9.2.2农业科学理论研究方法的变化
随着作物高产生理研究的深入和系统科学、信息技术的发展，现代科学新理论和新技术不断涌现，各学科的渗透和交叉融合，新的研究方法不断运用到农业科学研究工作中。
（1）现代系统理论基础上的模型方法
模型作为认识现实世界的一种研究工具，它是对现实世界抽象的简化描述。模型的研究初始是以经验模型为主，单纯的表示输入和输出之间的回归方程，而后发展为机制性模型。具体方法如下：①经验模型研究方法：是基于田间多因素试验和大量田间微观测数据，用数理统计方法建立作物产量与多种相关因素的模型，再用电子计算机对各种因素的不同组合进行筛选，以确定高产要素组合并用于大田生产。②栽培模型模拟研究方法：利用计算机强大的信息处理功能对作物生长发育过程及其与环境的动态关系进行系统的分析和定量描述，从而综合考虑作物生产问题。模拟模型利用系统科学观点，从生理学和生态学入手，以计算机和数学方法为手段，将作物生产中各因子在物质生产和产量形成过程中的实际作用，以能代表其作用机理的函数表示，即用数学模型描述作物生长过程与环境条件的关系，通过调控参数建立模型。③农业控制论研究方法：即以“层层控制、逐步逼近”的控制论思想进行作物生产的管理决策。它采用“综合—分解—协调”的多级优化方法，在综合考虑作物、环境、措施三者关系的基础上，把作物产量的形成分解为一个有序的层次发育过程，建立高产的阶段性目标。把生产过程中的措施、气候、土壤、作物生长发育与目标间的关系分块处理后，再以专家系统、模型模拟或统计函数等方法连接，达到对作物生产系统的近似。
（2）人工智能的农业研究方法
运用农业信息技术，可以对复杂的作物栽培生产过程进行系统的分析和综合，建立动态的模拟模型和管理决策系统，实现作物生产管理的定量决策，从而促进作物栽培的规范化、信息化、科学化，使传统作物栽培学转变为作物智能栽培学。作物智能栽培学研究内容涉及面很广，主要包括作物生产数据库及信息系统、作物生长预测和监测系统、作物管理决策支持系统、作物空间信息系统（3S技术等）、精准农业支持系统、作物智能教学和苗情诊断系统、虚拟作物以及网络服务系统等。在这方面，我国必须根据实际情况合理地吸收国外先进思想与技术，走自己的路，构建有中国特色的智能栽培学。目前正在试用的有两种：①栽培专家系统研究方法：专家系统是利用知识和推理过程解决需要人类专家才能解决问题的智能计算机程序。②人工神经网络研究方法：优点在于能够充分逼近任意复杂的非线性关系；能够学习与适应不确定性系统的动态特性，采用并行分布处理方法使快速进行大量运算成为可能。
（3）作物全息协调的研究方法
作物生产是一个整体性极强的领域，由许多相互依赖、相互作用的因子结合而成。从事物的整体出发，全面研究总体结构和功能是作物全息协调理论的研究方法和基本思路。全息栽培基于作物生产的综合信息，在影响作物生产的全集信息范围内，认识存在于客观生产实践中的作物与环境因素间的综合关系，探求作物生产系统的整体行为规律。全息栽培用一个基础模型、一个基本原则来解决作物生产中的复杂问题。
（4）作物生长的化学调控方法
由于化学控制（简称化控）能直接、有效地控制作物的生长，使作物的生长朝着人们预期的方向转化，能更好地挖掘作物的产量潜力。因此化控在未来农业生产中将更加受到重视。化控应用虽在我国的作物生产中取得了很大的成功，但目前应用于化控栽培的植物生长调节剂还不多，主要集中在少数几个品种上，品种类型不够丰富。另外，化控技术还应在“定向控制诱导”、生产效应和经济效益的稳定性、理想性和生态效益的显著性以及减少对作物的负效上加以重点研究，使之与传统的栽培学真正相互融合成为化控栽培技术新体系。可以预见，全面掌握化控科学理论，开发化控新技术，正确实施化控栽培工程技术，必将为作物栽培学创造一个新的研究方向。
