3.3.9农田水利与灌溉工具的定型
秦汉中央集权的建立，为大规模农田水利建设创造了条件，秦代成立初期即兴建大规模的水利工程灵渠。西汉时期，农田水利建设出现高潮，兴建了一批大型沟渠系工程；西汉晚年，水利工程建设重点转移为陂塘建设。到了魏晋南北朝时期北方战乱，灌溉事业废多兴少。隋唐时期，兴办水利事业，扩大农田灌溉面积，农业生产有了很大的恢复和发展。
（1）龙首渠
西汉以来，灌溉建设臻于极盛。雄才大略的汉武帝十分重视农田水利建设，认为泉流浸灌是发展农业的关键。关中著名的郑国渠开始兴建后136年，即汉武帝元鼎六年（公元前111年），左内史倪宽主持穿凿六辅渠，使郑国渠水无法浇灌的高地也得以灌溉。在穿凿六辅渠之前，庄熊罴（pi）上书言：“临晋（今大荔县）民愿穿洛以溉重泉（今蒲城县东南）以东万余顷故卤地。”汉武帝同意后，发卒万余人，自徵（zhi）（今澄城县）引洛水穿渠。穿到商颜山（今澄城、大荔之间的铁链山）下，由于该山土质为黄土覆盖，修明渠容易出现塌方，乃改自商颜山顶部凿井，依照渠道走向，不远即凿一井，深者达四十余丈（约13米），使井下相通，连接成为暗渠，水从山下行经十余里（约5千米），流过商颜山，是为井渠，这种井渠施工法，开创了后代隧洞竖井施工方法的先河。穿凿时曾凿得龙骨，故称龙首渠。
（2）井灌
汉代遗址中经常发现水井模型和水井残址。例如洛阳烧沟汉墓中，有86座墓共出土97件陶井，多数有陶水斗、滑轮、水槽等，水槽平面呈凸字形。各地出土的水井遗址，其用途是多方面的，但相当一部分是用于农田灌溉。汉代井灌的发展是与园圃业的发达互为因果的。明清时期，由于农业生产中商品经济的发展，经营愈益向于集约化，井灌得到迅速发展，利用地下水凿井灌田，蔚然成风。明末徐光启认为冀南豫北一带缺水的地方“唯井可以救之”。据记载，河北井灌和植棉有关。方观承《棉花图》：“植棉必先凿井，一井可溉田40亩。”据顾炎武记载：“河南仿古井田之制，每天100亩，四隅及中各穿一井，每井可灌田20亩，四围筑以长沟、深阔各丈余。旱则掣井之水灌田，潦则放田之水以入沟。”清代陕西关中井灌也颇有成效，崔纪在陕西凿井实践中总结出：“因地势不同凿井深度也不同：渭南一二丈或二三丈即可，渭北则需四、五丈或五、六丈方得，另外根据地形和地势，把他所凿的井分为三类：即甲，水车大井和豁泉大井，每井可灌田20亩；乙，桔槔井可灌田6~7亩；丙，辘轳井，可灌田2~3亩。”
（3）翻车、筒车的多样化
隋唐时代所用的灌溉工具除了桔槔、辘轳等以外，还广泛的使用了水车。水车有两类，一类是南北朝时期的翻车，另一类是唐代新创的筒车。从动力来看，有手摇的、足踏的、畜拉的和水力推动的，还有辘轳汲水与架空索道相结合的“机汲”灌溉工具。翻车为东汉末年毕岚所创，三国时期马钧加以改进，就是后世的龙骨水车。宋元时期的灌溉工具，就其类型主要有两种，一种是翻车，一种是筒车，这两种工具汉唐时期先后出现和应用，宋元时期发展很快。翻车方面除了人力翻车外，还出现了水转翻车、牛转翻车和风车。筒车方面，除原来的筒车又出现了卫转筒车，这些不同形式的灌溉工具，对利用不同的动力和适应不同的灌溉条件均有重要意义，我国传统的灌溉工具在这一时期已经完全定型。
（4）坎儿井
清代尤其是乾隆平定准噶尔贵族叛乱、统一新疆以后，新疆的水利有了很大发展。新疆的水利工程是包括新疆土著在内的各族人民共同建造的。新疆气候干燥，雨水短缺，蒸发量大，沙碛多，地面流水渗漏严重，发展水利必须针对这些特点解决开源和节流，这其中最有特色的水利工程应推坎儿井。《清史列传》：“卡井应准酌开也，查吐鲁番境内地亩多系挖井取泉，以资灌溉，名曰卡井，每隔丈余掏挖一口，连环导引，水由井内通流，其利甚溥，其法颇奇，洵为关内外所见。”卡井即坎儿井，它是利用雪水渗漏入砾石层的伏流或潜水作为水源，包括暗渠、明渠和竖井三个部分。暗渠的作用在于把水源引流到明渠即灌渠中，开挖暗渠前每隔三四丈挖一竖井，一则了解地下水位，确定暗渠位置；二则便于开挖和维修暗渠时取土和通气。坎儿井即可利用深层潜水，又减少水的蒸发，避免风沙埋没，是适应当地自然条件的巧妙的灌溉工程。
