы на проблемы деградации окружающей среды и изменения климата [92]. Например, системы CEA, включая гидропонику и вертикальное земледелие, используют на 80% меньше воды, чем почвенное земледелие [93]. Это серьезное преимущество в Нигерии, поскольку в различных регионах страны, особенно на севере, наблюдается нехватка воды. Сохранение воды в системах CEA в сочетании с сокращением использования пестицидов и гербицидов в системе делает систему дружественной к окружающей среде, в отличие от традиционных методов ведения сельского хозяйства, которые портят бесплодную почву и источники воды. Помимо сохранения воды, CEA также может поддержать Нигерию в том, как уменьшить социальные последствия изменения климата на сельское хозяйство. Это, по сути, центральное понятие, которое было подтверждено интервью, поскольку физические пространства систем CEA обеспечивают постоянную среду для выращивания сельскохозяйственных культур в течение разных сезонов. Это особенно важно, учитывая тот факт, что Нигерия и другие страны региона переживают более частую и острую изменчивость климата, которая характеризуется короткими и неустойчивыми сезонами дождей, засухами и наводнениями. В этом отношении CEA может сыграть роль в снижении уязвимости к климатическим рискам для фермеров, предлагая условия, необходимые для роста растений, что приводит к повышению продуктивности и безопасности продовольствия. Тем не менее, экологическое преимущество CEA должно быть рассмотрено вместе с проблемами, связанными с использованием энергии. Что касается энергоемкости, многие системы CEA, такие как вертикальные фермы и высокотехнологичные теплицы, требуют искусственного освещения, обогрева и охлаждения для создания благоприятной среды для роста растений. В Нигерии, например, электроснабжение является одновременно дефицитным и дорогим, что представляет потенциальную угрозу для устойчивости CEA из-за высокого потребления энергии, которое требуется [33]. В дополнение к этой высокой потребности в энергии — постоянные перебои в подаче электроэнергии, которые затрудняют поддержание непрерывных условий окружающей среды, имеющих значение в этих системах для оптимальной производительности. С другой стороны, такие страны, как Южная Африка, чья энергетическая инфраструктура более стабильна, смогли масштабировать CEA с небольшими перерывами [37]. Возможные решения, которые были предложены для решения энергетического кризиса в Нигерии, включают использование возобновляемой энергии, такой как солнечная энергия. Включение солнечной энергии в качестве компонента систем CEA в стране может существенно помочь в снижении затрат на энергию и содействии устойчивости таких систем [27]. Это было достигнуто в некоторых районах Кении; вертикальные фермы на солнечной энергии эффективно способствовали минимизации углеродного воздействия в городском сельском хозяйстве и энергоснабжении. Следовательно, хотя есть последствие, что установка этих систем, таких как CEA, влечет за собой подчеркнутые экологические выгоды на использование воды и адаптацию к климату, вероятность успеха этих систем в нигерийском контексте будет зависеть от энергетических аспектов. Интеграция большего количества возобновляемой энергии и улучшение национальной энергосистемы будут иметь решающее значение для того, чтобы CEA смогло достичь устойчивого развития в Нигерии.

CEA имеет потенциал для обеспечения устойчивости сельского хозяйства и продовольственной безопасности, особенно в Нигерии. В настоящее время население Нигерии составляет около 200 миллионов, и ожидается, что к 2050 году оно достигнет 400 миллионов [94], и это окажет большое давление на сельское хозяйство, чтобы прокормить растущее население. CEA предоставляет решение через выращивание высокоценных культур в течение всего года, особенно в городских районах, где доступная земля для сельскохозяйственного производства ограничена. Обследование, проведенное среди фермеров относительно систем CEA, выявило тот факт, что оно было полезным для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и доставки свежей продукции на городские рынки [95]. Это особенно важно для диверсификации экономики Нигерии от зависимости от импортируемых продуктов питания, которые подвергли ее капризам международных цен на продовольствие.

Однако в CEA есть нечто большее, чем просто финансы и производительность. Социальные последствия CEA немного сложнее. Хотя существует потенциал для CEA создать больше возможностей для трудоустройства, особенно в городских районах, также существует тенденция усугублять проблему неравенства в доступе к ресурсам в сельскохозяйственной деятельности. Внедрение этих технологий CEA является дорогостоящим в том смысле, что системы могут быть доступны только состоятельным фермерам и предприятиям, что приводит к неравенству. В исследовании [96] большинство фермеров указали высокую стоимость CEA как серьезное препятствие для его внедрения. Если не будут приложены усилия для популяризации CEA, то этим технологиям может потребоваться время, чтобы стать доступными, таким образом служа только нескольким избранным фермерам; это просто увеличит разрыв между богатыми и бедными в сельскохозяйственном секторе. Еще одна важная проблема, выявленная в отношении мейнстриминга и внедрения CEA, — относительное отсутствие технических ноу-хау для эксплуатации и обслуживания систем CEA. Большинство нигерийских фермеров плохо оснащены необходимым обучением и адекватными знаниями относительно того, как лучше всего внедрять и управлять системами CEA. Этот дефицит знаний также препятствует возможностям расширения CEA и создает риски сбоев системы; проблема с критическими экономическими последствиями для фермеров, которые честно капитализировали эти технологии. Следовательно, существует необходимость в развитии человеческих ресурсов в области обучения наращиванию потенциала и передачи знаний от стран с успешным опытом CEA. С точки зрения продовольственной безопасности, можно утверждать, что фокус CEA на высокоценных культурах, хотя и является финансово эффективным, может не позволить стране удовлетворить свои потребности в продовольственной безопасности с точки зрения основных продовольственных культур [4]. Это наиболее применимо к таким культурам, как томаты, перец и салатные культуры, которые, хотя и являются питательными, не являются основными продуктами питания в Нигерии. Основные культуры, такие как рис, кукуруза и маниок, имеют низкие рыночные цены и, следовательно, плохую товарность в системе CEA; поэтому ясно, что традиционные и технологически интенсивные системы земледелия всегда останутся актуальными в обеспечении продовольственных потребностей населения. Таким образом, хотя CEA имеет потенциал поддерживать и дополнять сельскохозяйственную отрасль Нигерии через постоянное и эффективное производство свежей продукции, оно никоим образом не может заменить традиционное земледелие как адекватное решение проблем отсутствия продовольственной безопасности в стране. Следовательно, политика CEA, возможно, должна быть сосредоточена на доступности высокоценных культур в Нигерии и уменьшении зависимости от импортируемых продуктов питания за счет увеличения их производства.

