现代化农业必须实施集约化、产业化与商品化生产，在取得农业最高经济效益的同时，保持良性循环的生态效益，造就人类可持续发展的生存环境效益。
传统农业常以牺牲环境效益为代价，换取农业的经济效益，原有自然生态平衡遭到破坏，将大量的劳动力束缚在土地上，形成封闭式自给自足的小农经济，生态难以保持平衡，加之战争的破坏，世界上古老的农业大国逐渐衰亡。
现代农业借助于先进的生物工程技术和精良的农业设施装备，在改变自然生态平衡进行垦植中，建立起新的生态平衡，并使其循着良性循环方向发展。在资金与科学技术的不断运作中，农业商品率增加，农村经济市场活跃，农民富裕了，能够从被束缚的土地中走向新兴的产业，促进了国民经济的发展，人类就能营造更加美好的生存环境，让山川更美丽。
一、水是生态效益的保证
自然界的生态是植物--动物--微生物的共聚链，循着自然规律运行，保持着生态的平衡。水是生命之源，生命的重要组成，进行新陈代谢的基本活体，植物、动物、微生物的共有的物质。在生态循环中的每一个环节，如果够保持水分，就能够保持良性生态平衡；否则平衡遭到破坏，进入恶性循环后，农业将降低经济效益，失去环境效益。其中土壤肥力是最脆弱、最敏感的部分，水、气、热是土壤肥力的体现，团粒结构土壤，造就了微生物生存的环境，促使肥源转化，供植物吸收，生态良性循环能够有序地进行。一旦水土流失，土壤肥力被破坏，农作物减产，经济效益降低，土壤沙化，进入恶性循环，彻底地破坏了环境效益，人类将失去生存的空间。水是生态效益的保证。
二、从水人均供应量减少的进程中看现代农业
世界上水的人均供应量的排列顺序是：拉丁美洲、北美洲、非洲、亚洲和欧洲（图1）。根据1950年-2000年每隔10年的统计数字看出，水的趋势是减少，下降速率各不相同，其排列顺序是：拉丁美洲下降速率为81.30%、非洲66.70%、亚洲60%、北美洲21.7%、欧洲16.7%。发达国家集中的欧洲、北美洲水的下降速率低，只有16-20%，而发展中国家集中的亚、非、拉丁美洲，其人均供水下降速率
要高于发达国家的2-4倍，达60-80%。水，限制了农业的发展，水旱灾害频繁发生；
生态环境遭到破坏，沙尘暴威胁着人类生存的环境，沙漠化吞食着大片良田。在亚非两洲因争夺水而发生的战争，硝烟弥漫，更加速了生态环境的恶化，人民流离失所，民不聊生。
欧美经济发达国家，现代农业取代了传统农业，美国喷灌、微灌面积居世界之首，喷灌面积1.6 亿亩，占世界44%，微灌面积占世界微灌27%，喷微灌设备制造量欧美两洲的产量占世界的70-80%。现代农业以精良的设施设备作保证，能够科学地精量用水，在世界水的人均供应量大幅度减少的情况下，以现代农业为主体的发达国家，水的下降速率是缓慢的，农业仍表现出勃勃生机，保持着农产品出口大国的优势。
三、以色列现代农业与喷微灌技术
从世界微灌面积分布（图2）可看出，绝对面积最大的是美国、西班牙等欧美发达国家。而微灌占灌溉面积比例大的则是极度缺水的以色列、约旦、塞浦路斯、南非等亚非诸国。
以色列微灌面积比重居世界第一，占灌溉面积69.7%，实施现代农业，农业劳力只占3.7%，农产品创汇 1.5亿美元，占国民经济收入的5%。农业人口收入达1250美元，现代农业获得了最大的经济效益。尽管以色列只有16亿方的淡水资源，人均水量370方，人均土地1.25亩，但是建立起全国封闭式管网，北水南调，全自动控制管理，水输到田间以后，30.3%的大田作物采用喷灌，69.7%的经济作物用微灌，使水的有效利用率高达70-95%。喷微灌技术使以色列在只有2.78万公里2的国土面积上，面对贫水、战争的威胁，用点滴生命之水，使沙漠变成绿洲，一片片地恢复生态平衡，再造适于人类生存的更秀美的家园，在获得农业经济效益的同时取得了良好的生态环境效益。