3.4滚滚车轮“拉”农耕
近代中国是处在外辱内乱、社会动荡不安的特殊时期，这种环境严重影响了农业的发展。这一时期的中国农业尽管取得了一定的发展，但并没有实现由传统农业向现代化过渡。直到1949年中华人民共和国的成立、半封建半殖民地制度的废除和社会主义制度的建立，中国农业才结束了停滞的历史，中国农业才逐步由传统农业向现代农业转变，实现了中国历史上最广泛最深刻的社会变革，使中国人民掌握了自己的命运。仅仅用了半个多世纪时间，不仅改变了旧中国一穷二白的落后面貌，而且建立起独立的和比较完整的国民经济体系，门类齐全的农业科技体系，农业科学技术领域的许多方面进入了世界先进行列。13亿中国人不仅解决了温饱问题，而且总体上达到小康水平。
3.4.1土地制度的变革
晚清时期，大部分土地为封建地主所有，分散出租给无地或少地的农民耕种，地权集中、使用分散是近代土地制度的基本特点。辛亥革命以后，官田、屯田除少量学田和地方慈善事业公地外，都变成了民田。民田分为公田和私田两部分。前者主要是寺庙田、族田以及某些地方公益机构占有的土地，后者是地主和农民私人占有的土地。民国时期，地权大部分集中在官僚、地主、商人、高利贷者手中。近代土地买卖更加盛行，有当、典、卖（绝卖）三种形式。由于农民经济状况恶化，农民往往先以土地抵押借款，到期无力偿还本息，只好典地，订定回赎期限，到期又无力回赎，只好绝卖，由自耕农变成佃农。
中华人民共和国成立后农业发展大致经历四个历史阶段：第一阶段1949~1958年为农业蓬勃发展的阶段。1949~1952年全国实行土地改革，在农村废除封建土地所有制，实行耕者有其田，大大提高了农民的生产积极性，农业生产得到迅速恢复。第二阶段1958~1966年为曲折发展阶段。第三阶段1967~1977年为农业长期停滞徘徊阶段。第四阶段1978年至今农业快速发展阶段。20世纪80年代初农村普遍实行了“联户承包责任制”，极大地调动了农民生产积极性，解放了生产力，实现了长久以来中国人梦寐以求的温饱愿望，农村经济也有了相当程度的发展。
3.4.2农业生产结构的调整
为适应新形势下农业生产的发展和技术的进步，中华人民共和国成立后，我国农业生产结构也进行了相应的调整。如粗粮和细粮（粮食作物内部）的调整。
中华人民共和国成立初期到20世纪70年代初，农业基础建设差，农业生产力低下，各种自然灾害频繁，粮食产量低而不稳。中华人民共和国成立初期小麦亩产只有41千克左右。因此，始终把粮食生产作为稳定政治、稳定经济、稳定人心的头等大事来抓。粮食作物结构是以甘薯、玉米等高产作物为主，人民的食粮也基本是以甘薯等粗粮为主，实行粗细粮搭配，粗细粮比例为6∶4，吃白面馍是过年过节的事情。70年代中后期，小麦和水稻产量提高，细粮比重逐渐增加，粗粮细粮比例变成了4∶6。80年代以后农村面貌发生了很大变化，由全年吃粗粮为主变成了全年吃细粮为主，而甘薯、玉米等已经不再是农民的主要口粮，成为调剂生活的粮食品种。
3.4.3农业机具的继承和发展
农业机具的发展是随着社会生产力的发展而发展的。民国时期，除完善耕、耙、播、灌溉、施肥、收获、加工等农具外，还开始从美国、德国、日本等国家引进拖拉机、柴油机等动力机械用于农业，改变过去依靠人、畜力的农机具为人、畜、机器三结合的农机具，大大提高了生产效率，减轻了农民的劳动强度、工业革命的爆发促使落后的、不适应工业发展的传统农业向现代农业转变，实现了农业生产、工具等的机械化。进入现代农业阶段后，机械化、自动化、电气化等取代了传统落后的工具，科学技术的突飞猛进使农业生产效率和劳动生产率得到空前提高，显著的标志就是机械化的推广、使用。
（1）耕地技术
现代农业阶段，耕地技术在大部分地区实现了半机械化、机械化操作。由机械化播种机、联合收割机到飞机、机器人等，以及各种计算机等辅助设备都已进入农业生产领域。在北方，采用大、中、小等不同型号的农业机械进行耕、耙、耱、压等整地处理，用播种机械、收割机械进行直接播种和收割；在南方，免耕插秧机代替人力，耕作方法主要是翻耕、旋耕，所用的工具以铧式犁、旋耕耙等为主。北方以伏耕、秋耕为主，少部分进行春耕；南方以秋耕、冬耕为主，利于干耕晒垄、冻融交替加速土壤熟化。深松耕、旋耕技术的发明，大大提高了农业生产效率，节约了农时，加速了现代农业的发展。