Уместно отметить, что будущее CEA в Нигерии в значительной степени будет зависеть от политики и структур, которые будут созданы для поддержки программ CEA. Наиболее распространенной ограничивающей проблемой является недоступность государственной поддержки, субсидий и политики для продвижения технологий CEA в общее пользование. Это связано с тем, что инновационная политика правительства может быть эффективной в содействии расширению CEA [5], а среда, правительство и политика Нигерии все еще в значительной степени нуждаются в этих областях. Аналогично, существует потребность в большем количестве государственно-частных партнерств для поддержки CEA, поскольку такие партнерства могут помочь поддержать CEA как экономически, так и в технологиях, а также помочь обеспечить фермеров необходимым обучением и поддержкой. Например, технологические партнерства между правительством и частным сектором вместе с партнерами по развитию могут способствовать снижению затрат на системы CEA, поощряя использование технологий местного производства. Этот подход был эффективен в Кении, где НПО и международные доноры пригодились для поддержки развития CEA в городских районах [5]. Следовательно, помимо денежной мотивации, инфраструктура Нигерии, особенно в энергетическом и водном секторах, должна быть улучшена, чтобы обеспечить успех CEA. Важно, что ограничение нестабильного электроснабжения в большинстве частей Нигерии остается серьезной проблемой для фермеров, которые преследуют систему CEA, зависящую от постоянного регулирования климатических условий. Решение этой проблемы, следовательно, потребует как модернизации инфраструктуры энергосистем в различных странах, так и включения решений по возобновляемой энергии, особенно солнечной энергии, в системы CEA. Более того, инфраструктура водоснабжения потребует модернизации, чтобы приспособиться к росту CEA, где в будущем ожидается более острая нехватка воды. Хотя системы CEA потребляют только около 10% количества воды, используемой в традиционном сельском хозяйстве, системы все еще требуют надлежащих поставок воды для правильной работы. Перспективы инвестиций в хранение воды, рециркуляцию и успешное внедрение CEA в Нигерии, таким образом, должны быть привязаны к эволюции конкретной политики и структур. Эти барьеры, следовательно, призывают к стремлению принять государственно-частные партнерства, учесть государственные стимулы и инвестировать в энергетическую и водную инфраструктуру.

Хотя практики CEA, такие как теплицы и вертикальное земледелие, привлекают внимание во всем мире, существует ограниченное исследование их применения в рамках нигерийского сельскохозяйственного сектора. Существующие исследования в основном сосредоточены на общих технологиях CEA, не затрагивая то, как эти практики внедряются в уникальных городских и климатических контекстах Нигерии. Кроме того, жизнеспособность CEA для городского сельского хозяйства в нигерийских городах, где ограничения инфраструктуры и ресурсов отличаются от более развитых регионов, остается недостаточно изученной. Более того, существует значительный пробел в экономическом анализе систем CEA в Нигерии. Хотя исследователи признают потенциальные преимущества CEA, отсутствуют комплексные исследования, оценивающие экономическую эффективность и экономическую устойчивость этих систем в городских условиях Нигерии. Это включает понимание первоначальных инвестиций, операционных затрат и долгосрочной финансовой жизнеспособности как для мелких фермеров, так и для коммерческих операторов.

Другие ограничения для изучения и применения CEA в Нигерии включают отсутствие контекстно-специфических данных об использовании ресурсов, таких как потребности в воде и энергии, и о том, как они согласуются с пропускной способностью инфраструктуры Нигерии. Например, в то время как существующие исследования, такие как проведенное в Соединенных Штатах, указали, что гидропоника имеет высокие потребности в энергии по сравнению с традиционным земледелием [90], это поднимает вопросы о том, как такие системы могут быть адаптированы к ненадежной энергосистеме Нигерии. В то время как высокая урожайность и прибыльность, очевидные из вертикальных ферм и салата, выращенного в теплицах, в развитых странах [18], масштабируемость и адаптируемость к социально-экономическим и культурным контекстам Нигерии не рассматривались. Настоящее исследование также ограничено зависимостью от вторичных данных и отсутствием полевых исследований. Отсутствие пилотных проектов в Нигерии ограничивает возможность проверки результатов из других регионов и адаптации этих практик CEA к местным условиям. Более того, социально-экономические факторы, такие как принятие фермерами новых технологий и готовность городского потребительского населения платить премию за продукцию, выращенную CEA, не изучались.

