作物生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜而獨(dú)特的多因子動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，不僅受栽培品種的遺傳特性影響，而且受氣象、土壤、栽培技術(shù)及病蟲草害等多種因素的影響。作物生產(chǎn)系統(tǒng)的行為具有顯著的時(shí)空變異性、區(qū)域性，且定量化和年度間穩(wěn)定性較差。因此，傳統(tǒng)的作物栽培模式及管理技術(shù)往往以定性或半定量的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)為主，在某地或?qū)δ骋蛔魑锼�獲得的研究成果，只能粗略地引用于其他地區(qū)或其他品種，而補(bǔ)充地方性試驗(yàn)，通常成本高、試驗(yàn)周期長(zhǎng)、成果轉(zhuǎn)化慢。因此，如何提高試驗(yàn)成果的實(shí)用性，改善試驗(yàn)結(jié)論的外推性，提高農(nóng)業(yè)研究的效率，一直是人們密切關(guān)注的問題。隨著農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，作物生長(zhǎng)模擬模型日趨成熟，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于支持發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的大田試驗(yàn)研究與推廣，其潛在價(jià)值是巨大的。
    農(nóng)業(yè)系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷漫長(zhǎng)的時(shí)期，特別是20世紀(jì)80～90年代在國(guó)外快速發(fā)展，形成了不同的分支學(xué)科。在我國(guó)，經(jīng)過長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐，也形成了各有特色的學(xué)科體系和具有一定應(yīng)用價(jià)值的作物智能管理及決策系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模擬模型的研究進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期。模擬模型吸取了作物生理學(xué)、作物栽培學(xué)、土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、植物病理學(xué)等學(xué)科的知識(shí)，能迅速地回答許多“如果……那么……”一類問題。利用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，模擬模型可預(yù)測(cè)某些農(nóng)田條件的生產(chǎn)情況，也可用于區(qū)域性規(guī)模的農(nóng)田生產(chǎn)，還可模擬不同氣候模式下的產(chǎn)量。這種模型不存在地理限制，可以應(yīng)用到不同地域、不同栽培條件、其他栽培品種或其他耕作制度。盡管主要的模擬和預(yù)測(cè)結(jié)果仍需要用田間試驗(yàn)來檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，應(yīng)用模型研究比僅僅進(jìn)行試驗(yàn)研究的進(jìn)展要快得多。此外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家利用作物模擬模型及決策支持系統(tǒng)、3S技術(shù)[遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）]及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)等輔助進(jìn)行不同時(shí)空條件下的農(nóng)業(yè)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、肥水運(yùn)籌、病蟲害預(yù)測(cè)和防治，以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等，克服了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)固有的缺點(diǎn)，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策的科學(xué)性和定量化水平，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。