四、喷灌促进中国现代农业的发展
喷灌设备有管道式喷灌系统和喷灌机组两大类。中国喷灌面积达2260万亩，主要集中在经济较发达的省市自治区、军垦、农垦农场和农业附加值高的地区，如黑龙江、吉林、辽宁、北京、山东、山西、河北、河南等地。
管道式喷灌系统以管道移动的成度分成全固定、半固定、全移动三大类，目前农业普遍使用的是半固定管道式喷灌系统，占中国喷灌面积的80%，北京顺义是中国第一喷灌县，1986年因密云水库停止向农业供水，改用一眼井控制250亩喷灌面积的半固定管道式喷灌模式。亩投资250至300元。原有72万亩地面灌溉的潮白河灌区废弃，全部改为喷灌，将密云水库1.2亿方水全转换成北京生活和工业用水。由于实施喷灌，使农业机械化水平达到90%以上，耕作耕度由原来的三年两熟改为一年两熟，转移农业80%的劳力到工付业上，使顺义的经济跃居全国五百的行业。
固定管道式喷灌多用于园林、运动场地的灌溉。移动管道式喷灌，在抗旱、补充性灌溉中应用，不多叙述。
喷灌机组指大型滚移式、时针式（园形）、平移式喷灌机组和卷盘式喷灌机等。目前中国约有1100台，集中在黑龙江、河北、河南、新疆、甘肃、山东等省市自治区的国营农场、农垦兵团、农业商贸集团等，采用产业化、集约化、商品化市场运作。大型喷灌机可灌水、施肥、喷药、和除草剂，长年运作，成为主要的农业机械，劳动效率可达到100亩/人的生产水平，农业商品率高达90-100%，使农业进入通过经济高产出，维持着生产的投入和应得的利润，进入良性循环可持续发展的生产模式，实现现代化农业。
五、微灌与现代设施农业
设施农业是可以控制作用生长环境的设施，其类型有小拱棚、塑料大棚和温室等，具有透光、控温、通风、灌溉、增放CO2等功能。温室大棚内多种植花卉、蔬菜、水果等高附加值农业产品，以维持其投入和利润，实现高经济效益的现代农业。
中国形成规模地发展设施农业，约在20世纪90年代后，主要分布在沿海、大城市郊区等经济发达而商品市场活跃的地区。由于温室、大棚内最为敏感的是温度与湿度，如采用常规的地面灌溉方法，在冬季将使地温将降低5-7℃，气温亦下降1-3℃，又因空气相对温度高、病虫害多，既浪费能源，增大施药量，又影响植物的生长和产品质量。微灌是设施农业最重要的灌溉方法，瓜茄类蔬菜、球茎类花卉等多采用滴灌，辅以微喷灌调节湿度。对叶菜、芽菜、苗木、观叶植物则采用微喷灌等。
为了降低土壤消毒的成本，多采用无土栽培，随着其技术的进步，成本逐步降低，使用面积不断地扩大。中国独创的有机生态无土栽培方法，通过微生物的作用，将植物、动物的废弃物转化成植物能吸收的肥源，提高产量与质量，形成良性循环的生态链取得了良好的生态环境效益。
有机生态无土栽培方法，采用栽培坑、槽、袋和盆等装基质和肥料，灌溉只能采用滴灌，其设备有滴灌管（带），插杆式滴头（滴箭）等，微喷灌只用作调节空气湿度。
六、小管出流微灌与果树、林木生态环境
中国地处世界的屋脊，拥有青藏、云贵、黄土与蒙新四大高原，地形高差约1000-8800米。高原、山丘区的林木生长影响着中国的生态环境，在地形崎岖，高低起伏，气候差异，贫富不均的条件下，满足果树、林木对水的需求，应配备适应能力强，管理方便，价格合理，利于改变的灌设备，这就是小管出流微灌技术与配套设备。采用φ4小管为基本配套而成的灌水器，可实施射流状出流辅以田间工程的局部地面灌溉，可安装稳流器和分流器，置于地面为滴灌，用土掩埋为地下滴灌，改装微喷头后进行微喷灌。可随使用地区的经济条件改善，不断地增加配套设备，使其由低向高级方向发展。
小管出流微灌的应用特点是：第一，抗堵塞性能强，采用比滴灌大7-8倍的过水断面，射流状出流。分流管平行于轴线开长孔外加管套，不易堵塞，好清洗。
第二，工作水头适应范围广：采用稳流器保证压力在5-25米范围内变化时，出流量仍保持稳定，这样极大的简化了设计、施工和管理、操作方便。