Будущие исследования должны изучить пилотные проекты CEA в Нигерии, сосредоточившись на экономической эффективности, масштабируемости город-село и социокультурных барьерах для внедрения. Это будет включать экспериментальные исследования производительности систем CEA в различных климатических условиях в Нигерии, определение прибыльности для различных высокоценных культур и т.д. Партнерства между академическими кругами, государственными учреждениями и частным сектором должны быть ориентированы на местные исследования, связанные с интеграцией возобновляемой энергии, эффективного использования ресурсов и разработки сайт-специфических финансовых моделей для внедрения системы CEA. Более того, исследования, направленные на понимание потенциала гибридных систем CEA, которые включают элементы традиционного земледелия, могут быть одним из ключей к преодолению барьеров, стоящих перед мелкими фермерами.

В Нигерии необходимо субсидировать сельское хозяйство со стороны государственных и неправительственных учреждений, особенно для мелких землевладельцев, которые являются движущей силой нигерийского сельскохозяйственного сектора. Это может быть в форме государственных стимулов, дешевых кредитных денежных субсидий или скидок, которые направлены на внедрение технологии CEA. Это будет включать партнерства для помощи в уравнении финансирования, чтобы помочь мелким фермерам, которые в противном случае не могли бы позволить себе высокую стоимость создания системы CEA, получить доступ к необходимым ресурсам. Например, необходимо внедрение политических рамок, включающих государственные субсидии и государственно-частные партнерства. Субсидии могут быть направлены на снижение капитальных затрат на оборудование за счет предоставления налоговых льгот фермерам, переходящим на системы CEA. Правительство должно в равной степени создать оборотный фонд для мелких фермеров, который предоставляет кредиты с низкой процентной ставкой для проектов, связанных с CEA. Аналогично, необходимы инвестиции в инфраструктурные разработки, которые могут поддерживать стабильное и устойчивое обеспечение электроэнергией, поскольку системы CEA зависят от электричества для максимизации их производительности. Таким образом, стратегии диверсификации энергии, включающие солнечную и ветровую энергию, должны быть интегрированы в системы CEA в момент зарождения. Правительство также может разработать программы грантов или кредитов на возобновляемую энергию, которые могли бы стимулировать фермеров интегрировать солнечную или ветровую энергию в свою сельскохозяйственную практику. Интеграция этих возобновляемых источников энергии в CEA не только сделает операции более стабильными, но и минимизирует воздействие сельскохозяйственных практик на окружающую среду таким образом, который согласуется с целями устойчивого развития Нигерии и мира.

В дополнение, программы повышения потенциала и образования как на уровне низового, так и на институциональном уровне необходимы для обеспечения широкого внедрения и применения CEA. Следует создавать полевые школы и учебные центры на базе сообществ, чтобы обучать фермеров тому, как эксплуатировать и обслуживать системы CEA. Фермерские кооперативы также могут быть поддержаны для объединения ресурсов с целью совместного использования инфраструктуры CEA для снижения индивидуальных затрат при максимизации использования ресурсов. Через эти кооперативы фермеры могут обмениваться знаниями и совместно выходить на рынок с высокоценными культурами. С помощью этих объектов фермеры, а также сельскохозяйственные рабочие могут пройти обучение по эксплуатации и обслуживанию систем CEA, что облегчит внедрение и оптимальную производительность, а также создаст рабочие места для людей в городских и пригородных условиях, особенно для молодежи, и сделает сельское хозяйство жизнеспособным вариантом карьеры для всех.

Частный сектор, включая финансовые учреждения и агротехнологические компании, также играет решающую роль. Банки и микрофинансовые учреждения могли бы разработать специальные финансовые продукты, такие как кредиты или схемы страхования, связанные с CEA, которые снизят финансовые риски для фермеров. Дополнительно, партнерства между поставщиками технологий и фермерами могут внедрить варианты лизинга, которые снижают первоначальную стоимость внедрения систем CEA. Агробизнес-компании могут инвестировать в модели «плати по мере роста» для инфраструктуры CEA, посредством чего фермеры могут платить в рассрочку с полученными урожаями. Помимо этого, важно, чтобы частные инвесторы участвовали в финансировании демонстрационных проектов, показывающих прибыльность CEA в Нигерии. Такие инвестиции в демонстрационные проекты должны быть сосредоточены на высокоценных культурах, которые затем будут работать как пилот для более широкого масштабирования по всей стране.

Наконец, полевые испытания и исследования должны проводиться совместно правительством, частным сектором и академическими учреждениями для оценки социально-экономических последствий внедрения CEA, предоставляя ценные данные для информирования будущей политики и стратегий.

