Aus dem Tatbestand:

A.- Die Eheleute Aldo und Silvia Secchi-Piazza, die in der Stadt Luzern wohnen, kauften am 28. Juli 1971 von Fräulein Josy Gut, geb. 1896, den grössten Teil des Gehöftes "Fürten", das in Udligenswil (Luzern) ausserhalb des im generellen Kanalisationsprojekt dieser Gemeinde abgegrenzten Gebietes liegt. Sie erwarben rund 2,6 ha samt der Scheune. Die Verkäuferin behielt eine Parzelle von 424 m2 mit dem Wohnhaus, das sie weiterhin bewohnt. Den Eheleuten Secchi wurde ein Kaufsrecht an dieser Parzelle eingeräumt, das sie nach dem Tode von Fräulein Gut ausüben können. Sie schafften eine Baubaracke an, um sie auf "Fürten" aufzustellen und zu einem Wohngebäude für sich auszubauen. Sie betreiben auf dem gekauften Land selber Landwirtschaft. Aldo Secchi, der am Lehrerseminar in Luzern Biologieunterricht erteilt, will mit der Landwirtschaft wissenschaftliche Tierbeobachtungen (Verhaltensforschung) verbinden.

Am 27. Januar 1972 erteilte der Gemeinderat von Udligenswil den Eheleuten Secchi die Baubewilligung für das Aufstellen der Wohnbaracke. Hiegegen rekurrierte das kantonale Amt für Gewässerschutz an den Regierungsrat mit der Begründung, die häuslichen Abwässer dürften nicht landwirtschaftlich verwertet werden.

Am 10. April 1972 entschied das kantonale Polizeidepartement, für das Bauvorhaben der Eheleute Secchi könne eine Ausnahmebewilligung nach § 6 Abs. 1 des kantonalen Gewässerschutzgesetzes nicht erteilt werden. Diese Bestimmung sieht vor, dass eine solche Bewilligung erforderlich ist, wenn Abwässer aus nichtlandwirtschaftlichen Gebäuden und Betrieben nicht an eine Kanalisation angeschlossen werden sollen.

Die Eheleute Secchi fochten den Entscheid des Departementes mit Beschwerde beim Regierungsrat an. Dieser wies die Beschwerde am 19. März 1973 ab. Er führte aus, ein sachlich begründetes Bedürfnis im Sinne des Art. 20 GSchG und des Art. 27 Allg.GSchV sei nicht nachgewiesen. Das Eidg. Amt für Umweltschutz habe ein solches Bedürfnis für Neubauten auf landwirtschaftlichen Zwergbetrieben, die lediglich aus Liebhaberei geführt werden, stets verneint. Hier handle es sich um einen Fall dieser Art. Wohl übe Aldo Secchi auf "Fürten" eine landwirtschaftliche Tätigkeit aus, aber nur als "Hobby", das jederzeit aufgegeben werden könne. Die Beschwerdeführer seien auf das in Frage stehende neue Wohnhaus nicht dringend angewiesen. Auch sei der gewählte Standort der Baute weder durch deren Zweckbestimmung bedingt noch im öffentlichen Interesse erwünscht. Ein zusätzliches Wohnhaus sei für die Bewirtschaftung der Liegenschaft "Fürten" nicht erforderlich. Das alte Wohnhaus, das angeblich baufällig sei, werde immerhin noch bewohnt; nur genüge es den Ansprüchen der Beschwerdeführer nicht.

B.- Aldo und Silvia Secchi-Piazza erheben Verwaltungsgerichtsbeschwerde mit dem Antrag, der Entscheid des Regierungsrates sei aufzuheben, und die Luzerner Behörden seien anzuweisen, ihnen die nachgesuchte Baubewilligung zu erteilen. Es wird geltend gemacht, die Beschwerdeführer übten auf "Fürten" eine eigentliche landwirtschaftliche Tätigkeit aus, und dazu sei ein neues Wohngebäude an Ort und Stelle erforderlich, da das alte ausfalle. Ob Aldo Secchi sich im Haupt- oder im Nebenberufals Landwirt betätige, sei gleichgültig. Die Beschwerdeführer hätten sich von Anfang an bereit erklärt, eine moderne Kläranlage für die häuslichen Abwässer einzurichten.

