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農業工程

摘要:[拼音]:nongye gongcheng [英文]:agricultural engineering 為農業生產和農村生活服務的綜合性工程技術及其原理。它以土壤、肥料、農業氣象、育種、栽培、飼養、農業經濟等學科為依據,綜合應用各種工程技術,為農...


[拼音]:nongye gongcheng

[英文]:agricultural engineering

為農業生產和農村生活服務的綜合性工程技術及其原理。它以土壤、肥料、農業氣象、育種、栽培、飼養、農業經濟等學科為依據,綜合應用各種工程技術,為農業生產提供各種工具、設施和能源,以求創造最適於農業生產的環境,改善農業勞動者的工作、生活條件。

概況

農業工程發展成一門學科,是在20世紀70年代,而作為一種工程技術則有久遠的歷史。它經歷了3個發展階段:在原始農業工程階段,農具以石、木、貝殼為材料製作,舍飼等建築物的結構十分簡陋,農田的開發和整治剛剛起步,排灌設施也很簡單。傳統農業工程始於公元前 400年前後,主要特徵是普遍使用了鐵製畜力農具。1910年內燃拖拉機問世,標誌了現代農業工程的開始。

農業工程的內容,在20世紀60年代前主要包括農業動力和機械、農業建築、農田排灌和水土保持、農業電氣化等4大分支。60年代後,又增加了食品工程、農村能源工程、土地利用工程和農業生產環境工程等內容。但中國和歐洲國家的發展重點各有不同。中國的農業結構自古以種植業為主,因此,在農業工程中優先發展與此有關的農業機具、土地規劃和土地治理、農田水利和水土保持、農產品加工及貯藏,其目的是為了保證種植業的發展和農產品的利用。歐洲的農業自古以畜牧業為主,人的食物構成也以肉食為主,輔以穀物。因此,優先發展的是畜禽舍、越冬飼料倉庫、青貯塔、畜產品加工貯藏等農業建築以及各種農業機具。

特點

主要有:

(1)工程技術新成就的廣泛應用,其結果是農業工程向大型化、密集化、自動化和電子化方向發展。如功率達147~221千瓦的拖拉機用於田間作業,自動控制技術用於工廠化飼養裝置、大型溫室和農田排灌設施,電子計算機、遙感技術和系統工程應用於各項農業作業的管理和對產量的預測、病蟲害的預報及防治、土地的開發利用等。

(2)工程科學與農業生物科學的更緊密結合和相互滲透。如拖拉機或自走式農業機械的行走裝置對土壤結構和作物生長的影響的研究,已成為設計拖拉機行走裝置時的重要引數。這種有關工程技術與生物生長髮育的相互關係和規律,實質上是現代農業工程的基礎理論。

(3)各種工程技術的綜合利用,促使農業生產的全面發展。動植物生產的環境以及飼養、栽培、採收、加工、貯藏、運輸、銷售和管理等工藝都要綜合應用建築、機械、水利、電氣、電子、化工等科學技術。

研究內容

農業工程科學技術研究的範圍很廣,而且在不斷髮展中,目前主要包括以下7個方面。

農業機械化

又分兩方面,一方面指農業生產和農民生活所需的各種機械實體;一方面指用農業機械裝備農業的途徑、步驟和方法,及其組織管理、推廣運用、維修配套等(見農業機械化)。

農田水利和水土保持

利用水利工程和生物措施相結合的手段保持良好的土壤物理、化學性狀,調節土壤水、肥、氣、熱狀況,防止水土流失(見農田水利)。

土地利用工程

根據農業生態平衡的原理和國民經濟發展的需要,對不同地區、不同型別和不同利用目的的土地進行開發、利用和治理的工程理論和工程技術,又稱土地整治工程(見土地利用工程)。

農村建築和農業生物環境工程

利用各種建築物和其他工程設施,為農業生物生長和繁育,以及農產品貯藏保鮮創造良好環境條件的工程科學。主要包括 3方面:

(1)植物性生產環境工程。狹義指利用地膜覆蓋、塑料棚、玻璃溫室和人工氣候室等為作物生長創造良好環境的工程技術;廣義上還包括大田生產的防凍、防霜、防雹等工程技術。

(2)動物性生產環境工程。一般指禽畜舍飼養所需的各種建築物及裝置。

(3)農產品保鮮貯藏工程。指利用常溫庫、低溫庫、氣調庫等建築物及其配套裝置,對農產品進行保鮮貯藏(見農村建築)。

農副產品加工工程

加工動植物產品所使用的各種工程技術的總稱(見農副產品加工)。

農村能源工程

合理開發利用農村能源資源,提高用能效率的工程技術。農村能源資源主要有役畜、生物質能、水能、風能、太陽能、礦物質能、地熱能、潮汐能等。中國開發利用農村能源的工程設施有沼氣發生器、水力機、風力機、太陽能利用設施等(見沼氣、農用風力利用工程、農業太陽能利用工程、小水電)。

農業電氣化工程

指農業生產和農村生活中廣泛使用電力的各種工程技術,包括電能在農村生活和農業生產上的應用,農村輸配電工程,電氣控制和安全用電等(見農業電氣化)。

農業工程科學技術的範圍除上述 7個方面外,從20世紀70年代開始,發達國家的農業工程師還把新的科學理論和研究成果應用於農業工程之中,以促進農業工程科學技術的發展。主要包括以下幾方面:

(1)計算機技術在農業工程上,主要被用於資料處理和貯存、計算、控制以及預測預報等方面,大大提高了工作的效率和質量(見電子計算機在農業中的應用)。

(2)固體力學、流體力學和熱力學已成為研究農業工程的重要理論基礎。流變力學以及農產品物理特性的研究,為田間作業、農產品短距離運輸、農產品加工和其他農業工程的研究、設計、製造(施工)和使用管理提供了理論依據。傳熱學和傳質理論在農業工程上的應用,提高了農業工程中能量轉換效率。

(3)系統工程已用於土地或墾區的規劃和設計,農業工程的系統分析和各種裝置、設施的配套方案的制訂,以及農業企業的經營管理等方面(見農業系統工程)。

(4)人機工程學又稱人類工程學、人體工程學。其研究成果已被應用於拖拉機和自走式農業機械駕駛室的設計,使之具有隔音、防震、防塵、調溫和安全等功能;各種儀表、操縱桿和座位的佈置、結構也能符合駕駛員安全、舒適和操作方便的要求,從而提高工作效率,並大大降低職業病的發生率。

作用

農業工程的作用主要表現在以下幾方面:

(1)提高了農業勞動生產率。如美國農業勞動生產率的巨大增長主要就是依靠農業工程的發展。農業生產規模較小的日本,僅採用小型農業機械進行作業,就使農業勞動者節省出大部分時間來從事工副業勞動,90%以上的農民成為兼業農民。

(2)增強了抗禦自然災害的能力。中國所以能成為世界文明古國,重要的因素之一就是自古以來興建了大量農田水利工程,並創造了具有中國民族特色的各種鐵製農具,從而增強了抗禦旱、澇、洪、鹼等自然災害的能力,保障了人民衣、食、住的需要。

(3)推動了農業生產的集約化。保護地栽培和工廠化飼養是達到農牧業高產穩產和不受季節影響並能週年生產的根本措施。有關的措施都離不開農業工程。

(4)促進了農業自然資源的開發、利用和保護。水是農業的命脈,土是農業生產的基礎,能源是農業的動力。這三者均可利用工程手段對之進行合理開發、利用和保護,以利於發展農業生產、保護生態平衡。

參考文章

稻――鱉――鰍生態農業工程技術糧食作物

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