Контролируемое земледелие (CEA) обещает многое в сельскохозяйственном секторе Нигерии из-за отсутствия продовольственной безопасности, экологических проблем и чрезмерной зависимости страны от традиционных методов ведения сельского хозяйства, которые будет трудно практиковать из-за последствий изменения климата. Гидропоника, вертикальное земледелие и теплицы, связанные с CEA, имеют многочисленные преимущества: высокая урожайность, эффективность использования воды (ER) и непрерывное производство. Однако существуют экономические, социальные и инфраструктурные критические барьеры, ограничивающие распространение и внедрение CEA. Высокие первоначальные затраты систем CEA в сочетании с недоступностью дешевого кредита для их финансирования до сих пор являются самыми большими проблемами, хотя они затрагивают в основном мелких фермеров. Эти разработки оставляют CEA по-прежнему дорогой, высокоцентрализованной технологией, которая будет продолжать обслуживать только крупных коммерческих фермеров и предпринимателей без какой-либо формы государственных субсидий, политики или любой другой поддержки. При том, что сельскохозяйственный сектор составляет около 22–25% ВВП Нигерии и необходимости улучшения экспортной экономики страны, существует согласованная необходимость увеличения сельскохозяйственной урожайности в стране с использованием нетрадиционных подходов, включая CEA. Для оптимального внедрения CEA необходимо улучшение энергетической инфраструктуры, поскольку системы CEA зависят от источников питания, которые очень нестабильны в нигерийском контексте. С социальной точки зрения, CEA имеет потенциальную выгоду создания возможностей для трудоустройства, особенно для молодого поколения, заинтересованного в агробизнесе. Однако может возникнуть проблема «победитель получает все», поскольку не каждый фермер мог бы воспользоваться этими технологиями CEA. Более того, организационный фокус CEA на высокоценных культурах вызывает сомнения в его способности удовлетворить потребности в основных продовольственных культурах и целостных потребностях в продовольственной безопасности. В целом, применение CEA может принести несколько положительных изменений в нигерийский сельскохозяйственный сектор, если несколько финансовых, технических и политических проблем будут решены. Чтобы обеспечить устойчивость CEA и выгод, возникающих из него, целевые государственные вмешательства, инвестиции в CEA и наращивание потенциала имеют решающее значение и должны быть сопоставлены по всей сельскохозяйственной сфере Нигерии. Будущие исследования должны быть сосредоточены на оценке экономической эффективности и экономической устойчивости CEA в городских и сельских условиях Нигерии, чтобы увеличить понимание первоначальной инвестиционной стоимости, операционных затрат и долгосрочной финансовой жизнеспособности как для мелких фермеров, так и для коммерческих операторов.

1.    Adepoju, O.; Esan, O.; Akinyomi, O. Food security in Nigeria: Enhancing workers’ productivity in precision agriculture. J. Digit. Food Energy Water Syst. 2022, 3, 13–27. [Google Scholar] [CrossRef]

2.    Adebayo, P.F.; Ojo, E.O. Food security in Nigeria: An overview. Eur. J. Sustain. Dev. 2012, 1, 199. [Google Scholar] [CrossRef]

3.    Ozor, N.; Nwobodo, C.; Baiyeri, P.; Enete, A. Controlled environment agriculture in Africa: Benefits, challenges and the political economy. Agric. Dev. 2018, 34, 38. [Google Scholar]

4.    Ayinde, T.B.; Nicholson, C.F.; Ahmed, B. A Review of Controlled Environment Agriculture (CEA) Vegetable Production in Africa with Emphasis on Tomatoes, Onions and Cabbage. In Climate Smart Greenhouses-Innovations and Impacts; IntechOpen: London, UK, 2024. [Google Scholar]

5.    Halliday, J.; Kaufmann, R.V.; Herath, K. An Assessment of Controlled Environment Agriculture (CEA) in Low-and Lower-Middle Income Countries in Asia and Africa, and Its Potential Contribution to Sustainable Development; Commission on Sustainable Agriculture Intensification: Colombo, Sri Lanka, 2021. [Google Scholar]

6.    Al-Kodmany, K. The Vertical Farm: A Review of Developments and Implications for the Vertical City. Buildings 2018, 8, 24. [Google Scholar] [CrossRef]

7.    Marvin, S.; Rickards, L.; Rutherford, J. The urbanisation of controlled environment agriculture: Why does it matter for urban studies? Urban Stud. 2024, 61, 1430–1450. [Google Scholar] [CrossRef]

8.    Gashu, D.; Demment, M.W.; Stoecker, B.J. Challenges and opportunities to the African agriculture and food systems. Afr. J. Food Agric. Nutr. Dev. 2019, 19, 14190–14217. [Google Scholar] [CrossRef]

9.    FAO; UNICEF; WFP; WHO. The State of Food Security and Nutrition in the World. 2023. Available online: https://openknowledge.fao.org/handle/20.500.14283/cc3017en (accessed on 10 November 2024).

10. Olorunfemi, S.O. Factors impeding food security in Akutupa-Kiri, Nigeria. Sch. Int. J. Manag. Dev. 2018, 5, 121–131. [Google Scholar]

11. Mertz, O.; Halsnæs, K.; Olesen, J.E.; Rasmussen, K. Adaptation to climate change in developing countries. Environ. Manag. 2009, 43, 743–752. [Google Scholar] [CrossRef]

12. NASA. Global Climate Change: Vital Signs of the Planet. 2020. Available online: https://climate.nasa.gov/ (accessed on 15 September 2020).

13. Senkus, P.; Mlodkowski, B.; Major, M.; Kopera, J. The Challenges for Nigerian Agriculture in 21-st Century. 2016. Available online: https://www.slideshare.net/slideshow/the-challenges-for-nigerian-agriculture-in-21st-century/70414927#15 (accessed on 19 September 2024).

14. Statista. For instance, Nigeria Spent $2.85 Billion Dollars on the Importation of. 2023. Available online: https://www.statista.com/statistics/1359478/import-value-of-food-in-nigeria-by-category/#:~:text=In%202021%2C%20some%20nine%20billion,roughly%202.47%20billion%20U.S.%20dollars (accessed on 10 November 2024).

