农业工程学科发展与回顾

《美国大百科全书》1978年版曾指出，农业工程的历史应当从最简单的畜棚和手工农具开始，直至现代化畜舍和康拜因等复杂的、自动化的农业机械。

（一）世界农业工程发展与回顾

世界农业生产活动起源于旱地农业。在亚洲，中国的黄河中游在7300—7800年前，旱地农业生产已经发展到了一定程度。公元前3000年前后，中近东地带旱地农业生产已相当发达，农牧结合的初期生产形式业已出现，伊拉克已使用牛拉犁耕作。在印度次大陆，在公元前2500—1500年间，西巴基斯坦和印度河流域已出现了灿烂的哈拉班文化，居民已开始使用青铜制的锄、镰进行农业生产。在非洲，埃及的旱地农业略晚于中近东地区，但由于尼罗河定期泛滥，一年一度洪水淤积肥沃的土地，成为旱地农业生产条件最好的地区。在美洲，公元前一千年代初期已开始了农业生产，在不断发展中形成了辉煌的玛雅文化。

在人类开始学会使用役畜和以铁制农具代替石制、木制农具后就进入了传统农业时期。传统农业生产技术基本上是处于手工业阶段，土地生产率和劳动生产率仍然十分低下。最初的农业工程活动主要是兴修水利工程，几千年以前，埃及、巴比伦、印度、中国等古老国家就有了水利工程设施和应用一些简陋的水利工具和农具。荷兰于13世纪已有闻名于世的风车，可用于提水，16世纪已开始了大规模的围海造田。18世纪工业革命后，传统的工程学科比较成熟，工业迅速发展，从而带来了对农畜产品和劳动力日益迫切的需求。到19世纪中叶，一些工业先进国家率先研制和使用各种农业机械，发明了各种畜力牵引的铸铁犁、钢犁、中耕机、条播机、脱粒机、收割机等，以提高劳动生产率。20世纪初，内燃机的发明及石油工业的兴起，使机械动力引入到农业生产中，一些国家开始大量使用拖拉机。到20世纪五六十年代一些发达国家相继实现了农业机械化和电气化。农业机械化的迅速发展提出了建立和发展农业工程学科的任务。所以农业工程的概念是随着传统农业向现代化农业转化而提出来的。

第二次世界大战结束以后，随着农业现代化的发展，农业经营规模的扩大，使农业工程学科也有了很大发展。机器土壤动力学、农业生物环境物理学、农业物料学、水土作物相互关系学等介于生物学和传统工程学之间的边缘学科渐趋成熟，农业工程学的研究领域逐渐从应用传统工程手段，深入到农业生物体与工程手段相互关系方面来，形成独特的专业领域与研究方法。另一方面，由于电子技术及电子计算机、系统工程、高能物理、生物工程等近代科学技术的发展，使农业工程不仅在研究和设计中应用这些新技术，而且把各种农业系统当作工程来研究，并且应用计算机模拟优化的方法，来寻求农业系统在多因素、多层次条件下，实现多项目标的优化或合理的解决方案。

把农业工程作为一门系统的学科进行研究和教学是由美国率先开始的。1896年美国内布拉斯加大学农学院首先设立“农业工程概论”课程，主要讲畜力机械化机具、灌溉和排水知识及实用机械技术和测量技术。以后几乎在所有的美国的农学院内都把它做为公共必修课。1907年12月在美国麦迪逊成立了美国农业工程师学会(ASAE)，1910年在美国爱荷华州立大学成立了第一个农业工程系，到1978年达到44所。加拿大也于1920年在萨斯卡其旺大学设立了第一个农业工程系。在美国农业工程系下设若干专业：农业机械与动力、农业建筑与环境、水土控制、农业电气化、农产品加工等。美国在农业部设立有主管农业工程的部门和各种有关农业工程的专业研究所。农业工程成为美国农业现代化的重要组成部分。在20世纪30年代，防止土壤侵蚀成为美国最为重要的农业工程问题，特别是在1934年春天发生的一次“黑风暴”，大风在一夜之间就从美国的俄克拉荷马、堪萨斯、科罗拉多、德克萨斯、怀俄明等州刮走了3亿吨肥沃的表土，惨重的损失使人们充分认识到土壤保持的重要性。美国国会通过了水土保持法案，开展了以小流域综合治理为中心的农田建设规划，进行了全面的土地整治工作。小流域的综合治理作为一个复杂的系统成为旱地农业工程的一个重要内容。经过几十年的努力，农业工程迅速发展，并在旱地农业生产中发挥了重要作用。如少耕免耕残茬覆盖保护耕作法的普遍实施；机械作业的筑梗梯田的建设；现代化的小型集水结构的兴建；有限灌溉节水型农业技术的广泛应用及电脑和其它物理化学新技术的应用，使旱地农业生产面貌起了很大变化。

