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)，植物在一個可調(diào)控的環(huán)境中(溫室)生長，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、園藝學(xué)知識、工程知識、植物生理學(xué)知識、計算機和昆蟲學(xué)知識等完整的知識結(jié)構(gòu)，這也是一個資金、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)項目在紐約州伊薩卡一個具備商業(yè)規(guī)模的生菜生產(chǎn)基地破土動工。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，能長時間儲存的作物，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)對技術(shù)、資金的要求，美國科學(xué)家不鼓勵小企業(yè)從事設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也不鼓勵人們從事立體種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖種植和倉儲種植。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)場要花一大筆錢，但是創(chuàng)辦一家室內(nèi)農(nóng)場的花費更大。
如此，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者只能向政府申請貸款。美國政府沒有專門針對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的補貼和貸款，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)場信用系統(tǒng)機構(gòu)和其他機構(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)場運營和物業(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)者也可以申請美國農(nóng)業(yè)部提供的特殊作物補貼，以提高特殊作物如水果、蔬菜、堅果、干果和作物育種(包括花草栽培)產(chǎn)業(yè)的競爭力。
美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者通常通過加入保險來控制經(jīng)營風(fēng)險，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)完全通過市場規(guī)律來決定存亡，這可能也是美國不鼓勵財力不足的小生產(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
美國對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究時間早，研究深入，從事設(shè)施農(nóng)業(yè)研究的機構(gòu)至少有12家。其中，最有名的是康奈爾大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗站。這些機構(gòu)對設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢和成本進(jìn)行了細(xì)致的研究。
設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢有幾個方面：
，縮短作物生長時間的同時，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。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：種植者對作物的控制程度不同。通過綜合使用先進(jìn)計算機控制、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僅是田間施肥量的10%。同時，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)品因長距離運輸，損失產(chǎn)品品質(zhì)的風(fēng)險;程度降低了勞動成本和運輸成本。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，人們在紐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)迎來了一個里程碑：全球溫室蔬菜生產(chǎn)面積超過100萬英畝。科學(xué)家預(yù)測，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)最初的資金花費高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)對采暖、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)場目前在美國仍然處于試驗階段。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，滿足一切相關(guān)法律的要求。同時，高素質(zhì)勞動力供應(yīng)也是一個必備條件。
經(jīng)過長時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，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了積極影響。