9.3现代农业趋势〔1〕9.3.1农业机械化是我国农业发展的必由之路农业机械作为生产手段是农业生产力的重要内容，也是解放生产力的重要途径。但农业机械化又是与一个社会经济技术发展紧密相连的。进入21世纪，中国农业将面对激烈的国际竞争，如何看待我国发展农业机械化的问题，怎样探求中国式的农业机械化的发展道路，意义十分深远。
（1）正确认识农业经济发展的现状
我国的农业机械化事业从无到有，从小到大，发展很快，农村电力等也都是从无到有，得到了巨大的发展。农业机械化使农业综合生产能力得到大幅度提高。农业机械的推广使用，提高了生产效率，增强了抵抗干旱、洪涝等自然灾害的能力，一定程度上改变了“靠天吃饭”的状态农业机械的使用促使农业向农工贸一体化发展，促进了农业运输事业的发展。建立了相当规模的农机生产和推广体系。培养了一支农机科研科技队伍。在农业机械化的推广过程中，农民开阔了眼界，提高科技素质。各种基层农机厂、农机站为后来的农村工业、乡镇企业的发展打下基础。改革开放以来，农业机械由国家统配变为非控商品进入了市场。农民拥有了选择购买农业机械从事生产经营活动的自主权，农机投资主体发生了由国家投资为主到以农民私人投入为主的转变，出现了投资主体多元化的格局。另外，农业机械推广运用领域不断拓宽。但是，我国的农业机械化过程中，失误也不少，值得反思和总结，如认识的模糊造成实践中的混乱。农业机械经营失控，有些地方农机具被拆分，或因无人管理而报废；农机教育网络受到严重冲击。纵观我国农业机械化所走过的道路，既有成功的经验，又有失误的教训，但因我国农业机械化的失误和发展农业机械化的暂时困难而对我国发展农业机械化持否定态度是不足取的，我国发展农业机械化方向是正确的。机械化代替手工工具，提高劳动生产率，是社会生产力发展到一定阶段的必然产物。
（2）发展农业机械化的意义
1）发展农业机械化是我国农业经济发展的现实要求。我国农业生产力水平仍然落后，只有大力提倡科教兴农，推广农业机械化，才能改变生产力落后状态，使农业生产上一个新台阶。我国加入世界贸易组织，面临激烈的竞争，发展机械化，改善生产条件，提高劳动生产率和农业综合竞争力已势在必行。
2）农业机械化道路是实现农业现代化的必经之路。农业现代化包括技术（机械技术和生物技术）现代化和管理现代化。农业现代化在技术上就是采用现代的机械技术和生物技术装备农业，建立起现代化的农业科技体系。机械技术就是机械化，它是从机械操作开始，进而达到自动化，其作用主要是节约劳动时间，提高工效和劳动生产率，生物技术包括土壤改良、植物保护、良种培育、化肥、农药、除草剂以及农田灌溉等。其主要作用是提高农产品的单产和质量，着重于提高土地生产率。只有把机械化和生物技术适当地结合起来，两重并举，才能既提高劳动生产率，又提高土地生产率；西方发达国家在这方面过去曾走过了一些弯路，但现在都基本上把机械化和生物技术结合起来了，而且配合得较好，从而加速了农业现代化的实现和农业生产的发展。农业生产管理的现代化，主要是指生产组织上实行专业化、一体化和管理方法上的科学化，如运用系统分析法、电脑和通讯网络等科学技术。而这些先进技术实施的每一环节，都必须以机械化为基础和手段。可见，农业机械化是农业现代化不可缺少的主要内容。农业机械化道路是农业现代化不可逾越的必经之路。
3）发展农业机械化，可以成为我国经济新的增长点。农业机械化的直接经济效益是，提高农业各生产部门的劳动在产率，降低成本，为农业的产业化、集约化创造条件。农业机械化不仅有巨大的直接经济效益，更重要的是它的间接经济效益。农机行业是联系农业和工业的纽带，发展农业机械化，扩大农机行业可以成为我国经济新的增长点。发展农业机械化，需要各种类型的农用机器、电力设备，促使农机科研投入大量资金，加快科技转化为现实的生产力；发展农业机械化需要一定的基础设施，农村公路及水利等基础工程建设，需要投入大量的人力、物力，从而刺激建筑、建材、交通、能源等部门规模的扩大、生产的发展。发展农业机械化需要大量的农机人员激发农民学习农机知识的热潮，可以进一步刺激农村职业教育的发展。因此，发展农业机械化，能刺激工业对农机的投资和农村的消费，只要引导得当，农机行业一定能成为我国经济的一个新的增长点，从而拉动国民经济的发展。