15. Macwan, J.; Pandya, D.; Pandya, H.; Mankad, A. Review on soilless method of cultivation: Hydroponics. Int. J. Recent Sci. Res. 2020, 11, 37122–37127. [Google Scholar]

16. Lakhiar, I.A.; Gao, J.; Syed, T.N.; Chandio, F.A.; Buttar, N.A. Modern plant cultivation technologies in agriculture under controlled environment: A review on aeroponics. J. Plant Interact. 2018, 13, 338–352. [Google Scholar] [CrossRef]

17. Choab, N.; Allouhi, A.; El Maakoul, A.; Kousksou, T.; Saadeddine, S.; Jamil, A. Review on greenhouse microclimate and application: Design parameters, thermal modeling and simulation, climate controlling technologies. Sol. Energy 2019, 191, 109–137. [Google Scholar] [CrossRef]

18. Eaves, J.; Eaves, S. Comparing the Profitability of a Greenhouse to a Vertical Farm in Quebec. Can. J. Agric. Econ. Rev. Can. D’agroeconomie 2018, 66, 43–54. [Google Scholar] [CrossRef]

19. Ragaveena, S.; Shirly Edward, A.; Surendran, U. Smart controlled environment agriculture methods: A holistic review. Rev. Environ. Sci. Bio Technol. 2021, 20, 887–913. [Google Scholar] [CrossRef]

20. Olabinjo, O.; Opatola, S. Agriculture: A Pathway to Create a Sustainable Economy. Turk. J. Agric. Eng. Res. 2023, 4, 317–326. [Google Scholar] [CrossRef]

21. Wright, H.C.; Fountain, L.; Moschopoulos, A.; Ryan, A.J.; Daniell, T.J.; Cullen, D.C.; Shaughnessy, B.; Cameron, D.D. Space controlled environment agriculture offers pathways to improve the sustainability of controlled environmental agriculture on Earth. Nat. Food 2023, 4, 648–653. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

22. Bouri, M.; Arslan, K.S.; Şahin, F. Climate-smart pest management in sustainable agriculture: Promises and challenges. Sustainability 2023, 15, 4592. [Google Scholar] [CrossRef]

23. Thamarai, P.; Deivayanai, V.; Saravanan, A.; Vickram, A.; Yaashikaa, P. Carbon mitigation in agriculture: Pioneering technologies for a sustainable food system. Trends Food Sci. Technol. 2024, 147, 104477. [Google Scholar] [CrossRef]

24. Gan, C.I.; Soukoutou, R.; Conroy, D.M. Sustainability framing of controlled environment agriculture and consumer perceptions: A review. Sustainability 2022, 15, 304. [Google Scholar] [CrossRef]

25. Atop_Lighting. What Is CEA in Agriculture. 2024. Available online: https://www.atophort.com/news/what-is-cea-in-agriculture.html (accessed on 2 December 2024).

26. Lighting, A. Global Vertical Farming Market Opportunities and Forcasts 2019–2026. 2024. Available online: https://www.atophort.com/news/global-vertical-farming-market-opportunities-and-forcasts-2019-2026.html (accessed on 10 October 2024).

27. Shamshiri, R.; Kalantari, F.; Ting, K.; Thorp, K.R.; Hameed, I.A.; Weltzien, C.; Ahmad, D.; Shad, Z.M. Advances in greenhouse automation and controlled environment agriculture: A transition to plant factories and urban agriculture. Int. J. Agric. Biol. Eng. 2018, 11, 1–22. [Google Scholar] [CrossRef]

28. Paucek, I.; Durante, E.; Pennisi, G.; Quaini, S.; Gianquinto, G.; Orsini, F. A methodological tool for sustainability and feasibility assessment of indoor vertical farming with artificial lighting in Africa. Sci. Rep. 2023, 13, 2109. [Google Scholar] [CrossRef]

29. Thompson, E. Helping the Greenhouse Industry Reuse and Repurpose Their Waste. 2023. Available online: https://www.uoguelph.ca/ceps/news/2023/04/helping-greenhouse-industry-reuse-and-repurpose-their-waste (accessed on 19 September 2024).

30. Onyeaka, H.; Anumudu, C.K.; Okolo, C.A.; Anyogu, A.; Odeyemi, O.; Bassey, A.P. A review of the top 100 most cited papers on food safety. Qual. Assur. Saf. Crops Foods 2022, 14, 91–104. [Google Scholar] [CrossRef]

31. Onyeaka, H.; Anumudu, C.; Miri, T.; Ahmad, N. A bibliometric analysis of research trends on the microbiological safety of low-moisture foods. Food Res. 2024, 8, 467–488. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

32. Anumudu, C.K.; Omoregbe, O.; Hart, A.; Miri, T.; Eze, U.A.; Onyeaka, H. Applications of bacteriocins of lactic acid bacteria in biotechnology and food preservation: A bibliometric review. Open Microbiol. J. 2022, 16, 1–14. [Google Scholar] [CrossRef]

33. Engler, N.; Krarti, M. Review of energy efficiency in controlled environment agriculture. Renew. Sustain. Energy Rev. 2021, 141, 110786. [Google Scholar] [CrossRef]

34. Marsden, E.; Morgan-Short, K.; Thompson, S.; Abugaber, D. Replication in second language research: Narrative and systematic reviews and recommendations for the field. Lang. Learn. 2018, 68, 321–391. [Google Scholar] [CrossRef]

35. Wato, T.; Amare, M.; Bonga, E.; Demand, B.; Coalition, B. The agricultural water pollution and its minimization strategies—A review. J. Resour. Dev. Manag 2020, 64, 10–22. [Google Scholar]

