农业工程概论绪论

1、农业工程概论农业工程概论 农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势 农业工程的基本概念及发展趋势农业工程的基本概念及发展趋势 农业工程学科的基本知识农业工程学科的基本知识 农业工程对现代农业的意义农业工程对现代农业的意义 绪绪 论论农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势一、农业发展历程及现代农业一、农业发展历程及现代农业1、农业的基本概念、农业的基本概念 农业是以水土为基本生产资料，以太阳能为基本能源，以农业是以水土为基本生产资料，以太阳能为基本能源，以植物、动物等生物为生产对象，生产所需物质的生产事业植物、动物等生物为生产对象，生产所需物质的生产事业（农业就是一种生产活动）

2、（农业就是一种生产活动） 农业分为狭义农业和广义农业。农业分为狭义农业和广义农业。狭义农业狭义农业仅指种植业，它仅指种植业，它包括粮食作物、经济作物、饲料作物等农作物的生产活动包括粮食作物、经济作物、饲料作物等农作物的生产活动 ；广义农业广义农业除种植业外，还包括林业、畜牧业（养殖业）除种植业外，还包括林业、畜牧业（养殖业）、渔业和加工业（副业）。这五业合在一起通常称为、渔业和加工业（副业）。这五业合在一起通常称为“大大农业农业”。 神农氏神农氏神农氏是因为什么开始种五谷呢？据神农氏是因为什么开始种五谷呢？据拾遗记拾遗记记载：记载：有一天，一只周身通红的鸟儿，衔着一棵五彩九穗谷，有一天，一只周

3、身通红的鸟儿，衔着一棵五彩九穗谷，飞在天空，掠过神农氏的头顶时，九穗谷掉在地上，神飞在天空，掠过神农氏的头顶时，九穗谷掉在地上，神农氏见了，拾起来埋在了土壤里，后来竟长成一片。他农氏见了，拾起来埋在了土壤里，后来竟长成一片。他把谷穗在手里揉搓后放在嘴里，感到很好吃。于是，他把谷穗在手里揉搓后放在嘴里，感到很好吃。于是，他教人砍倒树木，割掉野草，用斧头、锄头、耒耜等生产教人砍倒树木，割掉野草，用斧头、锄头、耒耜等生产工具，开垦土地，种起了谷子。工具，开垦土地，种起了谷子。 神农氏从这里得到启发：谷子可年年种植，源源不断，若神农氏从这里得到启发：谷子可年年种植，源源不断，若能有更多的草木之实选为人

4、用，多多种植，大家的吃饭问能有更多的草木之实选为人用，多多种植，大家的吃饭问题不就是解决了吗？那时，五谷和杂草长在一起，草药和题不就是解决了吗？那时，五谷和杂草长在一起，草药和百花开在一起，哪些可以吃，哪些不可以吃，谁也分不清。百花开在一起，哪些可以吃，哪些不可以吃，谁也分不清。神农氏就一样一样的尝，一样一样的试种，最后从中选出神农氏就一样一样的尝，一样一样的试种，最后从中选出的稻、黍的稻、黍(shu(shu小米小米) ) 、稷、稷(ji(ji小米小米) )、麦、菽、麦、菽(shu(shu，豆类，豆类) )五谷，所以后人尊他为五谷，所以后人尊他为“五谷爷五谷爷”、“农皇爷农皇爷 ”农业的基本概

5、念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势一、农业发展历程及现代农业一、农业发展历程及现代农业2、农业发展历程、农业发展历程 在农业漫长的发展过程中，人们把农业生在农业漫长的发展过程中，人们把农业生产划分为三个大的阶段：产划分为三个大的阶段： n 原始农业发展时期原始农业发展时期n 传统农业发展时期传统农业发展时期n 现代农业发展时期现代农业发展时期 一、农业发展历程及现代农业一、农业发展历程及现代农业2、农业发展历程、农业发展历程（1 1）原始农业，其基本特征是完全依靠人力和简陋的木、）原始农业，其基本特征是完全依靠人力和简陋的木、石工具，模仿动植物自然生成过程进行自给自足式的生产。石工具，模仿动