前苏联从1922年建立苏维埃联盟国家以后，设立了农业机械化、农业电气化、水利与土壤改良、农业机械设计创造、农业建筑、饲料工业、肉乳产品加工等专业学院或专业研究所。在29世纪40年代，原苏联学者提出水利土壤改良原理学说，强调对土壤、肥、气、热状况进行综合调节；80年代又提出了水利土壤改良的目的不仅仅是改善土壤的状况，而且要改善整个农业生物地球群落的状况。其状况也不仅仅是指水分状况，而是还要改善盐分、养分、热、气和农田小气候，即由单一的水利土壤改良向综合农业土壤改良发展。

印度政府对旱地农业工程的研究很重视。在全印农业研究委员会的领导下，在中央和地方先后建立了8个与旱地农业工程有关的科研机构。其中中央农业工程研究所(CIAE)建立于1976年，是一个具有先进设备的骨干研究所，内设5个专业，即作物生产工程、采后工程、农业能源和动力、农工交叉工程和仪器与数据加工工程；中央旱地农业研究所建于1985年，是一个多学科的旱农研究机构，在旱地农业工程方面除集水保水工程外，还研制不少旱地农业耕作机具；中央旱地研究所，在农业工程方面以太阳能和风能研究为主，并进行土壤改良的研究。还有中央盐渍化研究所、印度旱地和饲料研究所、中央水土保持研究和示范研究所、东北丘陵区ICAR研究联合体等旱地农业研究机构中都没有农业工程部。这些研究机构及23所农业大学都参加了“全印旱地农业协作研究项目(AICRP)”，该项目有24个课题，旱地农业工程是列入该项计划的重要研究内容之一，是列入该项综合研究的四大学科(农业工程学、农学、土壤学、植物育种学)之一。旱地农业工程研究的内容包括农田机具、流域开发、水土保持、集水结构、节水灌溉、盐渍土改良等。

（二）中国农业工程发展与回顾

农业工程，作为一门技术，有着久远的发展历史。中国古代为了促进农业生产，特别是粮食生产，就不断地进行农业工程的应用．主要是农具和农田水利的应用。蔬菜阳畦、水利及风力没施、农村住房建筑等也都是古代就有的农业工程。

自周秦以来，最突出的水利工程是公元前256～前251年兴建的四川省灌县都江堰水利工程，具有防洪、灌排、航运等功能，经过修缮，沿用至今。仍是川西平原农业早涝保收的关键设施，而且灌溉面积较初建时增加了1倍。早在2000多年前修建的农业水利工程完全符合今天的农业水利工程原理。说明早在2000多年前，中国的农业水利工程已相当发达。

作为从事农业生产的工具，它的发展是从很简单的手工工具到复杂的机器。中国由于农业生产的需要，农民创造了很多能完成多种作业的农具，促进了农业的发展。中国在春秋战国时期(公元前478年)铁制工具的出现，使该时期整个社会生产力提到一个新的高度，从而兴修了大量的农田水利工程，上述的都江堰就是其中一例。当然在农田的耕作、播种、施肥、储粮等等方面也创造了很多农具，并开始以畜力为动力，逐步发展成为今天的农业机械，它为提高农业生产率、减轻劳动强度起到了重要作用。

