土地經營規模對測土配方施肥技術應用的影響研究
——基于家庭農場監測數據的觀察

夏雯雯，杜志雄，郜亮亮

（1.中國社會科學院研究生院，北京 102488；2.中國社會科學院農村發展研究所，北京 100005）

1 引言

綠色發展是農業現代化推進的重要舉措，是農業未來發展的內在要求[1-2]，實現過程中離不開農業生產方式的轉變和綠色生產技術的支撐[3-4]。土地作為農業生產的重要載體，土地質量受到化肥等化學投入品的嚴重威脅[5-7]。《2018中國統計年鑒》顯示化肥總施用量從2000年的4 146.4萬t增加到2017年的5 859.4萬（t年均增長率2.4%），施用強度①化肥施用強度=總的化肥施用量/農作物總播種面積。從265 kg/hm2提高到2017年的352 kg/hm（2年均增長率1.9%），遠超國際公認的225 kg/hm2的施肥上限。但是，總量和強度的增加并未帶來較高的化肥利用效率，據《2018中國生態環境狀況公報》報告，2017年水稻、玉米和小麥三大糧食作物的化肥利用率僅為37.80%。

《農業綠色發展技術導則（2018—2030年）》中指明測土配方施肥技術是農業綠色發展和生態文明建設過程中重點推廣應用的一項化肥農藥減施增效技術，其應用能夠改善耕地質量，提高農產品質量效益[6，8-9]。測土配方施肥技術以土壤測試和田間肥料測試為基礎，依據農作物類別和土壤狀況，有針對性地解決土壤中營養元素不均衡的狀況，進而有效避免氮、磷、鉀等元素的過量投入。此項技術從2005年開始推行，至今已14年，但是，現實中全國農戶測土配方施肥技術采用率不足1/3[10]。因此，測土配方施肥技術應用率過低的原因值得探討和發現。

家庭農場作為當前階段最符合中國未來農業發展需要和政策目標的新型農業生產經營主體[11]，土地經營規模是其區別于小農戶的基本指標。家庭農場作為規模化、集約化和追求利潤最大化的生產主體，其應用測土配方施肥技術的現狀如何？土地經營規模是影響此項技術應用的關鍵因素嗎？這些問題亟待解答。現有文獻中，大多數研究沒有直接分析土地經營規模對測土配方施肥技術應用的影響，而是把規模作為控制變量[12-14]，并且經驗性結果并未指明土地經營規模對測土配方施肥技術應用的明確方向。此外，也有部分研究圍繞在勞動力轉移、產出風險、施肥認知、合作社等方面對測土配方施肥技術應用的影響[13，15-17]。

因此，在農業綠色發展的內在要求下，選取規模化的家庭農場為研究主體，關注土地經營規模對測土配方施肥技術應用的影響研究既是現實背景下的客觀需要又是對原有文獻的創新及補充。本文基于2014年全國802家糧食類家庭農場的監測數據，實證研究了土地經營規模對農場應用測土配方施肥技術的影響，參考相關結果為此項技術的推廣和普及提供依據和建議。

2 理論分析

家庭農場作為依靠農業為主要收入來源的生產主體，為了最大限度地增加農業收入，偏好于能夠提高農產品產量、降低農業生產成本的技術。測土配方施肥技術從2005年開始推行，相關的技術操作流程等已經比較成熟，與農民按照習慣性施肥相比，糧食作物應用測土配方施肥技術能夠實現畝均節本增效30元以上[18]。ATANU等[19]認為生產者采納某項技術取決于生產者對此項技術的知曉程度，以及此項技術帶來的凈收益是否大于技術使用成本，而技術本身的特征是土地規模對技術采納的主要影響因素[20]。那么，農場土地經營規模對測土配方施肥技術的采納是否會產生影響？如果有所影響，影響效應如何？

邏輯上看，土地經營規模通過兩個機制對測土配方施肥技術的應用產生影響（圖1）。相對于土地經營規模較小的農場：一是土地規模較大的農場更有意愿和動機去采納測土配方施肥技術；二是土地規模較大的農場更有能力采納測土配方施肥技術。