6、植物自然生成过程进行自给自足式的生产。 农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势一、农业发展历程及现代农业一、农业发展历程及现代农业2、农业发展历程、农业发展历程（2 2）传统农业：当人类进入封建社会后，开始学会制造）传统农业：当人类进入封建社会后，开始学会制造铁犁铁犁和使用和使用耕畜耕畜，生产力有了很大发展，开始打破原，生产力有了很大发展，开始打破原始社会那种始社会那种封闭式封闭式的生产方式，逐渐进入较为开放的的生产方式，逐渐进入较为开放的传统农业的发展模式。传统农业的发展模式。 人类社会进入传统农业的标志：人类社会进入传统农业的标志：18431843年，根据德国化学家李比希提出的化

7、肥合成理论，年，根据德国化学家李比希提出的化肥合成理论，在英国建成了第一座化肥生产工厂，从此人类开始进入在英国建成了第一座化肥生产工厂，从此人类开始进入以化肥投入获得最高产量的时期。以化肥投入获得最高产量的时期。18601860年法国雷诺公司制造出第一台二冲程内燃机，年法国雷诺公司制造出第一台二冲程内燃机，18761876年德国工程师奥托研制出第一台四冲程内燃机，从此，年德国工程师奥托研制出第一台四冲程内燃机，从此，人类开始进入依靠农业动力从事农业生产的时期人类开始进入依靠农业动力从事农业生产的时期农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势一、农业发展历程及现代农业一、农业发展历程及现代

8、农业2、农业发展历程、农业发展历程（2 2）传统农业）传统农业 人类社会进入传统农业的标志：人类社会进入传统农业的标志：18651865年，奥地利生物学家孟德尔提出了遗传因年，奥地利生物学家孟德尔提出了遗传因子假设和两个重要的遗传定律，从而奠定了生子假设和两个重要的遗传定律，从而奠定了生物遗传学的理论基础。物遗传学的理论基础。18701870年以后，随着电磁理论的建立和不断完善，年以后，随着电磁理论的建立和不断完善，欧洲各国掀起了以电力应用为主要标志的第二欧洲各国掀起了以电力应用为主要标志的第二次技术革命浪潮，从此机电一体化开始蓬勃发次技术革命浪潮，从此机电一体化开始蓬勃发展起来展起来1926

9、1926年美国生物学家摩尔根出版了年美国生物学家摩尔根出版了基因论基因论专著，从而把遗传学理论向前推进一大步。专著，从而把遗传学理论向前推进一大步。农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势一、农业发展历程及现代农业一、农业发展历程及现代农业3、现代农业、现代农业现代农业的概念：是指用现代技术装备、现代农业的概念：是指用现代技术装备、现代科学技术和现代管理技术全面应用于现代科学技术和现代管理技术全面应用于农业生产各个环节的农业，指高产、高效、农业生产各个环节的农业，指高产、高效、优质、持续发展的农业。优质、持续发展的农业。现代农业的概念：是以生物技术和信息技现代农业的概念：是以生物技术和

10、信息技术为先导的技术高度密集的产业，不仅提术为先导的技术高度密集的产业，不仅提高土地生产率，并打破了农业生产季节性高土地生产率，并打破了农业生产季节性和地域性的限制，同时现代农业也是资源和地域性的限制，同时现代农业也是资源节约和可持续发展的绿色产业。节约和可持续发展的绿色产业。农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势二、现代农业的主要形态二、现代农业的主要形态都市农业都市农业城郊型农业城郊型农业无公害农业无公害农业观光农业观光农业农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势绿色农业绿色农业精准农业精准农业持续农业持续农业二、现代农业的主要形态二、现代农业的主要形态1.1.都市农业都