C.- Der Regierungsrat des Kantons Luzern beantragt Abweisung, das Eidg. Departement des Innern Gutheissung der Beschwerde.

2. Nach Art. 19 und 20 GSchG dürfen Baubewilligungen nur erteilt werden, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind. Art. 19 betrifft Bauten innerhalb der Bauzonen oder, wo solche fehlen, innerhalb des im generellen Kanalisationsprojekt abgegrenzten Gebietes, Art. 20 Bauten ausserhalb dieses Gebietes. Hier ist Art. 20 anwendbar, da das Land, das die Beschwerdeführer gekauft haben, ausserhalb des Kanalisationsrayons der Gemeinde Udligenswil liegt.

Art. 20 bestimmt im ersten Satz, dass Baubewilligungen für Gebäude und Anlagen ausserhalb des Kanalisationsbereiches nur erteilt werden dürfen, "sofern der Gesuchsteller ein sachlich begründetes Bedürfnis nachweist". Der zweite Satz des Art. 20 schreibt vor, dass die Bewilligung erst erteilt werden darf, wenn die Ableitung und Reinigung oder eine andere zweckmässige Beseitigung der Abwässer festgelegt ist und die Zustimmung der kantonalen Fachstelle für Gewässerschutz vorliegt. Im gegenwärtigen Beschwerdeverfahren ist streitig und vom Bundesgericht zu prüfen, ob ein sachlich begründetes Bedürfnis nachgewiesen sei.

Nach Art. 20 GSchG ist es Sache des Gesuchstellers, diesen Nachweis zu leisten. Der Gesuchsteller muss dartun, dass er selber ein genügendes Interesse an der Baute oder Anlage hat. Das Bedürfnis muss aber nach dem Gesetzestext auch "sachlich (objectivement, oggettivamente) begründet" sein. Dem Art. 20 GSchG liegt gemäss Botschaft des Bundesrates die Überlegung zugrunde, dass die ausserhalb des Kanalisationsrayons erstellten, "mit mehr oder weniger behelfsmässigen und schwer zu kontrollierenden Einzelkläreinrichtungen oder mit abflusslosen Abwassergruben versehenen Gebäude erfahrungsgemäss eine stetige Gefahr für ober- und unterirdische Gewässer bedeuten", und dass daher das nationale Werk der Abwassersanierung in Frage gestellt würde, "sofern Bauten mit derartigen als definitive Lösung gedachten Abwasserbeseitigungen überall uneingeschränkt bewilligt würden". Es soll der Tendenz, "die abseits der bestehenden Siedlungen gelegenen Gebiete unseres Landes mit Einfamillien- und Ferienhäusern zu überbauen", entgegengewirkt werden, weil sonst damit gerechnet werden müsste, "dass die Zahl der Verunreinigungs- und Gefahrenherde ins Unermessliche wachsen würde" (BBl 1970 II 543). Der Gesuchsteller, der ausserhalb des Kanalisationsbereiches bauen will, muss sich daher auf Gründe berufen können, die so gewichtig sind, dass sich eine Ausnahme von der zum Schutz der Gewässer aufgestellten Regel des Ausschlusses der Bewilligung abgelegener Bauten verantworten lässt (BGE 99 I/b 154 E. 2 a).

Im ersten Satz des Art. 19 GSchG steht die Wendung "Neu- und Umbau von Bauten und Anlagen aller Art", während im folgenden Satz von "kleineren Gebäuden und Anlagen" und in Art. 20 einfach von "Gebäuden und Anlagen" die Rede ist. Zweifellos ist mit der kurzen Wendung "Gebäude und Anlagen" dasselbe gemeint wie mit der ausführlichen Umschreibung im ersten Satz des Art. 19. Es kann nicht der Sinn des Gesetzes sein, dass Art. 20 im Gegensatz zu Art. 19 nur Neubauten und nicht auch Umbauten erfasst. Der Zweck des Art. 20 erfordert, dass die Bestimmung auch auf Umbauten anwendbar ist. Offenbar wollte man bei der Redaktion der Art. 19 und 20 Wiederholungen jener ausführlichen Wendung vermeiden, um den Text nicht zu schwerfällig werden zu lassen. Es ist daher nicht gesetzwidrig, dass die Allg.GSchV in Art. 25 vom "Umbau im Sinne der Art. 19 und 20 des Gesetzes" spricht und in Art. 27 das von Art. 20 GschG geforderte sachlich begründete Bedürfnis in gleicher Weise für Neubauten wie für Umbauten umschreibt.