36. Song, Z.; Zhang, T.; Yu, W.; Shen, D.; Wang, W. China’s Water Footprint on Urban and Rural Food Consumption: A Spatial–Temporal Evolution and Its Driving Factors Analysis from 2000 to 2020. Water 2024, 16, 247. [Google Scholar] [CrossRef]

37. Benjamin, E.O.; Tzemi, D.; Fialho, D.S. Sustainable Urban Farming in Sub-Saharan Africa: A Review of a Coupled Single-Loop Aquaponics System in Nigeria. Food Sci. Technol. 2021. preprint. [Google Scholar] [CrossRef]

38. Cowan, N.; Ferrier, L.; Spears, B.; Drewer, J.; Reay, D.; Skiba, U. CEA systems: The means to achieve future food security and environmental sustainability? Front. Sustain. Food Syst. 2022, 6, 891256. [Google Scholar] [CrossRef]

39. Adebayo, J.A.; Worth, S.H. Profile of women in african agriculture and access to extension services. Soc. Sci. Humanit. Open 2024, 9, 100790. [Google Scholar] [CrossRef]

40. Sauer, M.; Volarević, J.; Meyn, A.; Serhati, J. Research Project: Sustainable and Socially Acceptable Labour Migration Management; University of Bonn-Rhein-Sieg: Sankt Augustin, Germany, 2023. [Google Scholar]

41. Luo, J.; Li, B.; Leung, C. A survey of computer vision technologies in urban and controlled-environment agriculture. ACM Comput. Surv. 2023, 56, 1–39. [Google Scholar] [CrossRef]

42. Asadu, C.L. Analytical overview of agricultural conditions in Nigeria. Agro-Science 2015, 14, 1–17. [Google Scholar] [CrossRef]

43. Oni, A.O. Arterial Road Network and Commercial Property Values in Ikeja, Nigeria. Ph.D. Thesis, Department of Estate Management, Covenant University, Ota, Nigeria, 2009. Unpublished. [Google Scholar]

44. Despommier, D. The vertical farm: Controlled environment agriculture carried out in tall buildings would create greater food safety and security for large urban populations. J. Verbraucherschutz Leb. 2011, 6, 233–236. [Google Scholar] [CrossRef]

45. Cıceklı, M.; Barlas, N. Transformation of today greenhouses into high-technology vertical farming systems for metropolitan regions. J. Environ. Prot. Ecol. 2014, 15, 1066–1073. [Google Scholar]

46. Cilliers, J. The Future of Africa: Challenges and Opportunities; Springer Nature: Berlin/Heidelberg, Germany, 2021. [Google Scholar]

47. Olomola, T.O.; Mphahlele, M.J.; Gildenhuys, S. Benzofuran-selenadiazole hybrids as novel α-glucosidase and cyclooxygenase-2 inhibitors with antioxidant and cytotoxic properties. Bioorg. Chem. 2020, 100, 103945. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

48. Chatellier, V. International trade in animal products and the place of the European Union: Main trends over the last 20 years. Animal 2021, 15, 100289. [Google Scholar] [CrossRef]

49. Administration, I.T. Nigeria—Country Commercial Guide. 2023. Available online: https://www.trade.gov/country-commercial-guides/nigeria-agriculture-sector (accessed on 10 October 2024).

50. Oyaniran, T. Current state of Nigeria agriculture and agribusiness sector. In Proceedings of the AfCFTA Workshop, Virtual, 4 December 2020; Available online: https://www.pwc.com/ng/en/assets/pdf/afcfta-agribusiness-current-state-nigeria-agriculture-sector.pdf (accessed on 10 October 2024).

51. Hermans, K.; McLeman, R. Climate change, drought, land degradation and migration: Exploring the linkages. Curr. Opin. Environ. Sustain. 2021, 50, 236–244. [Google Scholar] [CrossRef]

52. Tsokar, D. Nigeria at a glance|FAO in Nigeria|Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2022. Available online: https://www.fao.org/nigeria/fao-in-nigeria/nigeria-at-a-glance/en/ (accessed on 19 October 2024).

53. Baiyeri, P.K.; Ugese, F.D.; Obalum, S.E.; Nwobodo, C.E. Agricultural Waste Management for Horticulture Revolution in Sub-Saharan Africa; CABI Reviews: Wallingford, UK, 2020. [Google Scholar]

54. Bosompem, M. Prospects and Challenges of Precision Agriculture in Cocoa Production in Ghana. Ph.D. Thesis, University of Cape Coast Institutional Repository, Cape Coast, Ghana, 2015. [Google Scholar]

55. Yigezu Wendimu, G. The challenges and prospects of Ethiopian agriculture. Cogent Food Agric. 2021, 7, 1923619. [Google Scholar] [CrossRef]

56. Eneh, O.C. Managing Nigeria’s environment: The unresolved issues. J. Environ. Sci. Technol. 2011, 4, 250–263. [Google Scholar] [CrossRef]

57. Olagunju, A.; Appiah, D.O.; Cavalcanti, P.M.P.S.; Durning, B.; González, J.C.T.; MacLean, J.; Morgan, R.; Nelson, R. Cumulative effects assessment requirements in selected developed and developing countries. In Handbook of Cumulative Impact Assessment; Edward Elgar Publishing: Cheltenham, UK, 2021; pp. 21–42. [Google Scholar]

58. Omorogiuwa, O.; Zivkovic, J.; Ademoh, F. The role of agriculture in the economic development of Nigeria. Eur. Sci. J. 2014, 10, 133–147. [Google Scholar]