1932年由美国康乃尔大学农业工程硕士C.H.Riggs在南京金陵大学开设《农具与工艺》和《机器与动力》两门课程，并将《农具与农艺》确定为农学院学生的必修课，可以视为农业工程学科在中国的滋生和萌芽。

1945年美国万国农具公司向中国教育部提供奖学金，招收20名中国研究生赴美国攻读农业工程硕士学位，其中曾德超、王万钧、陶鼎来、张德骏、李克佐、水新元、高良润、吴克騆、陈绳祖、徐佩琮等10人赴明里苏达州立大学，余友泰、张季高、李翰如、吴湘淦、何宪章、徐明光、崔引安、方正三、吴起亚、蔡传翰等10人赴依阿华州立大学。此外，还有马骥、蒋耀、钱定华、吴大昌、陈立、陈铁甫、袁义华、张嘉恭、刘永济等先后赴美实习，或通过其他途径赴美国、法国及比利时留学。这些人基本上都在1947、1948年或在新中国成立初期回国从事农业工程工作，成为新中国农业工程高等教育和科学研究的骨干力量，为中国农业工程学科的发展做出重大贡献。

新中国成立后，毛主席提出“农业的根本出路在于机械化”和“水是农业的命脉”，把农业机械化和水利化放在非常突出的地位。国家需要大量从事上述工作的技术人才，在借鉴苏联经验的基础上，建立了农业工程学科中的农业机械化、农业水利和农业电气化专业。从此，农业工程教育得以迅速倔起，对我国农业发展起了积极的推动作用。到1978年农业工程的各个方面都有了较大发展，在发展农业生产、繁荣农村经济、保障农产品供给等方面都发挥了积极作用，初步改变了1949年以前单纯依靠人畜力和使用简单手工工具进行农业生产的落后面貌。

1978年，党和国家决定将工作重点转移到经济建设上来，要实现四个现代化。为加速农业发展，搞农业现代化建设，几位从事农业工程事业的老专家，在认真研究分析国内外农业发展的经验后，一致向国家有关领导建议建立农业工程学科。当时的国家科委接受了这个建议，决定成立农业工程学科组，并将农业工程学科列为国家发展的25个新学科之一。

1978年全国科学大会的召开，迎来了中国农业工程科学技术发展的新高潮，1979年中国农业工程学会和中国农业工程研究设计院的成立，其后北京农业机械化学院改名为北京农业工程大学，一批农业大学的农业机械系相继改名为农业工程系(学院)，标志着中国农业工程事业开始了全新的发展阶段。?

1985年，国家学位委员会在博士、硕士研究生专业目录中将原来的农业机械化电气化一级学科改为农业工程一级学科，当时设8个专业，即农业机械化、农业电气化与自动化、农业生物环境与建筑、农业水土资源利用、农业机械、农村能源工程、农产品加工工程、农业系统工程与管理工程。表明农业工程在中国正式成为一门学科开始了系统的研究和应用。?

  1997年，国务院学位委员会和国家教育委员会联合下发的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中农业工程（0828）作为工学（08）门类下的一级学科，下设农业机械化工程（082801）；农业水土工程（082802）；农业生物环境与能源工程（082803）；农业电气化与自动化（082804）。

1993年在教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》中，农业工程类（0814）作为工学（08）门类下的一级学科，下设农业机械化（081401）；农业建筑与环境工程（081402）；农业电气化自动化（081403）；农田水利工程（081404）；土地规划与利用（081405，注：可授工学或经济学学士学位）；农村能源开发与利用（081406）；农产品贮运与加工（081407）；水产品贮藏与加工（081408）；冷冻冷藏工程（081409）。

1998年在教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》中，农业工程类（0819）作为工学（08）门类下的一级学科，下设农业机械化及其自动化（081901）；农业电气化与自动化（081902）；农业建筑环境与能源工程（081903）；农业水利工程（081904）。