4）发展农业机械化具有社会政治意义。发展农业机械化从近期来看农民解除了繁重的体力劳动，同时增加了收入，有助于农民身体健康与生活舒适，缩小了工农和城乡差别；从长期来看，发展农业机械化提高劳动生产率，逐步减少农业人口，为我国向非农业人口占多数的现代化工业国过渡创造条件。另外，我们要赢得与资本主义相比较具有更高的劳动生产率，是社会主义的本质要求，因此，发展农业机械化具有社会政治意义。
（3）发展农业机械化的对策
发展农业机械化有很多现实困难，因此要正视困难，积极寻求对策。
1）实事求是，有差别地发展。我们必须要坚持实事求是的态度，量力而行。我国各地自然条件和经济发展条件差别较大，因而农业机械化在地区、项目、水平、形式的布局上将呈现出很大的差异性，对不同的地区要因时因地因情况制宜，区别对待，允许不平衡，有差别地发展。农业机械类型、品种要注意实用性，在近期重点发展那些经济效益比较好的项目。农民使用农业机械既增产又增收，从机械使用中得到经济实惠，使农业机械化成为亿万农民自觉自愿参加的经济活动。
2）加快工业发展，为农村劳动力转移创造条件。工业以及其他非农产业的迅速发展，需要大量的劳动力，能吸收农村多余的劳动力，为农村劳动力转移出去创造条件。另外，工业的快速发展还可以为发展农业机械化提供资金，降低农机具的生产成本，为农业提供适用、配套、高效、价廉的农机具。
3）倡导土地使用权的合理流转集中。在坚持土地国有的基础上，进一步完善联产承包责任制。积极推广承包制下的租赁制、有偿转让制和股份制，加强土地的自主经营使用的灵活性，搞多种形式的规模经营，使土地使用权向种田能手或种植专业户转移，实现土地的适度规模经营，为农业机械化创造条件。
4）拓宽投资渠道。实现农业机械化，需要大量的资金，离不开国家的帮助。但是，目前国家财力有限，我国农业投入不足，尤其是农业机械化的投入不足，仅占农业总投入的1.7％左右，单靠国家的扶助还是不能解决问题，必须拓宽投资渠道，政府、企业、私人和外资均可成为出资的主体，发动全社会力量发展农业机械化。
5）科教兴农，提高劳动者素质。科教兴农就是依靠科技和教育来振兴农业。劳动者生产力的决定因素，劳动力的素质又取决于我们教育事业的发展，我们既要努力发展高等、中等教育、职业教育，培养农业专门人才，又要普及九年义务制教育，提高高中升学率，普遍提高劳动力的素质。
6）加快农业机械化事业的法制建设。建议加快制订全国性的农业机械化方面的法律，对农机生产的投资方法、企业享有的优惠政策和农用燃料、电力价格补贴等要用法律加以规范。对农机市场上的不法商人要予以严厉打击，切实保护农民的利益。
9.3.2精准农业是未来农业发展的趋势
精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是现代农业与当代高新技术相结合的产物。它是基于遥感技术、信息技术及当代生物技术的现代化农业生产管理方式，由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，来实现现代化农业的高产、优质、高效。其基本含义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。精准农业是将现代信息技术与农业技术、工程技术有机结合以获得高产、高效、优质生产的现代农业生产技术系统。而传统农业的发展在很大程度上依赖于生物遗传育种技术，以及化肥、农药、矿物能源、机械动力等投入的大量增加而实现。由于化学物质的过量投入引起生态环境和农产品质量下降，高能耗的管理方式导致农业生产效益低下，资源日显短缺，在农产品国际市场竞争日趋激烈的时代，这种管理模式显然不能适应农业持续发展的需要。