59. Suberu, O.; Ajala, O.; Akande, M.; Olure-Bank, A. Diversification of the Nigerian economy towards a sustainable growth and economic development. Int. J. Econ. Financ. Manag. Sci. 2015, 3, 107–114. [Google Scholar]

60. Hjorth, M.; Hodges Dexner, J. State of the Controlled Environment Agriculture Market A Qualitative Evaluation of Market Development and Operating Actors’ Needs. Master’s Thesis, Department of Technology Management and Economics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2023. [Google Scholar]

61. Håkansson, H.; Henders, B. International co-operative relationships in technological development. In Managing Networks in International Business; Routledge: Abingdon, UK, 2014; pp. 32–46. [Google Scholar]

62. International Food Policy Research Institute. Food Systems for Healthy Diets and Nutrition; International Food Policy Research Institute: Washington, DC, USA, 2024. [Google Scholar]

63. Adegbeye, M.; Reddy, P.R.K.; Obaisi, A.; Elghandour, M.; Oyebamiji, K.; Salem, A.; Morakinyo-Fasipe, O.; Cipriano-Salazar, M.; Camacho-Díaz, L. Sustainable agriculture options for production, greenhouse gasses and pollution alleviation, and nutrient recycling in emerging and transitional nations—An overview. J. Clean. Prod. 2020, 242, 118319. [Google Scholar] [CrossRef]

64. Baghalian, K.; Hajirezaei, M.-R.; Lawson, T. Current and future perspectives for controlled environment agriculture (CEA) in the 21st century. Front. Plant Sci. 2023, 14, 1334641. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

65. Ademola, T.O. Assessment of Rain-Fed and Irrigated Farming Systems of Sugarcane Production in Bauchi State, Nigeria. Matser’s Thesis, Department of Agricultural Extension and Rural Scociology, Federal University of Technology, Minna, Nigeria, 2021. [Google Scholar]

66. Kumar, A.; Trivedi, A.; Nandeha, N.; Patidar, G.; Choudhary, R.; Singh, D. A comprehensive analysis of technology in aeroponics: Presenting the adoption and integration of technology in sustainable agriculture practices. Int. J. Environ. Clim. Change 2024, 14, 872–882. [Google Scholar] [CrossRef]

67. BlueWeave_Consulting. Controlled-Environment Agriculture Market Size More Than Doubles to Cross USD 211 Billion by 2029. 2023. Available online: https://www.globenewswire.com/news-release/2023/06/27/2695525/0/en/Controlled-Environment-Agriculture-Market-Size-More-Than-Doubles-to-Cross-USD-211-Billion-by-2029-BlueWeave-Consulting.html (accessed on 2 December 2024).

68. Research, V.M. Global Controlled Environment Agriculture Market Size by Method (Hydroponic, Aeroponic), by Crop Type (Flower, Mushroom), by Geographic Scope and Forecast. 2024. Available online: https://www.verifiedmarketresearch.com/product/controlled-environment-agriculture-market (accessed on 19 September 2024).

69. Wilkinson, A.; Gerlach, C.; Karlsson, M.; Penn, H. Controlled environment agriculture and containerized food production in northern North America. J. Agric. Food Syst. Community Dev. 2021, 10, 127–142. [Google Scholar] [CrossRef]

70. Goodman, W.; Minner, J. Will the urban agricultural revolution be vertical and soilless? A case study of controlled environment agriculture in New York City. Land Use Policy 2019, 83, 160–173. [Google Scholar] [CrossRef]

71. Kassam, A.; Li, H.; Niino, Y.; Friedrich, T.; He, J.; Wang, X. Current status, prospect and policy and institutional support for conservation agriculture in the Asia-Pacific region. Int. J. Agric. Biol. Eng. 2014, 7, 1–13. [Google Scholar]

72. Otitoju, M.A.; Fidelis, E.S.; Otene, E.O.; Anigoro, D.O. Review of Climate Smart Agricultural Technologies Adoption and Use in Nigeria. Ecosyst. Serv. 2023, 13, 14. [Google Scholar] [CrossRef]

73. Ujah, O.; Eboh, E.; Nzeh, C.; Amaechi, C. Economic Implications of Climate Change Adaptation in Agriculture: Lessons and Challenges for Nigeria; African Institute for Applied Economics: Enugu, Nigeria, 2010. [Google Scholar]

74. Burbi, S.; Baines, R.N.; Conway, J.S. Achieving successful farmer engagement on greenhouse gas emission mitigation. Int. J. Agric. Sustain. 2016, 14, 466–483. [Google Scholar] [CrossRef]

75. Altieri, M.A.; Nicholls, C.I. Agroecology scaling up for food sovereignty and resiliency. Sustain. Agric. Rev. 2012, 11, 1–29. [Google Scholar]

76. Giller, K.; Witter, E.; Corbeels, M.; Tittonell, P.A. Conservation Agriculture and smallholder Farming in Africa: Heretics’ View. Field Crops Res. 2009, 114, 23–34. [Google Scholar] [CrossRef]

77. Orsini, F.; Kahane, R.; Nono-Womdim, R.; Gianquinto, G. Urban agriculture in the developing world: A review. Agron. Sustain. Dev. 2013, 33, 695–720. [Google Scholar] [CrossRef]

78. FAO; IFAD; WFP; WHO. The State of Food Security and Nutrition in the World 2017: Building Resilience for Peace and Food Security; Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO): Rome, Italy, 2017. [Google Scholar]

79. Rogers, E. Diffusion of Innovations, 5th ed.; Free Press: London, UK, 2003. [Google Scholar]

80. Glover, D.; Sumberg, J.; Ton, G.; Andersson, J.; Badstue, L. Rethinking technological change in smallholder agriculture. Outlook Agric. 2019, 48, 169–180. [Google Scholar] [CrossRef]