11、市农业: :是指在都市城市化地区，利用田是指在都市城市化地区，利用田园景观、自然生态及环境资源，结合农林园景观、自然生态及环境资源，结合农林牧渔生产、农业经营活动、农村文化及农牧渔生产、农业经营活动、农村文化及农家生活，为人们休闲旅游、体验农业、了家生活，为人们休闲旅游、体验农业、了解农村提供场所。换言之，就是将农业的解农村提供场所。换言之，就是将农业的生产、生活、生态等功能结合于一体的产生产、生活、生态等功能结合于一体的产业。业。2.2.城郊型农业：是以城市的郊区及工矿周围城郊型农业：是以城市的郊区及工矿周围地区的农业为中心的经济，它是城市经济地区的农业为中心的经济，它是城市经济的组成部分，

12、并与城市经济相互依存和渗的组成部分，并与城市经济相互依存和渗透，形成了一个不可分割的统一体。透，形成了一个不可分割的统一体。现代农业的基本概念及发展趋势现代农业的基本概念及发展趋势二、现代农业的主要形态二、现代农业的主要形态1.1.无公害农业：是指产地环境、生产过程和产品质量符合国无公害农业：是指产地环境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格，获得认证证书，家有关标准和规范的要求，经认证合格，获得认证证书，并允许使用无公害农产品标志的优质农产品及其加工制品。并允许使用无公害农产品标志的优质农产品及其加工制品。无公害农产品生产是采用无公害栽培（饲养）技术及其加无公害农产品生

13、产是采用无公害栽培（饲养）技术及其加工方法，按照无公害农产品生产技术规范，在清洁无污染工方法，按照无公害农产品生产技术规范，在清洁无污染的良好生态环境中生产、加工，安全性符合国家无公害农的良好生态环境中生产、加工，安全性符合国家无公害农产品标准。产品标准。2.2.观光农业：广泛利用农村空间、农业自然资源和人文资源，观光农业：广泛利用农村空间、农业自然资源和人文资源，以市场为主导，以效益为中心，以现代科技为支撑，通过以市场为主导，以效益为中心，以现代科技为支撑，通过合理规划、设计、施工，建设农业生产、生态、生活合一合理规划、设计、施工，建设农业生产、生态、生活合一的区域，在实现高科技、高效益、集

14、约化、市场化的现代的区域，在实现高科技、高效益、集约化、市场化的现代经营活动的同时达到美化景观、保护环境、提供观光旅游经营活动的同时达到美化景观、保护环境、提供观光旅游并实现可持续发展的新型农业。并实现可持续发展的新型农业。农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势二、现代农业的主要形态二、现代农业的主要形态5.5.绿色农业绿色农业: :是经济环境与人口协调发展的农业，是是经济环境与人口协调发展的农业，是生态环境良好、生产经营规范、技术运用广泛的生态环境良好、生产经营规范、技术运用广泛的农业。其核心是人与自然的和谐共处，实现农业农业。其核心是人与自然的和谐共处，实现农业生产、生活、生态功

15、能上的协调统一。生产、生活、生态功能上的协调统一。6.6.精确农业：即应用卫星、遥感、计算机和自动控精确农业：即应用卫星、遥感、计算机和自动控制等高新技术于农业生产，以提高产量，降低能制等高新技术于农业生产，以提高产量，降低能耗。这项国际先进的农田耕作技术成熟后将向全耗。这项国际先进的农田耕作技术成熟后将向全国推广，以解决我国地少人多的农业发展瓶颈，国推广，以解决我国地少人多的农业发展瓶颈，减少污染和浪费，走农业持续发展的道路减少污染和浪费，走农业持续发展的道路7.7.持续农业：充分发挥有效生物物理资源和人类资持续农业：充分发挥有效生物物理资源和人类资源的作用，通过减少外部投入、优化内部资源利

16、源的作用，通过减少外部投入、优化内部资源利用，保证有效利用现代技术进步，使已有的改善用，保证有效利用现代技术进步，使已有的改善长久持续。长久持续。农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势三、现代农业的基本特征三、现代农业的基本特征 1.1.生产区域化生产区域化 我国地域辽阔，南北、东西自然条件差异我国地域辽阔，南北、东西自然条件差异很大，根据不同地区的自然和资源优势，很大，根据不同地区的自然和资源优势，发展发展区域化、专业化区域化、专业化的生产模式，发展具的生产模式，发展具有本地特色的产品或产业，达到充分利用有本地特色的产品或产业，达到充分利用自然资源，最大限度地挖掘生产潜力，提自然资