​2012年在教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》中，农业工程类（0823）作为工学（08）门类下的一级学科，下设农业工程（082301）；农业机械化及其自动化（082302）；农业电气化（082303）；农业建筑环境与能源工程（082304）；农业水利工程（082305）。

目前全国已有70余所高校设有农业工程类院系，农业工程学科已形成了中专、大专、本科、硕士、博士等多层次的人才培养体系，全国已有30所高校的农业工程类院系拥有硕士、博士学位授予权。

（三）农业工程学科研究内容

1．农业工程涵义

农业工程作为一门专门学科，它的定义、学科对象、研究领域及范围，在我国学术界曾有过多次讨论，尽管各方面专家学者的观点不完全一致，但比较共同的看法是：农业工程是介于农业生物学科和工程学科之间的一门边缘的、特殊的工程学科，是为农业生产、农村经济和农村生活服务的综合性工程技术，它是在现代物理学科、生物学科、工程学科和农业生产技术相结合的基础上，为满足人类生活需要和社会发展需要而形成的一门新兴的工程技术学科。它综合应用各种工程技术，为农业生产提供各种工具、设施和能源，以求创造最适于农业生产的环境，改善农业劳动者的工作、生活条件。也可以说，它是研究农业生物体在生长、繁育、贮存和加工各种工程技术手段之间关系的科学。

农业工程学具有综合性，即不能把农业工程学简单地理解为机械、电气、土木、水利、化工等传统工程手段在农业中的应用。解决一项农业工程问题，必须综合考虑其生物的、环境的及管理方面的条件和因素，并注重取得经济、社会生态诸方面的综合效益。

农业工程学具有系统整体性，即在解决一项农业工程作业的工程技术问题时，必须把它看作是系统整体的组成部分。如设计一个农业机具，则必须考虑其前期作业和后续作业，把它作为一个系统整体去解决，这样才能收到良好效果。

农业工程学具有跨学科性，即农业工程学不仅跨生物、物理学科和经济学科，并且在解决一项具体农业工程时，往往要涉及好几门传统的工程学科，包括高科技。

农业工程学还需要具备生态观点，即农业工程技术的设计和应用必须考虑到它对农业生态环境的影响。如农业机器若过量使用或使用不当，会造成土壤压实或土壤破坏，加速土壤风蚀和水烛；农业灌溉和排水不当及农田水利建筑物设计不当，会造成土壤盐碱化等不良后果。

综上所述，农业工程学具有综合性、系统整体性、跨学科，以及必须具备生态观点等方面的特征。其主要目标是农业持续、稳定的增产，农业产品质量的改进和经济效益的提高，并获取良好的生态效益和社会效益。由于有上述特征，因而在不同自然条件和经济发展水平的情况下，农业工程学有可能不同的优先发展领域，甚至解决问题的途径也完全不同。

2．农业工程学科的研究内容

农业工程科学技术的发展，初期主要是比较成熟的工业技术、机电设备和其他工程措施应用于农业。20世纪初，国外开始建立农业工程学科时，农业工程学科的研究内容大致包括4个方面：一是农业动力与农业机械化，研究农业生产过程机械化中的动力、机械及其配套农具，农业机械的作业工艺及其运用；二是农田水利与水土保持，研究农业水土关系，规划设计农田水利工程，建立排灌和耕作保墒制度，实施土壤改良与水土保持措施等；三是农村电气化，研究农村电网及其合理使用；四是农业建筑，研究畜禽舍建筑物等。当时，农业机械、装备与设施的研制，基本是建立在经验设计的基础上。

20世纪中叶以来，农业工程作为一门学科，无论其理论基础和研究内容，还是研究方法与技术体系都更为成熟，并开始形成了某些独具特色的基础理论体系和研究方法。它除综合应用一般工程科学原理和技术外，还广泛应用生物、农业科学和经济、管理科学的理论与技术，如生物体生长、繁育与外部环境相互作用关系的规律，经济管理和农业系统分析理论与方法等，逐步形成了工程、生物、农业和经济管理科学与技术交叉融合的学科特征。一些技术已达高新技术水平，一些产品的生产也发展成为庞大的工业体系和产业化格局。

