美國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展仍處于試驗(yàn)階段

 　　設(shè)施農(nóng)業(yè)是一種先進(jìn)、集約化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，以無土栽培為基礎(chǔ)，植物在一個(gè)可調(diào)控的環(huán)境中(溫室)生長(zhǎng)，在程度上優(yōu)化生產(chǎn)。從事設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要化學(xué)知識(shí)、園藝學(xué)知識(shí)、工程知識(shí)、植物生理學(xué)知識(shí)、計(jì)算機(jī)和昆蟲學(xué)知識(shí)等完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，這也是一個(gè)資金、技術(shù)門檻很高的行業(yè)。因此美國從事設(shè)施農(nóng)業(yè)研究和實(shí)踐已經(jīng)有四十多年歷史，但是除了為數(shù)不多的大公司經(jīng)營比較成功，小生產(chǎn)者很少涉足，這里既有資金、技術(shù)的考慮，更有成本核算。
●美國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代至90年代，美國航空航天局在肯尼迪空間中心進(jìn)行室內(nèi)植物養(yǎng)殖研究，提供現(xiàn)代化的環(huán)境調(diào)控和蔬菜作物生產(chǎn)檢測(cè)技術(shù)。美國航空航天局的植物研究證明，溫室蔬菜作物的營養(yǎng)價(jià)值甚至高于田間蔬菜作物。設(shè)施農(nóng)業(yè)研究人員也特別提到，利用設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)作物的營養(yǎng)成分有所增加。
1999年，康奈爾大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目在紐約州伊薩卡一個(gè)具備商業(yè)規(guī)模的生菜生產(chǎn)基地破土動(dòng)工。該基地每天生產(chǎn)1245頭高品質(zhì)生菜，開始了從設(shè)施農(nóng)業(yè)研究向商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。
當(dāng)前全球無土栽培生產(chǎn)面積超過5萬英畝，其中約1200英畝在美國，主要集中在加利福尼亞州、亞利桑那州、德克薩斯州以及科羅拉多河流域。美國無土栽培種植的主要植物是西紅柿、黃瓜、辣椒和生菜。
美國科學(xué)家認(rèn)為，由于有大規(guī)模生產(chǎn)和配送的要求，設(shè)施農(nóng)業(yè)不適用于玉米和大豆等基本糧食的生產(chǎn)。此外，能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的作物，如胡蘿卜和土豆，也不是室內(nèi)無土栽培的好選擇。
考慮到設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)技術(shù)、資金的要求，美國科學(xué)家不鼓勵(lì)小企業(yè)從事設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也不鼓勵(lì)人們從事立體種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖種植和倉儲(chǔ)種植。立體種植在提供輔助照明和進(jìn)行其他環(huán)境調(diào)控時(shí)能源消耗量巨大，環(huán)境成本高昂。水產(chǎn)養(yǎng)殖種植是水產(chǎn)養(yǎng)殖(生產(chǎn)魚供人類食用)和植物栽培(利用魚的排泄物作養(yǎng)料來種植植物)的組合體，是一個(gè)非常復(fù)雜的工程，面臨許多挑戰(zhàn)，盈利十分不易。將倉庫改建成植物工廠的做法不是不可行，但是在此環(huán)境下生產(chǎn)一頭生菜的能源消耗量驚人，生產(chǎn)者無法獲利。
●美國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程
在美國，從事設(shè)施農(nóng)業(yè)僅需要經(jīng)營者擁有農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)許可證，不需要其他額外許可證明。如果選擇從事水產(chǎn)養(yǎng)殖栽培的方法生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品，那么經(jīng)營者額外需要一份魚塘生產(chǎn)許可證。在伊利諾伊州，該許可證的花費(fèi)不到100美元。
由于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其水產(chǎn)養(yǎng)殖種植業(yè)是一個(gè)新產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)者沒有多少現(xiàn)有模式可向銀行展示以獲得貸款。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的障礙一直是資金問題。通常情況是：創(chuàng)辦一家農(nóng)場(chǎng)要花一大筆錢，但是創(chuàng)辦一家室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)的花費(fèi)更大。
如此，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者只能向政府申請(qǐng)貸款。美國政府沒有專門針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的補(bǔ)貼和貸款，但提供農(nóng)業(yè)貸款。美國農(nóng)業(yè)部下屬的農(nóng)業(yè)服務(wù)局給不能從銀行、農(nóng)場(chǎng)信用系統(tǒng)機(jī)構(gòu)和其他機(jī)構(gòu)獲得商業(yè)貸款的農(nóng)戶和牧主提供直接、有保障的農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營和物業(yè)貸款。農(nóng)業(yè)服務(wù)局提供的貸款可以用于購買土地、牲畜、設(shè)備、飼料、種子和生活用品。貸款也可以用來建設(shè)房屋或者改善農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)條件。
由于設(shè)施農(nóng)業(yè)種植的主要是水果和蔬菜，生產(chǎn)者也可以申請(qǐng)美國農(nóng)業(yè)部提供的特殊作物補(bǔ)貼，以提高特殊作物如水果、蔬菜、堅(jiān)果、干果和作物育種(包括花草栽培)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者通常通過加入保險(xiǎn)來控制經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者也不例外。由于沒有任何政策支持，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)完全通過市場(chǎng)規(guī)律來決定存亡，這可能也是美國不鼓勵(lì)財(cái)力不足的小生產(chǎn)商涉足其中的主要原因之一。