圖1 理論分析框架Fig.1 Theoretical analytical framework

土地經營規模較大的農場應用測土配方施肥技術具有更強烈的意愿和動機主要緣于土壤質量異質性和土地質量信息的非對稱性概率的提升，以及技術應用畝均成本的下降。農場的土地主要由轉入地構成，一般來說，農場土地經營規模越大，轉入土地的比率越高，土壤質量異質性的概率也越高。在土地流轉交易市場中，由于流入方和流出方對于土地質量信息的非對稱性，流出方為了獲得較高的交易價格，可能不會完全披露土地質量信息，進而導致農場對轉入地的土地質量信息無法完全知曉。另外，測土配方施肥技術應用的總成本主要包括與當地技術服務商、測土配方肥料提供商等整個技術指導過程中的交易成本、前期的土壤檢測成本[21]和后期的配方肥成本。那么，農場在尋求農業技術推廣部門等機構進行服務時，土地規模較大的農場所付出的畝均交易成本和檢測成本相對較少。另一方面，土地規模較大的農場對配方肥的需求量相對較多，在重復博弈過程中，化肥經銷商為了長期保持與農場的聯系，銷售配方肥的價格可能偏低。因而，可以預期，土地規模較大的農場應用此項技術所付出的畝均成本相對較少。

農場相對偏高的收入水平和農場主較高的教育水平促使土地規模較大的農場更有能力應用測土配方施肥技術[22]。相比于土地規模小的農場，土地規模較大的農場收入水平一般較高[23]，并且相對容易獲得正規機構的金融貸款[24]。并且，假定兩個農場種植作物相同，畝均產量相同，市場銷售價格相同，規模大的農場應用測土配方施肥技術所支付的成本占農場總收入的份額偏低。另外，土地經營規模較大的農場，農場主的教育水平普遍較高①在文中分析樣本中，農場主教育水平初中以上的農場平均面積為442.33畝，比農場主教育水平初中及以下農場平均面積355.52多86.81畝。，而教育水平是影響新技術采用的重要因素[25]。正如馮燕等[17]通過安徽省肥東縣的案例研究表明，500畝以上的種植大戶往往會主動聘請專業的技術人員進行測土配方施肥技術方面的指導。

因此，基于以上分析，本文提出如下假說：在其他因素不變的情況下，相對于土地經營規模較小的農場，土地經營規模較大的農場應用測土配方施肥技術的概率更高。

3 數據來源和研究樣本

本文所用數據來自2014年全國家庭農場監測項目，該項目是受農業農村部委托，從2014年起，中國社會科學院農村發展研究所對全國近3 000個家庭農場開展的長期固定監測工作。該項目的抽樣原則是全國范圍內按照經濟水平高低在每個省級行政區選擇2～4個代表縣，在每個縣選擇30～50個家庭農場。在抽取家庭農場的過程中，充分考慮各地的家庭農場比例結構，原則上種植類家庭農場不得超過總樣本的80%，種植類中糧食類家庭農場占比不少于50%，并且所選取的樣本應是生產經營情況比較穩定的家庭農場。被抽中的家庭農場，由縣級農業經管部門組織家庭農場主經過培訓后在線填報問卷，問卷內容包含樣本農場全年生產經營的各個方面。本文通過對2014年的家庭農場監測數據進行相應處理②對北京、上海、海南三地的農場樣本及含有異常值的農場樣本進行了刪除，主要原因是北京和上海經濟相對比較發達，尤其是上海的家庭農場發展態勢領先于其他省份，而海南屬于唯一的熱帶省份，氣候比較特殊，因此三個省份的農場相對不具有代表性。，最終獲得802個種植小麥、玉米、水稻的糧食類家庭農場構成的分析樣本。在整個分析樣本中，結合土地資源稟賦、經濟發展水平，將全國的省份分成4大區域，包括東北（330個）、東部（152個）、中部（194個）和西部（126個）。東北地區包括黑龍江省、吉林省和遼寧省；東部地區包括天津市、河北省、山東省、江蘇省、浙江省、福建省和廣東省；中部地區包括山西省、河南省、湖北省、湖南省、江西省和安徽省；西部地區包括重慶市、四川省、廣西自治區、貴州省、云南省、陜西省、甘肅省、內蒙古自治區、寧夏自治區、新疆自治區和青海省。

在分析樣本中，有423個家庭農場應用測土配方施肥技術，占總樣本的比重是52.74%。其中，東北和中部應用測土配方施肥技術的比例均低于全國平均水平，分別為46.36%和51.03%，東部和西部應用測土配方施肥技術的比例均高于全國平均水平，分別為60.53%和62.70%。

