2002年，联合国亚太农业工程与机械中心在北京设立，这一国际机构的设立，对包括我国在内的整个亚太地区农业工程事业的发展将产生重要影响。温家宝副总理在揭幕仪式的致辞中指出：“中心的设立，将对促进亚太地区农业工程与机械领域的国际合作、提高农业整体发展水平产生积极的作用。”中国农业工程界将抓住这一良好机遇，在各自的领域内，运用现代高新技术发展农业工程学科。
党的十五大曾指出：发展现代农业，一靠生物技术，二靠信息技术。我国广大农业工程科技工作者围绕这一目标，在2002年,充分利用现代高新技术，尤其是生物信息技术发展农业工程事业，在很多方面取得了显著的成绩。
一、加强应用技术基础理论研究，为高新技术应用奠定理论基础
为奠定现代高新技术在农业工程应用上的理论基础，在2002年中我国农业工程科技工作者进一步加强了应用技术基础理论的研究，其研究领域涵盖了现代高新技术的各个方面。如：在“微分光谱遥感及其在水稻农学参数测定上的应用研究”中，王秀珍等通过不同氮素营养水平的水稻田间试验，解析了水稻冠层微分光谱对消除背景(湿土、水面)信息的影响，证实微分光谱在消除背景信息的影响方面起到了很好的作用；在“利用γ射线透射法测量径流含沙量及算法”研究中，雷廷武等首次采用γ射线透射法测量土壤侵蚀径流中的含沙量。结果表明，γ射线透射通过泥沙溶液的强度与水流含沙量间有极度显著的线性相关关系，并与理论计算结果高度一致，表明可由γ射线透射强度稳定、可靠、准确地确定含沙量值；在“微孔管渗灌时土壤水分运动的有限元模拟及其应用”中，张书函等为了深入了解新型微孔渗灌管的灌水性能，提供推广应用渗灌的科学理论和技术依据，建立了含有第3类边界条件的二维微孔管渗灌土壤水分运动的数学模型，采用有限单元法进行了模拟。模型的仿真应用结果表明:供水压力、土壤初始含水率、渗管的渗水速率等对渗灌效果都有明显影响；在“作物茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨”的研究中，王剑平等建立了农作物茎秆的力学模型，利用力学理论和方法，给出了农作物茎秆临界力的具体表达式。根据该表达式，可对农作物的抗倒伏能力进行综合评价，研究人员还给出了农作物倒伏与茎秆各物理量之间的关系，为作物抗倒伏品种的选育、收获机械的设计、桔秆的综合利用提供参考；在“双流道泵叶轮内湍流的数值模拟”中，刘厚林等对双流道泵叶轮内3维不可压湍流流动进行了数值模拟。计算采用了雷诺时均N-S方程和修正了的k-ε湍流模型,计算在体贴坐标系和交错网格中进行并采用了SIMPLE-C算法。计算结果首次揭示了双流道泵叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律。研究结果可以用来对双流道泵进行性能预测并为双流道泵的优化设计创造了条件；吴中华等利用CFD模型对脉动气流喷雾干燥过程进行了数值模拟，得到了干燥过程中干燥室气体流场和颗粒运动轨迹、气体局部湿度和温度变化及不同初始直径颗粒在干燥室内干燥过程的详细信息，解决了过去难以在干燥过程中动态测量上述各项参数的难题，从而能清楚了解干燥过程中的全部情况，为脉动气流喷雾干燥器的设计与干燥过程的优化提供了参考；刘文兆等对“作物水肥优化耦合区域的图形表达及其特征”进行了深入研究，通过对瞬态温度变化过程和稳态温度形成特征的探讨，研究了温度势梯度存在时水平一维土柱中水盐运动的特点。
此外，研究人员还在“保水剂特性测定及其在农业中的应用”、“地下滴灌土壤水运动和溶质运移数学模型的应用”、“青铜峡银北灌区井灌井排水盐运动数值模拟”、“灌溉渠道闸门调控过程中的非恒定流研究”等诸多领域进行了技术基础理论研究。
二、农业水土工程在西部地区农业发展中发挥了重要作用