81. Matthews, J.R. Understanding indigenous innovation in rural West Africa: Challenges to diffusion of innovations theory and current social innovation practice. J. Hum. Dev. Capab. 2017, 18, 223–238. [Google Scholar] [CrossRef]

82. Niles, M.T.; Brown, M.; Dynes, R. Farmer’s intended and actual adoption of climate change mitigation and adaptation strategies. Clim. Change 2016, 135, 277–295. [Google Scholar] [CrossRef]

83. Mekoya, A.; Oosting, S.J.; Fernandez-Rivera, S.; Van der Zijpp, A.J. Farmers’ perceptions about exotic multipurpose fodder trees and constraints to their adoption. Agrofor. Syst. 2008, 73, 141–153. [Google Scholar] [CrossRef]

84. Silva, P. Davis’ technology acceptance model (TAM)(1989). In Information Seeking Behavior and Technology Adoption: Theories and Trends; IGI Global: Hershey, PA, USA, 2015; pp. 205–219. [Google Scholar]

85. Flett, R.; Alpass, F.; Humphries, S.; Massey, C.; Morriss, S.; Long, N. The technology acceptance model and use of technology in New Zealand dairy farming. Agric. Syst. 2004, 80, 199–211. [Google Scholar] [CrossRef]

86. Antwi-Agyei, P.; Dougill, A.J.; Stringer, L.C. Barriers to climate change adaptation: Evidence from northeast Ghana in the context of a systematic literature review. Clim. Dev. 2015, 7, 297–309. [Google Scholar] [CrossRef]

87. Long, T.B.; Blok, V.; Coninx, I. Barriers to the adoption and diffusion of technological innovations for climate-smart agriculture in Europe: Evidence from the Netherlands, France, Switzerland and Italy. J. Clean. Prod. 2016, 112, 9–21. [Google Scholar] [CrossRef]

88. Tarchiani, V.; Rossi, F.; Camacho, J.; Stefanski, R.; Mian, K.A.; Pokperlaar, D.S.; Coulibaly, H.; Sitta Adamou, A. Smallholder Farmers Facing Climate Change in West Africa: Decision-Making Between Innovation and Tradition 1. J. Innov. Econ. Manag. 2017, 24, 151–176. [Google Scholar] [CrossRef]

89. Armas, K.L.; Lorenzo, E.G.; Cruz, C.D. Financial Viability of Business Models For Engineered Vertical Hydroponics Systems For Sustainable Onion Production in The Philippines. J. Appl. Eng. Technol. Sci. (JAETS) 2023, 4, 864–872. [Google Scholar] [CrossRef]

90. Lages Barbosa, G.; Almeida Gadelha, F.D.; Kublik, N.; Proctor, A.; Reichelm, L.; Weissinger, E.; Wohlleb, G.M.; Halden, R.U. Comparison of land, water, and energy requirements of lettuce grown using hydroponic vs. conventional agricultural methods. Int. J. Environ. Res. Public Health 2015, 12, 6879–6891. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

91. Benke, K.; Tomkins, B. Future food-production systems: Vertical farming and controlled-environment agriculture. Sustain. Sci. Pract. Policy 2017, 13, 13–26. [Google Scholar] [CrossRef]

92. Adekunle, I.O. Precision agriculture: Applicability and opportunities for Nigerian agriculture. Middle East J. Sci. Res. 2013, 13, 1230–1237. [Google Scholar]

93. Tan, D.M.Y.; Ng, W.; Chua, H.S.; Thing Thing, G.; Law, F. Exploring the Global Hydroponic Cultivation System: Current and Future Perspectives. In Proceedings of the International Conference on Mechanical, Manufacturing and process Plant Engineering, Batu Ferringhi, Malaysia, 22–23 November 2017; pp. 26–41. [Google Scholar]

94. Abubakar, I.; Dalglish, S.L.; Angell, B.; Sanuade, O.; Abimbola, S.; Adamu, A.L.; Adetifa, I.M.; Colbourn, T.; Ogunlesi, A.O.; Onwujekwe, O. The Lancet Nigeria Commission: Investing in health and the future of the nation. Lancet 2022, 399, 1155–1200. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

95. Gómez, C.; Currey, C.J.; Dickson, R.W.; Kim, H.-J.; Hernández, R.; Sabeh, N.C.; Raudales, R.E.; Brumfield, R.G.; Laury-Shaw, A.; Wilke, A.K. Controlled environment food production for urban agriculture. HortScience 2019, 54, 1448–1458. [Google Scholar] [CrossRef]

96. Kumara, S.K.; Weerakkody, R.; Epasinghe, S. Viability of Controlled Environmental Agriculture for Vegetable Farmers in Sri Lanka; Hector Kobbekaduwa Agrarian Research and Training Institute: Wijerama Mawatha, Sri Lanka, 2015. [Google Scholar]

Nwanojuo MA, Anumudu CK, Onyeaka H. Impact of Controlled Environment Agriculture (CEA) in Nigeria, a Review of the Future of Farming in Africa. Agriculture. 2025; 15(2):117. https://doi.org/10.3390/agriculture15020117

Перевод статьи « Impact of Controlled Environment Agriculture (CEA) in Nigeria, a Review of the Future of Farming in Africa» авторов Nwanojuo MA, Anumudu CK, Onyeaka H., оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык

Фото: freepik