3. Nach dem ersten Satz des Art. 27 Abs. 1 Allg.GSchV gilt das Bedürfnis für einen Neu- oder Umbau ausserhalb der Bauzonen bzw. des durch das generelle Kanalisationsprojekt abgegrenzten Gebietes als sachlich begründet, "wenn der Gesuchsteller auf das geplante Gebäude oder eine Anlage dringend angewiesen ist und deren abgelegener Standort durch ihre Zweckbestimmung bedingt oder im öffentlichen Interesse erwünscht ist". Der Schlussatz des Art. 27 Abs. 1 Allg.GSchV bestimmt, dass die Möglichkeit des Anschlusses an eine Kanalisation in keinem Fall ein sachliches Bedürfnis begründet. Der nachfolgende Abs. 2 nennt Beispiele von Bauten oder Anlagen, für die ein sachlich begründetes Bedürfnis "bestehen kann" (Landwirtschaftsbetriebe usw.).

Das Bundesgericht hat in BGE 99 I/b 153 ff. (E. 2) die in Art. 27 Allg.GSchV enthaltene Umschreibung des sachlich begründeten Bedürfnisses als gesetz- und verfassungsmässig befunden unter der Voraussetzung, dass die Bestimmung so verstanden wird, wie es sie ausgelegt hat. Es hat insbesondere ausgeführt (E. 2 b, Abs. 1), in subjektiver Beziehung entsprächen dem Wortlaut und Sinn des Gesetzes der deutsche und der italienische Text des Art. 27 Abs. 1 Allg.GSchV ("dringend angewiesen", "necessità urgente"), während die französische Fassung ("nécessité absolue") dem Gesuchsteller zu viel zumute; der Nachweis eines bedeutenden, aktuellen und intensiven Interesses des Gesuchstellers genüge. Anderseits hat das Gericht dargelegt (E. 2 b, Abs. 2), in objektiver Beziehung hätten alle drei Fassungen des Art. 27 Abs. 1 Allg.GSchV - trotz gewissen Abweichungen - denselben Sinn; namentlich sei den im deutschen und im italienischen Text stehenden Ausdrücken "bedingt" und "condizionata" die gleiche Bedeutung beizumessen, die das im französischen Text gebrauchte Wort "justifié" habe.

Nach Art. 25 Allg.GSchV gilt als Umbau im Sinne der Art. 19 und 20 des Gesetzes "jede baupolizeilich wesentliche Veränderung an Bauten und Anlagen, die eine Vergrösserung des Nutzraumes, eine Erhöhung der Anzahl Wohnungen oder eine andere Art von Gebrauch oder Nutzung bezweckt". Auch diese Bestimmung ist als gesetz- und verfassungsmässig zu betrachten. Für die Beseitigung der Abwässer aus bestehenden Bauten und Anlagen ist Art. 18 GSchG massgebend (vgl. dazu Art. 24 Allg.GSchV). Es entspricht der gesetzlichen Ordnung, Art. 19 und 20 GSchG nur auf solche Umbauten anzuwenden, durch die der bestehende Zustand wesentlich - wie in Art. 25 Allg.GSchV umschrieben - verändert wird. Umbauten ausserhalb des Kanalisationsbereiches fallen demnach nicht unter Art. 20 GSchG, wenn keine der in Art. 25 Allg.GSchV genannten Voraussetzungen erfüllt ist.

Wenn der Eigentümer eines Gebäudes findet, es genüge seinen Ansprüchen nicht oder nicht mehr, kann er sich veranlasst sehen, es durch einen Neubau zu ersetzen, statt es umzubauen. Mit der Erstellung einer Ersatzbaute kann unter Umständen im wesentlichen das gleiche Ergebnis wie mit einem Umbau erreicht werden. Man kann sich deshalb fragen, ob es sich nicht rechtfertige, Art. 25 Allg.GSchV auf Ersatzbauten analog anzuwenden. Die Frage kann indessen hier offengelassen werden, da das Urteil dann, wenn ihm ausschliesslich Art. 20 GSchG und Art. 27 Allg.GSchV zugrunde gelegt werden, nicht anders ausfällt als dann, wenn Art. 25 Allg. GSchV mitberücksichtigt wird.