水资源不足是制约我国农业发展的重要因素之一，尤其是西部地区。为促进我国西部地区的农业发展，2002年，广大农业工程科技人员充分利用现代高新技术加强西部地区水资源的管理与水土环境保护。在研究土壤、作物、大气中水、热、盐运移规律、过程模拟、监控技术，减少农田水利系统供水损失和各种节水灌溉工程装备技术方面做了大量的研究工作。同时在如何提高植物生长对水、肥的有效利用，最大限度地减少农田水分的无效蒸发与流失消耗，开发基于新的物理原理和微电子技术的农田土壤含水量与肥力参数快速获取传感技术、智能化农田节水灌溉管理控制技术，GPS、GIS、RS与智能化技术用于水土环境监测，智能化灌溉装备，并使这些研究成果实用化和适于在基层用户中推广作用等方面进行了积极的探索。
膜下滴灌是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜技术优点的新型节水技术。水、肥、农药等通过滴灌带直接作用于作物根系，加上地膜覆盖，棵间蒸发甚微，这对作物生长发育十分有利。由于受技术的制约，长期以来一直未能解决“滴灌不能进大田”的难题。在我国科研人员的努力下，2002年这一金科玉律在新疆已经被打破。目前，新疆推广膜下滴灌技术170多万亩。尤其在应用于棉花的种植上取得了显著的效益。由于膜下滴灌在大田上应用取得成功，已使我国成为世界上滴灌面积最大的国家。
保护性耕作是对传统耕作制度的重大变革，其主要内容是用大量秸秆残茬覆盖地表，尽量减少不必要的田间耕作，通过机械化手段，保证免耕播种质量。2002年中国农业大学高焕文教授主持的项目“旱地农业保护性耕作技术与机具研究”获国家科学技术进步奖二等奖。研究人员首次在我国开展大规模农艺农机结合的保护性耕作系统试验，提出了我国完整的机械化保护性耕作体系；首次在世界上开发出成套的小型保护性耕作机具，在小地块、经济不发达地区实施保护性耕作成功。目前已得到农业部和国家领导的高度重视，示范推广到10余省市500多万亩面积，累计1200多万亩，实现经济效益8亿多元；研制的机具在4个工厂批量生产，为我国保护性耕作的全面推广做出了奠基性的贡献。
此外，科研人员还在西部农业水资源合理开发利用与农村水环境保护；高效地面灌溉技术；喷、微灌技术及高新产品与设备的开发和应用；高产值作物的灌溉技术研究；农作物需水机理及综合节水技术；农业水资源高效利用技术评价与选择等方面进行了深入的研究。
三、农业机械技术的研究向智能化、机电一体化方向发展
从上个世纪70年代中期开始，发达国家加快了农业装备电子信息应用技术研究及产业化开发。一批面向生产者应用的各种机电仪一体化技术产品迅速开发装备到农业机械上用于实现农业机械化作业的高效率、高质量、低成本和改善操作者的舒适性与安全性。在2002年中，我国农业工程科技工作者根据我国的国情，在农业机械的机电仪一体化方面做好大量的工作。如：在“机械手式水稻有序行抛机构的设计”中，马瑞峻等为适应水稻抛秧移栽新种植模式，研制了一种机械手式水稻有序行抛机构，该机构可将工厂化穴盘育秧秧苗自动拔起并按株距、行距有序地定植于田间。借鉴工业通用机器人原理，设计了一种夹子式机械手，该机械手通过单片机编程控制进行全自动取秧。
传统播种机在排种时是否漏播主要靠农具手站在播种机上观察，往往不能及时发现，有时发现漏播时问题已经比较严重。若要进行补种，则会发生重复播种现象，造成浪费，既耽误了播种时间又增加了生产成本，费时费力。金衡模等在“玉米精播机漏播补偿系统设计”中，研制了一种用于玉米免耕精密播种机的由单片机控制的排种监测与补种装置，以保证故障发生时既可自动报警又可及时补种。
此外，在主要农作物生产机械化技术与关键机具研究；水稻、玉米生产机械化技术与配套机具研究；可持续机械化旱作农业模式与关键机具研究；高效、低污染施药技术与植保机械研究；薯类高产高效机械化技术体系与关键机具研究；精确农业变量作业机具研究等方面，广大农业工程科技人员也做了大量的工作。
四、环境控制工程在设施农业的发展中发挥重要作用