17、源，最大限度地挖掘生产潜力，提高经济效益的目的。高经济效益的目的。农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势三、现代农业的基本特征三、现代农业的基本特征 2. 2.措施科学化措施科学化经济效益经济效益社会效益社会效益生态效益生态效益协调发展协调发展总体目标总体目标农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势三、现代农业的基本特征三、现代农业的基本特征3.3.操作机械化操作机械化( (农业现代化发展水平最主要标志之一农业现代化发展水平最主要标志之一) ) 美国用美国用2%2%、加拿大用、加拿大用3%3%的劳动力从事农业生产，的劳动力从事农业生产，关键是机械化水平高。关键是机械化水平高。

18、 4.4.产供销社会化产供销社会化产供销社会化是现代农业与传统农业的根本区别产供销社会化是现代农业与传统农业的根本区别之一。之一。 传统农业还没有跳出自给自足的自然经济模式。传统农业还没有跳出自给自足的自然经济模式。产供销社会化的基础是专业生产关系的建立。这产供销社会化的基础是专业生产关系的建立。这种社会化的生产体系，完全按照市场经济规律，种社会化的生产体系，完全按照市场经济规律，以效益最大化为目标，根据市场需求进行组织各以效益最大化为目标，根据市场需求进行组织各项生产活动项生产活动农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势三、现代农业的基本特征三、现代农业的基本特征5.5.管理企业化（

19、管理现代化）管理企业化（管理现代化） 主要指农产品生产按企业化生产模式去管理。其主要指农产品生产按企业化生产模式去管理。其主要特点是：主要特点是： （1 1）按企业生产规程去组织生产，具有严格的顺序）按企业生产规程去组织生产，具有严格的顺序性与时间性性与时间性（2 2）根据市场需求进行资源配置）根据市场需求进行资源配置（3 3）农产品完全作为商品销售）农产品完全作为商品销售农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势四、现代农业的发展趋势四、现代农业的发展趋势农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势以以生物技术生物技术和和信息技术信息技术为先导及高度密集的产业；为先导及高度密集的产

20、业；以市场为导向、以经济效益为中心的农业产业化；以市场为导向、以经济效益为中心的农业产业化；以资源节约和可持续发展的绿色产业。以资源节约和可持续发展的绿色产业。现代农业已经变成一种产业现代农业已经变成一种产业不再是以前一家一户不再是以前一家一户 农业产业化经营的几种模式农业产业化经营的几种模式（1 1）现代农业企业集团型）现代农业企业集团型（2 2）公司）公司+ +农户型农户型（3 3）市场）市场+ +农户型农户型（4 4）集体经济组织）集体经济组织+ +农户型农户型农业的基本概念及发展趋势农业的基本概念及发展趋势四、现代农业的发展趋势四、现代农业的发展趋势一、农业工程基本概念一、农业工程基本

21、概念农业工程：农业工程：是改善农业生产手段、生态环境和是改善农业生产手段、生态环境和农村生活设施的各种工程技术、工程管理、工农村生活设施的各种工程技术、工程管理、工程理论的总称。程理论的总称。 中国农业百科全书中国农业百科全书. .农业工程卷农业工程卷工程：工程：科学和数学的某种科学和数学的某种应用应用，通过这一应用，通过这一应用，使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和精而机器、产品、系统和过程，以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。并逐渐发展

22、为一门独立的学科和技艺并逐渐发展为一门独立的学科和技艺 。农业工程基本概念及发展趋势农业工程基本概念及发展趋势农业工程基本概念及发展趋势农业工程基本概念及发展趋势2.农业工程的主要任务农业工程的主要任务一、农业工程基本概念一、农业工程基本概念 面向农业的工程理论与技术，以工程手段服务农面向农业的工程理论与技术，以工程手段服务农业，提高农业劳动生产力、土地生产率和农民个业，提高农业劳动生产力、土地生产率和农民个人所得，是建设社会主义新农村的重要支撑。人所得，是建设社会主义新农村的重要支撑。农业增产、农民增收、农村环境改善农业增产、农民增收、农村环境改善3.农业工程的主要特点农业工程的主要特点综合