20世纪年代后期，特别是80年代以来，随着生物、计算机、信息、新能源和新材料科学技术的迅猛发展，以及人类社会经济向着可持续发展方向的转化，农业工程科学技术的发展进入了一个新的阶段。工厂化农业得到迅速发展，在农业环境、农业设施和装备的研究开发中，机电一体化、自动化与控制，以及新材料的发明与应用日渐普遍。在农业现代化进程中，农业机械化、自动化和精细化的水平也不断提高，出现了适用于不同生产需要的农用机器人、农业自动化管理信息系统与决策支持系统。计算机视觉技术、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）等高新技术越来越多地融入农业工程科学技术体系，以信息新技术、农业生物环境信息智能化采集监控技术和农业生产辅助决策支持技术为基础的“精准农业技术”正成为农业高新技术开发研究的新生长点，从而使农业工程所需的学科基础更为广泛和深厚，技术与产品的服务对象不断扩大，在农业经济发展与农村社会进步中的作用也日益显著。

随着现代农业和科学技术的发展，农业工程技术学科领域有了很大的发展，其研究内容也不断扩大和深化，而且不断更新与发展。目前，农业工程学科研究内容，大体上可归纳为下列学科分支：

农业机械化工程：研究农业机械化生产过程的新工艺及其装备，机械化生产的科学组织与管理，农业机械化发展战略及规划。

农业水土工程：研究农业生产中水、土、植物间的相互关系，农业环境中水、土与溶质运移规律及其控制管理技术与工程，合理利用水土资源，为作物生长创造良好的水土环境；研究省水、节能、高效的农业灌溉技术与装备。

农业生物环境工程：研究设施农业系统中环境因素与动植物生长、繁育相互作用规律及其调控手段与工程设施，农业废弃物处理及其资源化与综合利用，工厂化农业建筑物的规划与设计。

农村能源工程：研究生物质能的开发利用，以及太阳能、水能、风能、地热能等再生能源在农业和农村中的应用和节能措施，建立农村能源系统的理论与实践，优化农村生态环境。

农业电气化与自动化、信息化：研究农业生产过程电气化与自动化，及其智能化检测与信息处理技术，农村电网的设计、规划、管理与综合自动化技术；研究信息技术在农业和农村中的应用。

农产品加工工程：研究农产品收获后的清选、分级与包装，贮藏与运输中的保鲜，以及干燥等处理技术及其装备，以提高农产品的品质与商品率。

土地利用工程：以生态系统平衡为理论依据，根据国民经济和各项生产建设发展的需要、因地制宜地采用工程措施和生物措施，对土地进行合理开发利用与治理改造的综合性工程技术。

3．农业工程学科的性质和特点

农业工程科学技术对我国农业和农村经济发展做出了卓越的贡献。它的作用在今后的经济深化改革中将愈来愈重要，社会需求将日益迫切。美国成立美国农业工程师学会（ASAE）已经80多年了，美国曾在近60所大学内设有农业工程系。农业工程学科的建立与发展对当今美国高度发达的农业曾立下汗马功劳，并对美国的社会进步产生过巨大影响。曾专门成立过一个委员会，为研究农业工程的确切定义工作了一年，其结论是：“农业工程学科是工程和科学的一个领域，它既是工程学科，又是生物学科的一个特定应用领域，包括与食物、饲料、自然纤维的生产、加工和贮运相联系的动力、机械、建筑、电子、土地开发、土水管理等学科专业内容。”

根据中国农业工程学科的发展实际情况，在1978年8月和1979年11月举行的农业工程学科会议上，经过专家们的讨论，给农业工程学科的定义是：“它是现代农业生物学与现代工程学之间的一门边缘学科，属于技术科学。它研究农业生物有机体与工程手段相互作用的关系和规律，从而产生和形成农业工程的基础理论，为合理开发利用农业资源，改善农业生产全过程的环境因素和促进农业现代化服务。”其主要特点表现为：