随着农业环境工程技术的发展，设施农业有了长足的进步，使传统分散的农业生产逐步走向规模化、集约化的生产方式。近10多年来，中国在工厂化种植、工厂化养殖以及温室园艺作物栽培、无土栽培等方面都取得了很好的成果。尤其是对具有中国特点的日光温室技术进行了全面、深入地研究，从结构建筑、覆盖材料、环境调控、栽培管理等方面做了较系统的研究，已在中国境内的北纬380~420地区内得到广泛普及，使蔬菜供应的地区性差异得到了极大改善，使农民收入得到显著增加。高产优质的“番茄树”研究工作已取得单棵植株结果11000个的成果；畜牧工程方面已在集约化和规模化养殖的关键工程技术中取得了突破性的进展，畜牧工程工艺已经在养殖生产中发挥主导作用；大型现代化温室的主体结构及部分内部设施的国产化已经完成，环境控制技术的研究已被列入“十五”国家科技研究开发项目。2002年农业工程科技人员在工厂化农业成套技术装备的研究方面取得进展，研究内容包括节能日光温室与经济型连栋温室；温室环境控制关键设备与自动控制系统开发；温室作物无土栽培技术与装备；温室用低污染小动力及其农机具开发；工厂化育苗技术及成套设备；智能化种植专家系统与虚拟技术；信息网络化技术在工厂化农业中的应用等。
五、新技术用于农业废弃物的资源化，改善生态环境
我国是一个农业大国，农业生产中的废弃物种类繁多，数量巨大，而且随着农业生产水平和农民生产水平的提高，对原来用作燃料和肥料的农业废弃物的利用越来越少，因此农业废弃物越来越多。这些废弃物如不经妥善处理排放，将会严重污染环境。
为实现农民生产、生活垃圾的资源化利用，从根本上改变农村环境卫生状况，提高农民生活质量，带动农业结构调整，增加农民收入，推动农村文明进步，农业部近期利用国债资金在北京市等29个省（区、市）和有关部属单位开展农村能源基本建设项目，投资总额近2亿元人民币。其建设内容包括：户用沼气综合利用模式建设；户用沼气池新型模式示范；集约化养殖场沼气工程建设和农村能源培训基地建设。
为解决如何充分有效地处理并利用这些废弃物，合理利用农业资源，防治农业污染，改善农村环境，提高农业能源的利用率这一课题，农业工程科技人员在植物纤维性废弃物资源化利用技术和畜禽粪便资源化利用技术做了深入的研究。在植物纤维性废弃物资源化利用技术的研究中，科研人员重点研究了植物纤维性废物还田技术、饲料化利用技术（采用的方法包括：微生物处理技术、青贮法、氨化法、热喷法等）；气化技术（指含炭物质在有限供氧条件下产生可燃气体的热化学转化）；固化、炭化技术（将松散的植物纤维性废弃物原料压制成棒/块状，放入炭化设备中炭化后制成生物质炭）等。在畜禽粪便资源化利用技术研究中，研究人员研究重点研究了畜禽粪便的肥料化技术（堆肥化技术、制复合肥技术）；饲料化技术（通过利用干燥法、青贮法、需氧发酵法等使畜禽粪便成为反刍动物的饲料）；燃料化技术（以畜禽粪便、秸秆等农业废物为原料，经厌氧发酵可以产生沼气，作燃料）等。
六、充分利用新技术，促进农牧产品贮藏保鲜加工技术现代化
为满足消费者对食品的品质和食物安全要求日益提高的要求，农业工程科技工作者加大了对农产品综合利用的研究力А４车闹饕抻诶米蚜！⒐怠⒒ɑ堋⑷馄贰⑵じ锏壤瞎勰睿┱沟嚼眯碌纳铩⒒ぁ⒒档燃际酰芯空錾镏首试吹目⒗谩Ｔ谂┎返募庸ぜ际醴矫妫朴缮⒉蟠怼⒉贩盅∮敕旨丁⒅亍⒃耸洹⒈Ｏ省⒆钪詹芳庸ぁ啊⑹谐】氐恼鍪称妨垂逃氩菲分实娜碳嗫亍５缱有畔⒂肱┮底氨讣际跻言诜⒋锕业呐┎芳庸ぶ械玫焦惴河τ茫缗┎菲分实目焖偌觳狻⒉菲分史旨镀兰邸⒅丶庸す滩问木傅骺亍⑹谐⌒枨蟮木霾咧С址治龅取＜扑慊泳跫际酢⒛し掷爰际酢⑽⒉际酢⒊哐股本际酢⒊俳巛腿〖际酢⒗涠掣稍锛际酢⒌臀路鬯榧际醯仁堑苯裰饕南冉┎芳庸ぜ际酢Ｂ砗绫妊芯康牡臀碌壤胱犹澹∟TP）用于液体食品的低温杀菌技术，已获美国专利。该研究表明，此项新的NTP技术可以在常温下和极短的时间内杀死液体食品中的病原菌，包括大肠杆菌O157：H7和沙门氏菌。