4. Bei der Schaffung des Art. 20 GSchG wurde bewusst ein Ziel der Raumplanung verfolgt. Man wollte namentlich verhindern, dass ausserhalb des im generellen Kanalisationsprojekt abgegrenzten Gebietes weit verstreut zahlreiche Wohnhäuser (insbesondere Wochenend- und Ferienhäuser), die nicht an einen solchen abgelegenen Standort gebunden sind, gebaut werden. Nichts deutet aber darauf hin, dass der Gesetzgeber mit Art. 20 GSchG auch eine allmähliche Verminderung der Zahl der ausserhalb des Kanalisationbereiches vorhandenen bäuerlichen Streusiedlungen habe anstreben wollen. Nach dem Sinn und Zweck dieser Bestimmung ist ein sachlich begründetes Bedürfnis auf jeden Fall dann zu bejahen, wenn lediglich die bauliche Sanierung eines bestehenden landwirtschaftlichen Heimwesens geplant ist und keine nach der Art und Grösse des Betriebes nicht gerechtfertigten neuen Räume errichtet werden sollen.

Es besteht jedoch die grosse Gefahr, dass finanzkräftige Leute sich durch Kauf und entsprechende bauliche Umgestaltung landwirtschaftlicher Kleinheimwesen eine Wohnung ausserhalb des Baugebietes zu verschaffen suchen, ohne dass sie die Landwirtschaft ernstlich weiterzuführen gedenken. Die verkappte Errichtung von Dauerwohnungen und Ferienwohnungen ausserhalb des Baugebietes in Liegenschaften, die bisher der Landwirtschaft gedient haben, ihr aber voraussichtlich nicht mehr dienen werden, ist nicht zu bewilligen. Wegen dieser Gefahr von Missbräuchen darf aber nicht jede bauliche Sanierung eines landwirtschaftlichen Kleinbetriebes durch einen Liebhaber abgelehnt werden, sondern es ist im Einzelfall zu prüfen, ob nach den gesamten Umständen nur das Wohnen auf dem Land angestrebt wird oder ob die Führung des standortgebundenen Landwirtschaftsbtriebes beabsichtigt ist und lediglich die hiefür notwendigen Räumlichkeiten erstellt werden sollen. Um- oder Ersatzbauten, die mit einer offenen oder verborgenen Zweckentfremdung des Gebäudes verbunden sind und - ohne Zusammenhang mit der Landwirtschaft - unverkennbar nur der Schaffung schön gelegener Wohnungen dienen, stehen mit Art. 20 GSchG im Widerspruch und dürfen daher nicht bewilligt werden.

5. Das Gut "Fürten" wird von jeher landwirtschaftlich genutzt. Auch die Beschwerdeführer widmen sich dort der Landwirtschaft, was nicht bestritten ist; sie halten auf "Fürten" Gross- und Kleinvieh. Darauf, ob die Landwirtschaft im Haupt- oder im Nebenberuf und ausschliesslich oder vorwiegend aus ökonomischen oder ideellen Gründen (aus Liebhaberei, zu Forschungszwecken) betrieben wird, kommt es nicht an. Damit ein landwirtschaftliches Gewerbe, insbesondere wenn Vieh gehalten wird, in gehöriger Weise betrieben werden kann, ist aber erforderlich, dass sich die Wohnung des Betriebsinhabers auf dem Gehöft oder doch in dessen unmittelbarer Nähe befindet.

Freilich ist auf "Fürten" bereits ein Wohnhaus vorhanden, doch konnten die Beschwerdeführer es aus Gründen, die sie nicht zu vertreten haben, vorläufig nicht erwerben. Die betagte Verkäuferin des Landes, Fräulein Gut, wollte sich von ihrer angestammten Wohnung nicht mehr trennen. Den Beschwerdeführern wurde deshalb lediglich ein Kaufsrecht an der Wohnhausparzelle eingeräumt, das sie nach dem Tode von Fräulein Gut ausüben können. Sie sind daher auf die Errichtung eines neuen Wohnhauses angewiesen; sie haben daran ein bedeutendes, aktuelles und intensives Interesse.