●美國發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)前景展望
美國對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究時(shí)間早，研究深入，從事設(shè)施農(nóng)業(yè)研究的機(jī)構(gòu)至少有12家。其中，最有名的是康奈爾大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站。這些機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)和成本進(jìn)行了細(xì)致的研究。
設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)有幾個(gè)方面：
，縮短作物生長(zhǎng)時(shí)間的同時(shí)，極大地提高了作物的產(chǎn)量。溫室栽培技術(shù)賦予生產(chǎn)者前所未有的能力來控制作物的生長(zhǎng)。用這種生產(chǎn)方法，種植者一年四季都可以生產(chǎn)作物。設(shè)施農(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的不同是：種植者對(duì)作物的控制程度不同。通過綜合使用先進(jìn)計(jì)算機(jī)控制、感應(yīng)設(shè)施和分析設(shè)備，生產(chǎn)者能在改變作物生長(zhǎng)環(huán)境但是不修改作物基因的條件下改變作物的味道，提高作物的產(chǎn)量。溫室種植作物的產(chǎn)量比田間種植產(chǎn)量能高出10倍。以生菜種植為例，生產(chǎn)者能夠把田間種植需90天的生長(zhǎng)周期在調(diào)控環(huán)境條件下減少至30天。
第二，提高能源資源利用效率。設(shè)施農(nóng)業(yè)的水資源利用效率很高，作物生長(zhǎng)用水量被減至。同傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，設(shè)施農(nóng)業(yè)依據(jù)種植作物的種類不同，節(jié)水程度可以達(dá)到70%至99%。生菜生長(zhǎng)通常需要大量水，田間種植一頭生菜需要120加侖水(1加侖約合3.8升)，而利用控制環(huán)境技術(shù)僅需不到1加侖水，即不到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量的1%。
第三，產(chǎn)品有保障。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)一、、環(huán)保，設(shè)施農(nóng)業(yè)了所有同土壤有關(guān)的植物病蟲害，也不需要再進(jìn)行除草劑和殺蟲劑噴灑。此外，溫室種植作物的施肥量?jī)H是田間施肥量的10%。同時(shí)，由于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)通?？拷蛘呔驮诔菂^(qū)，減少了新鮮農(nóng)產(chǎn)品因長(zhǎng)距離運(yùn)輸，損失產(chǎn)品品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn);程度降低了勞動(dòng)成本和運(yùn)輸成本。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品從品質(zhì)上來說具有一定不可替代性，所以“品質(zhì)”的產(chǎn)品價(jià)格也高。
第四，能有效利用現(xiàn)有商業(yè)空間或者新建筑。設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)省土地。當(dāng)今全球僅有四分之一的耕地可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。設(shè)施農(nóng)業(yè)中的設(shè)施可以建在城區(qū)，不占用農(nóng)田，并能在一個(gè)非常狹小的空間里生產(chǎn)出相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)產(chǎn)品。設(shè)施農(nóng)業(yè)最令人贊嘆的例子是，人們?cè)诩~約建筑的屋頂修建溫室種植蔬菜水果，完全不占用土地。
2012年，溫室蔬菜生產(chǎn)迎來了一個(gè)里程碑：全球溫室蔬菜生產(chǎn)面積超過100萬英畝?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，未來10年溫室建設(shè)將翻一番，商品化水果和蔬菜生產(chǎn)將實(shí)現(xiàn)一種模式轉(zhuǎn)換。
設(shè)施農(nóng)業(yè)成本方面，設(shè)施農(nóng)業(yè)的設(shè)施安裝費(fèi)用依據(jù)植物種類、無土栽培系統(tǒng)和安裝技術(shù)而有所不同。設(shè)施農(nóng)業(yè)最初的資金花費(fèi)高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)采暖、通風(fēng)、輔助照明等能源投入方面的要求很高，尤其是照明。以光電板為例，用光電板將太陽能轉(zhuǎn)化為電力，給溫室綠葉蔬菜植物提供輔助照明。根據(jù)科學(xué)家計(jì)算，1平方英尺種植面積需要3.4倍平方英尺的光電板來提供照明。
盡管前景誘人，但是設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)場(chǎng)目前在美國仍然處于試驗(yàn)階段。生產(chǎn)者從事設(shè)施農(nóng)業(yè)，必須接受污水排放、噪音、物流、照明等問題的考驗(yàn)，滿足一切相關(guān)法律的要求。同時(shí)，高素質(zhì)勞動(dòng)力供應(yīng)也是一個(gè)必備條件。
經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究和深度討論，科學(xué)家們認(rèn)為，范圍內(nèi)，設(shè)施農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)和園藝業(yè)下一步發(fā)展的必然目標(biāo)，未來幾十年里利用設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)新鮮蔬菜將成為農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。不管怎樣，設(shè)施農(nóng)業(yè)使在困難環(huán)境條件下生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品成為可能，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了積極影響。