此外，在农产品贮运加工工程方面，科研人员在以下几个方面也进行了卓有成效和研究和探索：（1）农产品贮运加工关键技术与设备方面，如低温贮粮；果蔬保鲜、贮藏与流通技术；肉与肉制品综合保鲜技术；淡水鱼的加工利用技术；利用高新技术改造传统工艺；加工关键设备的研制与开发；质量快速检测技术等；（2）农副产品综合利用关键技术与设备方面，如蛋白质资源开发利用；纤维资源开发利用；胚芽综合开发利用；生物活性成分提取等；（3）传统食品工业化方面；（4）标准体系与质量控制体系的建立与实施方面；（5）贮运信息方面，如农产品贮运加工信息集成及应用等。
七、电子信息技术广泛应用于农业工程各个领域
农业电子信息工程是改造我国传统农业的重要手段，是实现中国农业现代化的技术支撑。随着电子信息技术的不断发展，我国的农业机械与装备，在微电子技术、仪器与控制技术和信息技术的研究和应用方面，正着力于向智能化、机电一体化方向迈进；对基于信息和知识管理农业生产系统的“精细农业”的研究已经起步，在中国农业大学精细农业研究中心的基础上，2002年1月教育部正式批准在中国农业大学建立“现代精细农业系统集成实验室”，该实验室为教育部重点实验室，汪懋华院士出任该重点实验室学术委员会主任。在“精细农业”研究方面已取得了一批成果，在他的指导下，何勇等应用MapObjects实现GIS与 GPS的有机结合而开发的精细农业信息处理系统，实现了空间数据可视化分析处理，能实时地测定和显示动点轨迹，并具有计算面积等功能；温室环境控制技术已被列入国家科技部“十五”的研究开发项目，并已取得部分成果，如实现温室环境调控自动化的“分布式网络控制“技术已进入实用阶段；一种用于蔬菜苗的嫁接机器手已获成功；用于果品分检的计算机视觉技术、用于饮料检测的电子鼻技术均取得成果；具有可视化、易操作的掌上电脑农业专家系统开发平台的研究与开发已经获得初步成绩；“3S”技术已经用于土地整理中的田块设计。
2002年，科研人员还在融合现代微电子技术、仪器与控制技术和信息技术的智能化、机电一体化的农业机械工程与装备技术的研究与开发；现代设施园艺工程环境控制自动化与智能化；虚拟农业与生物传感技术；计算机视觉与图象信息处理技术；生物机器人研究与应用技术开发；智能化园艺作物管理专家系统与辅助管理决策支持系统开发研究；开拓土壤、作物系统水利用过程与水土流失计算机模拟模型；3S与智能化技术用于水土环境监测；智能化灌溉系统；基于信息和知识的“精细加工”集成管理决策支持系统和“精细农业”集成研究等方面进行了大量的研究工作。
八、《农业工程学报》载文分析
《农业工程学报》作为中国农业工程学会的会刊，是当今反映我国农业工程学科发展水平的重要学术刊物，集中反映了我国农业工程学科发展的重大动向。2002年《农业工程学报》共出版6期，发表学术论文290篇，开设的栏目有：应用技术基础研究、农业水土工程、农业机械与农业机械化工程、设施农业与环境控制工程、农村能源农业废物处理与环保工程、农产品产后处理与加工工程、农业自动化与农业信息技术、土地开发整理工程以及综述及论坛等，其分类情况如下表所示。
2002年《农业工程学报》载文分类情况
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学科分类 |
应用技术基础研究 |
农业水土工程 |
农业机械与农业机械化工程 |
设施农业与环境控制工程 |
农村能源农业废物处理与环保工程 |
农产品产后处理与加工工程 |
农业自动化与农业信息技术 |
土地开发整理工程 |
综述及论坛 |
|
载文量(篇) |
35 |
49 |
33 |
26 |
19 |
53 |
34 |
14 |
27 |
|
所占比例(%) |
12 |
17 |
11 |
9 |
7 |
18 |
12 |
5 |
9 |
执笔人：王宝济、刘清水、管小冬、王鲁燕、王英芬
作者简介：王宝济：中国农业大学图书馆东馆 副研究馆员 农业工程学科
联系地址：100083，北京海淀区清华东路17号 电话：62736490
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