Es bestehen keine Anhaltspunkte dafür, dass es den Beschwerdeführern darum geht, später auf "Fürten" zwei Wohnhäuser zu besitzen, das eine als Bestandteil des Landwirtschaftsbetriebes und das andere zum Zwecke der Vermietung (z.B. als Ferienwohnung). Wie der Gemeinderat von Udligenswil in einem Bericht an das kantonale Gewässerschutzamt feststellt, ist das alte Bauernhaus baufällig und könnte nach dem Ableben derjetzigen Eigentümerin nicht mehr bewohnt werden, wenn nicht wesentliche bauliche Veränderungen vorgenommen würden; nach der Auffassung des Gemeinderates sollte aber dannzumal eine Bewilligung für den Umbau nicht erteilt werden. Immerhin erscheint es nicht als völlig ausgeschlossen, dass das Gebäude nach dem Tode von Fräulein Gut doch wieder zu Wohnzwecken verwendet werden könnte. Indessen haben die Beschwerdeführer sich im Verfahren vor dem Regierungsrat ausdrücklich bereit erklärt, die Verpflichtung zu übernehmen, das Kaufsrecht auszuüben und dann die alte Baute nicht mehr als Wohnhaus, sondern höchstens noch als Lagerraum und Keller zu benützen. Sie sind bei dieser Erklärung zu behaften; durch eine Auflage in geeigneter Form ist dafür zu sorgen, dass das alte Haus nach dem Tode der jetzigen Eigentümerin nicht mehr zu Wohnzwecken verwendet werden kann.

Unter den gegebenen Umständen lässt sich nicht mit Grund bestreiten, dass die Beschwerdeführer ein dringendes Bedürfnis für die Errichtung der projektierten Baute haben.

6. Als Standort der Baute ist das Land vorgesehen, das die Beschwerdeführer gekauft haben. Er ist durch die Zweckbestimmung der Baute gerechtfertigt. Da das neue Wohnhaus dem Betrieb der Landwirtschaft dienen muss, gehört es wenn immer möglich auf das Gehöft. Ein anderer Standort käme angesichts der Zweckbestimmung des Hauses nur in Betracht, wenn es in der Nähe der Scheune und zugleich in der Bauzone oder im Kanalisationsbereich erstellt werden könnte. Dass ein solcher Standort möglich wäre, wird aber von keiner Seite geltend gemacht und lässt sich den Akten nicht entnehmen.

Es besteht auch kein Grund zur Annahme, dass das Bauprojekt den Umfang einer angemessenen baulichen Sanierung des von den Beschwerdeführern gekauften landwirtschaftlichen Kleinbetriebes überschreitet.

7. Aus den vorstehenden Erwägungen ergibt sich, dass für den in Frage stehenden Bau ein sachlich begründetes Bedürfnis im Sinne des Art. 20 GSchG und des Art. 27 Allg.GSchV besteht. Es kann daher dahingestellt bleiben, ob die geplante Ersatzbaute schon auf Grund einer analogen Anwendung des Art. 25 Allg.GSchV zuzulassen wäre...

8. Dagegen stellt sich noch die Frage, in welcher Form dafür zu sorgen ist, dass das alte Bauernhaus nach dem Tode der jetzigen Eigentümerin nicht mehr zu Wohnzwecken benützt wird. Ferner ist noch zu untersuchen, wie die aus dem neuen Haus anfallenden Abwässer beseitigt werden sollen. Es ist Sache der kantonalen Behörden, die von den Beschwerdeführern vorgeschlagenen Lösungen zu beurteilen und die erforderlichen Anordnungen zu treffen. Die Angelegenheit ist deshalb an den Regierungsrat zurückzuweisen.

Demnach erkennt das Bundesgericht:

Die Beschwerde wird insofern gutgeheissen, als der angefochtene Entscheid aufgehoben und die Sache zu neuer Beurteilung im Sinne der Erwägungen an die Vorinstanz zurückwiesen wird.