4 計量分析

4.1 模型設定和變量描述

為了從全國和地區層面估計土地經營規模對測土配方施肥技術的影響，本文設定如下形式的經濟計量模型：

式（1）—式（2）中：被解釋變量cetu表示家庭農場是否應用測土配方施肥技術；Land是關鍵解釋變量，表示家庭農場經營的土地總規模；Ff表示家庭農場的特征；Mff表示家庭農場主的特征；α、β、λ、γ表示模型中的待估計參數，其中，α為重點關注的參數，預計α＞0，表明土地經營規模對農場應用測土配方施肥技術具有正向影響；εi、ζi為誤差項。式（2）中新增地區變量（Dis）與土地規模的交互項，考慮到各地區土地資源稟賦、測土配方施肥技術應用比例和樣本的充足性，參考薛美霞等[26]的做法，僅對農場特征差異較大的東北和西部地區進行比較。相關變量的描述性統計結果見表1。

4.2 內生性問題

本文的關鍵解釋變量為土地經營規模，存在內生性問題，該問題會使計量估計結果不一致。一方面，較大的土地經營規模會提高農場應用測土配方施肥技術的概率，而測土配方施肥技術的應用也可能會促使農場土地經營規模的增加，兩者之間存在雙向因果關系。另一方面，雖然模型已控制了影響測土配方施肥技術及土地規模的重要變量，但仍存在遺漏重要解釋變量的問題，如樣本農場所在地有無測土配方施肥技術的供給、或者有供給的情況下農場獲得技術的便利性。

本文采用工具變量方法來克服內生性問題，所選取的工具變量是“2004年樣本縣人均耕地面積”。2004年樣本縣人均耕地面積總體上會對農場經營規模產生影響，而農場是否應用測土配方施肥技術難以對2004年樣本縣人均耕地面積產生影響，進而切斷了兩者之間的雙向因果關系。工具變量的外生性方面，2005年國家才開始推行測土配方施肥技術，因此，2004年的樣本縣人均耕地面積并不會直接影響當地測土配方施肥技術的供給狀況等遺漏變量；相關性方面，2006年國家開始規定18億畝耕地紅線，因此，2004年的縣人均耕地面積越大，當地的規模化經營越有可能形成，也越有可能對2014年的農場經營規模產生影響。所以，采用2004年的縣人均耕地面積作為2014年農場土地經營規模的工具變量在邏輯上具有合理性。

表1 回歸分析所用變量的描述性統計結果Tab.1 Descriptive statistical results of variables used in regression analysis

4.3 估計方法和估計結果

利用OLS和工具變量（IV）方法對LPM模型和Probit模型進行估計（表2），從估計結果可以看出，模型總體運行良好。

關于工具變量的一系列檢驗結果表明（表2），2004年樣本縣的人均耕地面積作為農場土地經營規模的工具變量是有效的。從關鍵解釋變量農場土地經營規模的系數（表3）看，LPM模型的工具變量方法估計的結果明顯大于OLS方法的估計結果。從LPMOLS和LPM-IV的杜賓—吳—豪斯曼（DWH）內生性檢驗結果以及Probit-IV的Wald外生性檢驗結果看，兩者都顯著拒絕了農場土地經營規模是外生的原假設。因此，以下討論基于工具變量法的結果。

表2 LPM-IV第一階段結果（因變量為農場土地經營規模）Tab.2 The first stage results of LPM-IV (the dependent variable is the land operational scale)

估計結果（表3）表明：（1）土地經營規模對農場

表3 農場土地經營規模對測土配方施肥技術影響的估計結果Tab.3 The estimation results of the impact of land operational scale on the application of formula fertilization technology by soil testing

采用測土配方施肥技術有顯著的正向影響（第（2）和（3）列），即相比于土地規模小的農場，土地規模大的農場采用測土配方施肥技術的概率較高，實證結果證實了假說。LPM-IV模型[27]的系數表明，如果一個農場以樣本農場的平均經營規模390畝為起點來分析，在其他變量不變的情況下，若該農場的經營規模提高100畝（變為490畝），該農場采用測土配方施肥技術的概率將提高2.30%。Probit-IV模型的系數意味著農場的土地經營規模每提高100畝，農場應用測土配方施肥技術的概率平均提高2.10%，即在其他條件不變的情況下，土地經營規模500畝的農場相比于土地經營規模100畝的農場應用測土配方施肥技術的概率平均提高10%。能夠發現，LPM-IV模型中核心解釋變量的預期概率和Probit-IV模型中核心解釋變量的平均邊際概率相差不大，這也證明了結果的穩健性。（2）相比于土地資源稟賦較好的東北地區的樣本農場，西部地區農場的土地經營規模增加對提升測土配方施肥技術應用的概率更明顯（表3（4）列）。從LPM-IV模型的系數可以看出，土地經營規模每增加100畝，西部地區應用測土配方施肥技術提高的概率是東北地區的10倍左右，或許是因為相對于東北地區而言，隨著土地規模的增加，西部地區農場土地質量異質性和非對稱性概率更高①根據分析樣本數據顯示，西部地區農場每百畝土地平均擁有地塊數（35.35塊）是東北地區農場每百畝土地平均擁有地塊數（5.68塊）的6倍左右。。