（1）农业工程学科是一门直接为农业服务的技术学科

农业工程技术通常是指工程技术与装备在农业中的应用，包括试验研究、机器运用和技术维护，工程设计、设备选用和施工维修，技术管理及技术推广等。它是直接为农业生产第一线服务的。

农业工程学科指的是为适应现代农业发展需要，结合农业生产中积累的技术实践经验，在农业中综合应用数学、物理学、化学、生物学等基础科学的原理，以及传统工程学科及管理科学的理论和方法形成的一门应用技术学科。它更具有第二线（农业工程先进技术和先进装备的开发性研究及设计）和第三线（农业工程技术的基础研究）性质，它的服务领域着重在农业工程先进技术、先进设备的开发性研究和设计。而通俗点讲，农业工程通常是指为了解决某一农业（农村）问题而综合运用工程手段及技术的组装。例如，为不易得到或用不起石油能源的农民提供可再生能源，以及提高燃料效率的农村能源工程；为农民提供农田灌溉水源、输水手段，以及灌排水工程的农田水利工程等。

20世纪60年代以来，欧美等经济发达的国家，对农业工程进行了深入的理论研究，并把研究成果广泛地应用于农业，使农业生产发生了飞跃的变化，为农业生产的优质、高产、高效开拓了广阔的前景。

中国农村实行经济改革以来，由于在种植业、养殖业和农产品加工等方面推广应用了大量的农业工程技术，特别是在一些大、中城市的蔬菜、肉、蛋、奶、水产的生产和加工贮藏中采用了各种农业工程技术，不仅基本保证了城市副食品供应，并且在质量、品种、成本和供应的季节均匀性等各个方面都有巨大的改善。

（2）农业工程是以有生命的物质为对象的工程

任何一项农业工程项目能不能真正发挥效益，首先受农业生物规律和农业生产规律的制约。

从农业生长的科学规律看，作物的生长发育实质上是作物器官的生长速度与温、光、水、肥、气等环境因素的统一。例如，保护地种植（地膜覆盖、大棚、温室、残茬覆盖等）是人为地控制温、光、水等条件，而露地种植靠把握农时来保证适宜作物生长发育的温、光、水等条件。高产首先要求作物能形成强大的根系，这就涉及到土壤耕作、施肥和灌溉等技术，以创造适合于根系发育的水、肥、气、温条件。此外，农业生产往往还要受到旱、涝、冻、风、虫、病等自然灾害的威胁。从宏观看，要保证农业持续发展，必须合理地利用农业自然资源，保持适宜的农业生态环境，这些都离不开工程手段和农业工程科学技术。因此，一切农业工程的研究、设计项目必然联系到生物学的特性，或是涉及到生物生长发育的过程，或是涉及生物与环境的关系。农田整治，调控水、土关系，无非是为种籽发芽、生长创造良好的大田环境条件；畜禽舍的设计，考虑到通风、保暖、降温、排污、灭菌，也是为了畜禽的繁育生长能得到保证。至于动、植物的工厂化生产，更需要对动、植物的生长习性进行更深入的了解，才能设计出适用的工程设施。其他如种籽贮藏、果品保鲜、饲料制备、食品加工等等也莫非如此。

如果说一般工程技术的基础是“数理化”，那么农业工程的基础，除“数理化”之外，还必须加上生物学与生态环境学。农业工程师首先必须树立农业生产意识，并且需要具备必要的农业生物、农业生态和农业生产的知识。这是农业工程有别于许多其他工程的一个特点。

（3）农业工程是一门综合性很强的科学

农业工程学科应该是“软科学”和“硬技术”互相结合的学科。农业工程学科因其边缘学科性质及其跨学科、综合性，既有“硬技术”又有“软科学”等特殊优势，它几乎可以在发展农业和农村经济的所有方面及所有层次上发挥作用，这是农业工程学科的另一个重要特征。