20世纪80年代以来，一系列先进农具如旋耕机、免耕抛秧机和秸秆锯齿式玉米免耕播种机的研制成功，在解决人工农作均匀度不高的同时，也提高了作业的质量，缩短了农忙时间。农业半机械化、机械化作业领域由粮食作物发展到经济作物，由大田发展到人工温室，由水平发展到立体，发展空间不断扩大。在小麦、水稻、玉米和大豆作物中，小麦生产基本实现了全程机械化（播种、收获机械化水平分别达到74.0%和72.8%）。
在现代农业生产中，尽管田间管理日趋精简化，但是中耕的重要作用仍不容忽视。中耕在为作物的生长创造良好的外部环境的同时，又具有农药、除草剂等化学方法不可比的优越性。中耕的农具有机引中耕机和畜力牵引的耘锄以及人力操作的手锄、大锄等，这些农具各有特点、作用和功能。这一时期对中耕的要求更加精细化，在深度上遵循“浅、深、浅”的原则，在中耕次数上依据作物的种类、生长状况、杂草数量、土质、灌溉等情况灵活掌握。
20世纪50年代开始的绿色革命，以矮化育种为主导的品种改良技术得到较快发展，同时化肥和农药被大量使用。“3S”技术和计算机自动控制系统核心技术的应用，致使“精准农业”的产生。生态技术革命将是21世纪农业的新技术革命的主要特征之一，围绕“土壤保护、秸秆利用、节本增效”为中心，重点发展资源节约、高产高效的保护性耕作技术。围绕农田生态健康和农业生产效率，在“4R”原则指导下的循环农业耕作技术正在应用和推广。
（2）农田水利与灌溉技术面对水资源日益紧张的局面，现代耕作制度要求在农艺、生物、工程和管理方面实施节水技术。灌溉技术已发展到相当成熟和完备的阶段，如微灌、喷灌、滴灌、渗灌等技术，大大提高了农田作物对水分的利用率。随着计算机技术的发展，在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上，利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析，已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性，获得最佳的灌水控制参数，有效地实施地面灌溉技术。
（3）栽培技术
近代农业栽培技术主要是继承和发展了轮作复种、间作套种、多熟种植的耕作栽培技术，发展了两年三熟制，并在部分地区发展了麦豆两熟、稻麦两熟，局部地区运用间作套种，实现了一年三熟制。现代栽培技术是对传统栽培技术的继承和发展。在多种作物间的间、混、套作和复种轮作的基础上，利用现代科学技术的新成果，形成了多种复合种植模式，如种养结合栽培、立体种植、温室栽培、精准定量栽培等。
（4）病虫害防治新技术
“预防为主、综合防治”是我国一贯坚持的植保方针，中华人民共和国成立以来，现代化的病虫害防治技术不断推陈出新，极大地丰富和发展了现代化的农业生产技术，采用的防治技术主要有物理防治、化学防治、生物防治以及多技术相结合的防治技术。20世纪50年代，化学防治农业病虫害得到了充分发展，植保机械一般是以手动药械为主，大量使用手摇式喷粉器、压缩式喷雾器、踏板式喷雾器、背负式喷雾器，同时首次利用飞机喷洒农药进行灭蝗工作。随着社会的发展，可持续发展成为我国现代化农业生产的必然趋势，在害虫防治上，单纯依靠化学农药往往得不到好的防治效果，反而引起越来越多的负面效应。化学农药严重污染环境，造成人畜中毒；农药残留有益生物被杀害，自然控制作用降低，次要害虫逐年上升，抗药性致使害虫猖獗，防治成本加大，农业生态系统遭到严重破坏等。因此，选择高效，快捷、安全的防治方式和产品，已成为病虫害防治工作的重要课题，并积极探索和发展了新型的无公害农产品生产病虫综合防治技术，如频振式杀虫灯等技术。频振式杀虫灯主要利用害虫对光、波、性、色和趋性，将光波设定在特定范围内，做到近距离用光、远距离用波加以色和味，引诱成虫上灯，通过高压电网将害虫击落接虫袋，从而达到诱杀成虫降低田间落卵量，压缩虫基数的目的。