第三，流量应用范围大：稳流器有系列额定的出流量产品，计有10、20、30、40、50、60等级别，可根据需要选用，用于射流直接出流。如果安装分流管，可将稳流器的出流量分散，按分水口的多少，控制不出的出流量，如1、2、3、4、5、6升/时等。
第四，互换性能强：安排有系列φ4的配套管件，可改射流出流为滴灌、微喷灌等。可随作物不同的生长阶段，品种的改变和经济条件的改善而变化。
第五，管理操作简便，减少堵塞就是减少管理工作量，工作水头低，运转费用少，设备埋入地下，耗损率低。
七、机械化膜下滴灌与荒漠沙碱地改造
"沙漠绿洲，灌溉农业"是地处蒙新高原的新疆农业生产的特点。现有耕地5000万亩，而宜农荒地7000万亩，可利用草场7亿多亩，是中国最大优质商品棉基地，葡萄、红花和番茄基地，具有区域特色的绿色食品基地和重要的畜产品基地等。新疆与8个周边国家接壤，是国际商贸大通道和贸易中心，"东联西出"拥有国内与国际市场，为发展现代农业创造了良好的条件。
机械化膜下滴灌棉花，运用农业机械使铺管、铺膜、播种一次完成作业，滴灌是一次性薄壁迷宫式滴灌带，价格0.2元/米，一膜一管四行棉花，配套成天业滴灌系统，使亩投资由550元降到340元，大幅度地降低成本，同时安排好售后服务工作。1999年实施机械化膜下滴灌技术获得增产降耗每亩350元显著效果，2000年推广面积15.9万亩，2001年将发展到60万亩。
机械化膜下滴灌实施了农业的集约化、产业化与商品化的现代农业，在获得高经济效益的同时，改善了生态环境，使盐碱沙荒不毛之地，变成绿洲，再造秀美山川。
（一）、地膜、滴灌带回收再利用。
（二）、滴灌可使土壤盐分迁移，初始含盐量为1.42%的土壤，滴灌后根区土壤淡化脱盐，有利于作物生长，而盐分随水迁移集中于根区外的高盐区，使盐碱沙荒不毛之地，采用膜下滴灌后，重新焕发着生机。
（三）、滴灌棉花耗水量150-260方/亩，产皮棉80-140公斤/亩。而采用膜上灌340方/亩，喷灌450方/亩，产皮棉80-90公斤/亩。滴灌最大地发挥着水的效益。
（四）、节肥30-40%，通过1-2升/时的滴头流量，无集水，无渗漏，有效地利用了肥源，更有利于控制化肥造成对环境的污染。
（五）、提高机械效益20%，节约了劳力。提高田间管理定额四倍。
（六）、棉花增产幅度20-30%。
八、重力式滴灌与集雨微型灌溉工程
中国的黄土高原的陕、甘、宁水土流失沟壑区；蒙新高原的内蒙古西部和新疆，无灌溉就无农业；青藏高原青海的局部地区，干旱少雨难于开采地下水，又缺少地面淡水径流，其面积占中国总面积的40%，而水资源仅占10%，这是中国极度缺水区，贫困人口集中于此，只能依靠收集250-400毫米的降水，供人畜饮用和少量灌溉。
重力滴灌，采取20-30厘米的水头，自压进行滴灌，其出流量是普通滴灌的1/10-1/5，进入土壤中通过毛细管作用，吸收微量元素，供作物根系吸收，较好地保持和增加土壤肥力，减少病虫害，作物产量可提高30-40%，改善产品的质量。
国外的重力式滴灌系统，采用封闭式环状布置，滴头外嵌在φ4的毛管上，其出流量是0.2 升/时，毛管与输水管的连接采用阴阳插入紧配合方式，集水桶内放入叠片式过滤器，处理水质。
国内重力式滴灌系统，采用外插式迷宫状滴头，可折装清洗，其流量是0.5-0.6升/时，采用φ8毫米毛管，与输水管阴阳紧配合，折装方便，集水桶内放入筛网过滤器。其亩投资价格是进口的1/4-1/3。
重力式滴灌以其低微的出流量和自然水头，为极度缺水的贫困地区，发展集雨微型灌溉工程，争取进一步降低成本，作为扶贫项目中的工程手段。通过每户的微型灌溉系统，培育点点绿色生命，逐步摆脱贫困，恢复生态环境，重新进入良性循环，形成可持续发展的农业。