除關鍵解釋變量之外，其他解釋變量也對家庭農場應用測土配方施肥技術產生了影響。如在其他條件不變的情況下，那些準備擴大規模的農場比那些準備保持規模不變或縮小規模的農場應用測土配方施肥技術的概率提升了15%左右，這或許表明，那些準備擴大規模的農場對未來有好的預期，保證了現有土地的穩定性，從而促進了測土配方施肥技術的應用[28]；相比于農場主為本村戶籍的農場，農場主外村戶籍的農場應用測土配方施肥技術的概率提高了15%左右，或許外村戶籍的農場主不如本村戶籍的農場主對所經營農場的土地質量信息熟悉，從而增加了農場應用測土配方施肥技術的概率。

綜上，家庭農場的土地經營規模對于農場應用測土配方施肥技術具有顯著正向影響，并且，此影響在土地資源稟賦較差的西部地區更為明顯。

4.4 土地規模區間對測土配方施肥技術應用的影響

土地規模分成6組進行分析②對土地規模進行如此分組，主要基于以下原因：（1）根據全國戶均經營規模7.56畝（2012年）和《關于引導農村土地經營權有序流轉發展農業適度規模經營的意見》中提出的“現階段，對土地經營規模相當于當地戶均承包地面積10～15倍”，得出糧食生產的適度規模為75～110畝。因此選擇75畝和110畝為分割點進行劃分。（2）225畝（15 hm2）基本處于中位數的位置，而中位數不受分析樣本中最大值和最小值的影響，能夠較好地反映整個分析樣本中數據的集中趨勢，因此選擇225畝作為分割點進行劃分。（3）375畝（25 hm2）、900畝（60 hm2）為分割點的原因主要是兩者基本位于分析樣本70%和90%分位點的位置，保證了225～375畝、375～900畝每部分均等的樣本量，并且考慮到處于分析樣本尾部10%位置的規模較大的農場。[29]，分別為75畝以下、75～110畝、110～225畝、225～375畝、375～900畝以及900畝以上。土地規模在75畝以下的農場應用測土配方施肥技術的概率為37.93%，當土地規模增加到75～110畝和110～225畝時，此概率提高到46.34%和50.75%，當土地規模進一步增加到225～375畝時，農場應用測土配方施肥技術的概率進一步提高到55.14%，隨著土地規模增加到375～900畝和900畝以上時，農場應用此項技術的概率升高到55.23%和62.12%。

表4分別利用2個模型對以上分組的農場土地經營規模進行回歸③做回歸時，由于未發現多個Ⅳ對應多個內生變量的命令，因此2個模型回歸并未克服規模內生性的問題。但是，可以知道的是，如果克服內生性問題的話，相比于土地規模75畝以下的農場，土地規模應該在110畝以下，就會顯著影響測土配方施肥技術的應用概率，因為從表4的回歸結果發現，未克服內生性的模型明顯低估了規模對技術采用的影響。，LPM模型中每組規模的預期概率和Logit模型中每組規模的平均邊際概率相差不大，并且兩個模型同時表明，相對于土地規模75畝以下的農場，農場土地規模達到225畝開始顯著影響測土配方施肥技術的應用概率。由于分組后的土地規模為二分虛擬變量，LPM模型中核心解釋變量的系數衡量的是相對于75畝以下的農場，其他規模農場應用測土配方施肥技術概率的預期變化，因而避免了該模型估計的自變量邊際效應恒為常數的問題；另外，LPM模型預測概率在［0，1］之外的值僅有10個，占比僅為1.29%。因此，LPM模型的估計結果可以作為主要分析依據。