农业是十分复杂的产业，需要土木、水利、机械、电气、化学等等工程技术为之服务。例如为了开发一个地区的农业，既有水资源的合理利用问题，也有建立防风林带、改良土壤、改善生态环境的问题，还有发展机械化以解决劳力不足的问题，以及许多其他必须解决的问题，缺了哪一方面，地区的农业开发就不能取得实效。同样地，建立一座农产品加工厂，既要制订以生物化学为基础的加工工艺，还要有实现这些工艺的成套的机械加工设备，也还要有厂房、仓库等建筑物和其他配套设施。再有，设施园艺工程涵盖了建筑、材料、机械、自动控制以及育种、栽培、管理等内容。如用玻璃房加温进行冬季蔬菜栽培是早就有的一项农艺，组织培养和二氧化碳施肥等知识创新也早已问世，但在一系列工程创新未出现之前，尽管也有不少植物生理学、农业气象学方面的研究成果，温室始终只能是一种用于不计成本研究的奢侈品。而当比较经济而性能优良的材料出现，使修建大型连栋温室成为可能，随即实现了机械化作业；接着基质栽培加滴灌，继而是无土栽培因营养液成分实现自动控制和调节等一系列技术创新成功之后，设施农业得到了蓬勃发展；大规模的组织培养苗工厂也得以成长为一项新的产业；二氧化碳施肥，专用的蔬菜高产优质品种才能够充分地发挥作用。这些都是典型的农业工程问题，其所包括的技术内容是多方面的，涉及许多学科和专业。这些学科和专业，固然可以单独进行工作，但为了取得较好的综合效益，为了完成一项工程建设，往往必须很好地组织起来，使之协调配合，这就使农业工程具有很强的综合性。农业工程的这种综合性，并非由于人们主观臆想，而完全是由农业工程本身的性质所决定的。

随着常规农业先进技术的普及、农业生产水平的不断提高及对科技要求的多样化，今天农业科研要对发展生产起到作用已不再如以往那样简单、直观，必须有技术上可靠性（技术组装配套、必要设施等）和经济上可行性的工程技术作保障。比如，现在即使是优良品种育成了，如果没有制种、质量检验、加工分级，以至种子处理、包衣等“种子工程”的配合，也很难能够轻而易举地实现其增产增收的效果。

由此可见，农业工程综合开发的优势是任何其他学科所不能替代的。

4．农业工程技术与农业现代化

经历数千年的历史，到20世纪初叶，中国人口才达到4亿。经过大约半个世纪，到1949年中华人民共和国成立时，人口达到5.4亿。而从1949~1995年不到半个世纪中，中国人口增长了1.2倍，达到12亿。其中很重要的原因是农业的发展，农业现代化的发展，保证了人民丰衣足食。在农业现代化进程中，农业工程技术做出了巨大的贡献。

农业机械化是农业现代化的重要组成部分。它是先进适用农业技术大面积推广的重要载体，农业机械化技术的应用推动了农业技术进步，为农业高效优质、高产和可持续发展做出重大贡献。例如美国农业劳动力由20世纪初叶的1500万人降到世纪末的300万人，劳动生产率增加了十几倍，我国经50年的发展，农业机械化从无到有逐步壮大，全国机械化程度达到45%，有一部分地区已基本实现机械化。把农民从繁重的体力劳动中解放出来，1.3亿农民从土地劳动进入到乡镇企业，使乡镇企业得到飞速发展，推动了整个社会的进步。尤其是电子信息技术的应用，掌握了每块土地的湿度、温度、肥力，从而使机械在播种、施肥、灌溉等方面实现合理决策。

集成化的高新技术在设施农业的应用，带动了农业生产方式和农民生活方式的革命性进步。荷兰的花卉出口占世界的60%，花卉业发展如此之快，靠的是设施农业；以色列设施农业的产量是露地的几十倍，水的利用率达到90%。温室、滴灌是它们农业现代化的重要标志。我国设施农业的发展对加速传统农业向现代化农业转变，粗放型向集约型生产经营型转变起到了重要作用，成为农业现代的热点和重要内容，对我国的“菜篮子工程”做出重要贡献。现在人均消费蔬菜中有20%来自温室大棚，肉类总产量居世界第一，四季鲜花已进入百姓家庭。工程设施在高效农业建设中起到了非常重要的作用。