23、性综合性 系统性系统性 多学科性多学科性 可持续性可持续性农业工程基本概念及发展趋势农业工程基本概念及发展趋势二、农业工程的发展趋势二、农业工程的发展趋势广泛应用工程技术新成就，农业工程向广泛应用工程技术新成就，农业工程向大型化大型化、密集化密集化、自动化和电子化自动化和电子化方向发展。如功率达方向发展。如功率达147147221221千瓦的拖拉机千瓦的拖拉机用于田间作业；用于田间作业；自动控制技术自动控制技术用于工厂化饲养设备、大型温用于工厂化饲养设备、大型温室和农田排灌设施；室和农田排灌设施；电子计算机、遥感技术和系统工程电子计算机、遥感技术和系统工程用于用于各项农业作业的管理和对产量的预

24、测、病虫害的预报及防治、各项农业作业的管理和对产量的预测、病虫害的预报及防治、土地的开发利用等。土地的开发利用等。工程科学工程科学与与农业生物科学农业生物科学更紧密结合和相互渗透。如拖拉更紧密结合和相互渗透。如拖拉机或自走式农业机械的行走装置对土壤结构和作物生长的影机或自走式农业机械的行走装置对土壤结构和作物生长的影响的研究，已成为设计拖拉机行走装置时的重要参数。这种响的研究，已成为设计拖拉机行走装置时的重要参数。这种有关工程技术与生物生长发育的相互关系和规律，实质上是有关工程技术与生物生长发育的相互关系和规律，实质上是现代农业工程的基础理论现代农业工程的基础理论 。各种工程技术的综合利用，促

25、使农业生产的全面发各种工程技术的综合利用，促使农业生产的全面发展。动植物生产的环境以及饲养、栽培、采收、加展。动植物生产的环境以及饲养、栽培、采收、加工、贮藏、运输、销售和管理等工艺都要综合应用工、贮藏、运输、销售和管理等工艺都要综合应用建筑、机械、水利、电气、电子、化工等科学技术建筑、机械、水利、电气、电子、化工等科学技术 ( (荷兰设施农业、以色列滴灌荷兰设施农业、以色列滴灌) )农业工程基本概念及发展趋势农业工程基本概念及发展趋势二、农业工程的发展趋势二、农业工程的发展趋势n先进农业工程装备n精细农业n工厂化农牧业设施n农业可持续发展n农产品增值加工n产业化技术n现代物理农业工程技术n机

26、电一体化自动化n生物质资源转化利用n生物材料工程n环境调控与保护n信息技术应用n规划与管理农业工程基本概念及发展趋势农业工程基本概念及发展趋势三、农业工程的发展方向三、农业工程的发展方向农业工程对现代农业的意义农业工程对现代农业的意义种植种植养殖养殖加工加工灌溉灌溉环境环境管理管理设施设施新新 技技 术术农业工程系统农业工程系统农业现代化农业现代化农业工程学科的基本知识农业工程学科的基本知识 一、农业工程学科的发展一、农业工程学科的发展1919世纪以前世纪以前，北美农业领域的工程技术问题，北美农业领域的工程技术问题通常是由能工巧匠或其他职业工程师来解决的，通常是由能工巧匠或其他职业工程师来解决的，如机械工程师、土木工程师或电气工程师等。如机械工程师、土木工程师或电气工程师等。 19051905年年，被誉为，被誉为“农业工程之父农业工程之父”的戴维森的戴维森（davidsondavidson，爱荷华，爱荷华iowaiowa州立大学）教授才首州立大学）教授才首次开设了农业工程专业课程次开设了农业工程专业课程 。19071907年，在美国的麦迪逊，成立美国农业年，在美国的麦迪逊，成立美国农业工程学会工程学会(america society of agricultural (america society of a