估計結果（表4）表明，與土地規模在75畝以下的農場相比，土地規模達到110畝后的農場應用測土配方施肥技術的概率顯著提高，并且隨著土地規模區間的提高，影響效應逐漸增強。相比于土地規模75畝以下的農場，土地規模達到110～225畝和225～375畝時，農場應用測土配方施肥技術的概率顯著提高了15.90%和17.40%；當土地規模增加到375～900畝和900畝以上時，農場應用測土配方施肥技術的概率分別顯著提高了17.60%和23.40%。另外，模型中的其他控制變量，如未來農場土地經營意愿、受教育程度、是否為外村戶籍等均與表3中的估計結果顯著性相同，這也側面證明了模型的穩健性。另外，由表5可知，與土地規模在110～225畝的農場相比，土地規模達到225～375畝、375～900畝或900畝以上時，農場應用測土配方施肥技術的概率并不存在顯著性差異。或許表明，相對較大的土地規模并不顯著促進農場應用測土配方施肥技術，即目前倡導的土地適度規模經營①“適度規模經營”頻繁出現在歷年的中央一號文件中。從經濟學角度看，土地適度規模經營點在邊際收益和邊際成本交匯處，而在本文中，土地適度規模經營點指的是考慮到勞動力轉移速度和土地資源稀缺稟賦的約束點。[29]與測土配方施肥技術的推廣和普及并不矛盾。

表4 農場土地經營規模對測土配方施肥技術影響的估計結果Tab.4 The estimation results of the impact of land operational scale on the application of formula fertilization technology by soil testing

表5 LPM模型中后三組土地經營規模分組的回歸系數與110～225畝的回歸系數比較Tab.5 Regression coefficient comparison between the last three groups of land operational scale and 110 ～ 225 mu in LPM model

綜上，相比于土地規模在75畝以下的農場，土地規模達到110畝后的農場應用測土配方施肥技術的概率顯著提高。如果按照農場應用測土配方施肥技術畝均增效30元核算，或許表明，測土配方施肥技術預期能夠盈利3 500元才能夠激勵農場應用此項技術；這也反向說明，如果測土配方施肥技術畝均增效超過30元，農場的土地規模可能會低于110畝就會顯著提高測土配方施肥技術應用概率。

5 結論與政策啟示

在土地規模化和農業綠色發展的內在要求下，測土配方施肥技術作為政府重點推廣的一項化肥農藥減施技術，普及率仍然過低的原因值得探討。基于此，本文利用全國糧食類家庭農場監測數據，通過理論和實證分析，得出如下結論：（1）全國層面上，土地經營規模對農場應用測土配方施肥技術具有顯著正向影響。土地經營規模每增加100畝，農場應用測土配方施肥技術的概率平均提高2.10%。（2）政府當前倡導的土地適度規模經營與測土配方施肥技術的應用，或者更進一步，與耕地質量的改善并不存在矛盾。相對于土地規模75畝以下的農場，土地規模達到110畝后，農場應用測土配方施肥技術的概率會顯著提高。但是，相對于土地規模110～225畝的農場，225畝以上的農場應用測土配方施肥技術的概率并不會顯著提高。（3）地區層面上，西部地區的樣本農場中，土地經營規模對測土配方施肥技術應用的正向影響效應是東北地區樣本農場的10倍。具體為，土地規模每增加100畝，西部地區樣本農場應用測土配方施肥技術的概率平均提高10%左右。

測土配方施肥技術的應用對于耕地資源的可持續利用和農業的綠色發展具有重要意義。因此，為了推廣和普及測土配方施肥技術，特提出如下政策建議。第一，為了耕地質量的改善，應該有效促進土地向家庭農場等適度規模經營主體流轉，一味擴大土地經營規模是不可取的。測土配方施肥技術應用概率顯著提高的土地規模處于110～225畝之間，隨著土地規模的增加，其應用概率并不會顯著提高。第二，結合不同地區的土地資源稟賦和土地經營規模對測土配方施肥技術的影響效應，有針對性地采取不同策略普及測土配方施肥技術。如在西部地區農場在土地規模擴大過程中會有較大概率應用測土配方施肥技術，那么應該著重于對測土配方施肥技術操作規范進行指導，并且兼顧對已經從事農業的生產者進行相關土肥培育技術的培訓等；而在土地經營規模對測土配方施肥技術應用概率影響較弱的東北地區，政府應該側重于對農業生產者進行測土配方施肥技術知識宣傳和相關土肥培育技術培訓，以增強他們對測土配方施肥技術的認知水平。