人们常说工程技术是用来改造自然的手段。实际上工程技术也应当是使人类与自然在更高层次上协调起来的手段，关键是要有正确的生态环境意识和采取相应的发展策略。农业工程事业发展，从一开始就重视生态环境问题。农村能源建设注重开发无污染和可持续可再生能源。从20世纪80年代初在全国进行省柴灶的开发和推广，减少了对森林资源的破坏；秸秆和粪便是农民的传统燃料，随着农民生活水平的提高，已经成为污染环境、产生社会问题的废弃物。在全国建立的570多处“能源— 环保工程”采用现代技术，处理废弃物510多万吨，产沼气1700多万米³，生产有机肥料13万吨，将农业废弃物转换成高效能源和可利用资源，在生态环境建设中发挥了重要作用。

农产品加工是农业生产过程中的一个重要环节，农业产业链要调整，农民增收都靠农产品加工增值。美国的汽车工业和航空工业十分发达，但都不是第一大产业，居第一位的是农副产品的加工业，产值占美国GDP的1/6。近20~30年来农产品加工更加受到各国的重视。我国农产品产地加工转化率达到40%，通过贮藏保鲜、加工增值15%~50%。尤其是随着人民生活水平的提高，要求吃得安全、卫生、营养、保健、滋补，要推行“厨房工程”，农产品加工与贮藏保鲜工程是农业工程学科中大有希望和发展前景的分支之一。

21世纪依靠科学技术的进步促进农业生产的发展是世界各国解决农业问题的普遍战略。加速现代科学技术对农业的渗入，不断提高农业的科学技术含量和装备水平，加快科学、技术、农业科学及农业技术的集成，利用现代生物技术、现代制造技术、自动化技术、电子信息技术、激光技术及其他工程技术与常规农业技术相结合，武装、改造传统农业，加速农业科技创新，是今后农业发展的特点。

要实现农业工程对农业技术创新的支撑作用，首先要求农业工程技术人员要对所研究的对象能进行系统分析，包括农艺、工艺、机械设备（施），以及经济、社会（如心理、政策等）、市场因素等。其次，要求农业工程技术人员同农业生物科学研究人员具有实质上的合作。例如现代化信息农业中“精准农业”的技术创新，是基于“田间条件及作物长势的变异性”的理论，最早由美国明尼苏达大学农学院一批土壤科学学者提出。1995年前后，鉴于美国农场主的个人计算机普及率已达到25%，高分辨的军用全球定位系统（GPS）已经解密，加上其国内日益高涨的要求农业减少农药化肥污染的舆论，一些大的农机、农资（化肥、农药、种子等）生产集团敏感地意识到，可以通过现代信息手段，将变异性理论转化为因（作物）需施肥喷药，收到一举多得的效果。因而它们出资、出工程技术人员，同明尼苏达大学等院校的学者共同组成了技术创新的研究中心。在开发产品和市场的过程中，先后研制成功测产传感器、产量图绘制及分析软件、高灵敏探头和传感器、信息解释和图像处理，以及自动调节配肥--施肥、喷药、排种等操作的电脑控制装置，终于使“精准农业”进入实用阶段。到1998年已有7%的玉米种植大农场（占全国玉米播种面积的20%）农场主采用了后来改名为“精准农业”的新技术。专家们普遍认为“精准农业”将成为21世纪农业的主流。而在中国，此项技术的研究尚属起步阶段，通过科技工作者的不懈努力，在不久的将来，将会看到“精准农业”在中国的大地上开花结果。

农业科学就其主体而言是一门既有基础性，又有很强应用性的学科。为了应对新世纪对中国农业越来越多的挑战和诸多的新课题，以及农业自身功能范畴的扩大（如农业的生态环境功能、休闲功能等），农业其他领域的科学工作者应该充分利用农业工程这一技术创新的强有力手段，为农业现代化架桥、铺路。