農機服務規模經營對糧食生產效率的影響機理研究

彭新宇　卜宇軒　劉子玉　趙曼錙

摘 要：依據2009—2019年全國31個省（自治區、直轄市）的省級面板數據，運用隨機前沿分析方法和Tobit模型，考量農機服務規模經營對糧食生產效率的影響及其作用機理。結果顯示：2009—2019年，中國糧食生產效率總體遞增，但區域間發展不平衡；農機服務規模經營通過技術引入效應和勞動力替代效應提高糧食生產效率，其中，技術引入效應的發揮受限于農業研發支出水平及其增速，勞動力替代效應在農業勞動力成本高的區域發揮的影響效用更佳。鑒于此，應加快農業科技創新，發展糧食生產全程機械化服務，完善農機社會化服務體系。

關鍵詞： 農機社會化服務；服務規模經營；糧食生產效率；隨機前沿分析

中圖分類號：F323．8 文獻標識碼： A 文章編號：1003-7217（2023）06-0108-07

一、引 言

提升糧食生產能力是全方位夯實糧食安全根基的重要目標。2022年，中國糧食總產量6.87億噸，是1978年3.05億噸的兩倍有余。單從糧食總產量來看，中國已成為“產糧大國”，但從農業科技水平和農業生產效率等方面看，離“產糧強國”尚有一定距離。現階段粗放型糧食生產方式過分依賴生產要素的投入，給糧食產量帶來的增長空間已愈發狹小。因此，實現“產糧大國”向“產糧強國”的發展，急需向高效率的糧食生產方式轉變。在眾多高效率的糧食生產方式中，農業機械化對糧食增產貢獻巨大，1990年全國農作物耕種收綜合機械化率僅為32.3%，2022年達到73.03%，緩解了農業勞動力存量面臨老齡化和結構性短缺所帶來的壓力[1]，夯實了大國糧倉根基。

雖然農業機械化有助于提高糧食產量，但是中國有2.3億承包經營農戶，小農戶大量且長期存在是中國的基本國情，小農戶主體相對較弱的現實決定了中國農業的社會化服務導向[2]。小農戶受資金和技術素養等約束，存在購置農業機械的預算門檻，以及重買輕用的技能風險。因此，提高農業機械化水平呼喚農機生產經營服務的介入。截至2021年底，全國農機服務組織19.34萬個，全國鄉村農機從業人員有4957.36萬人①。農機服務業蓬勃發展，越來越多的農戶將農業生產環節外包給農機服務組織，推動形成了農機服務規模化經營。服務帶動型規模經營對于提高糧食生產效率、促進小農戶和現代農業有機銜接、推進農業現代化具有重大意義[3]。作為農業社會化服務的重要形式之一，農機服務規模經營對糧食生產效率的影響值得進一步研究。

現有文獻對農機服務規模經營進行了有益探索。首先，圍繞農機服務需求端與供給端的相關研究。需求端的研究發現，相較于自購農機，農民通過將土地外包給農機服務組織，既能降低成本，也能提高農機使用效率，還能發揮閑散勞動力的輔助作用[4]。農機社會化服務還有助于促進農業勞動力轉移[5]，培育新型農業經營主體[6]，改善農村老齡化[7]，緩解農村相對貧困[8]，促進小農戶有機銜接機械化生產。也有學者從供給端出發，研究農機服務規模經營的利益機制，包括利益來源、成本約束、利益產生條件、利益聯結與分配機制等[9，10]。其次，農機社會化服務對農業生產效率的影響研究，發現農機社會化服務提高了小麥生產的技術效率[11]，對糧食全要素生產率的增長[12]、糧食生產技術效率的提高[13]具有顯著促進作用。最后，農機服務規模經營的量化指標研究。已有研究對農機服務的量化研究主要基于農戶視角，研究農戶對農機社會化服務的采納行為[12]。從農戶角度定義農機服務使用水平，可以規避耕地、播種、植保、灌溉、收割等某個農機服務環節的服務規模數據缺失問題。但該指標受到農機服務價格的影響，不能直接反映農機服務規模。而農機服務規模經營的定義應基于農機服務的組織視角，重點強調服務組織承接的農機作業土地“規模”。

本文從農機服務組織的角度出發，測度農機服務規模經營，即基于農機服務組織的主體和土地規模的服務受體，構建表征農機服務規模經營的指標，實證分析農機服務規模經營對糧食生產效率的影響，并結合勞動力替代效應和技術引入效應，探析農機服務規模經營對糧食生產效率的影響機理。

二、理論分析

（一）農機服務規模經營與糧食生產效率

農機服務規模經營是農戶將生產過程中的全部或部分生產環節外包給農機服務組織，由農機服務組織承包并開展規模化農機服務的一種農業社會化服務規模經營形式。農機服務組織承接農業合作社、家庭農場等農業新型經營主體的外包服務時，農機服務的經營規模擴大，可以克服土地細碎化導致不利于開展農機作業的弊端，為農機作業的開展提供便利[14]，提高地塊經濟價值[15]，通過降低農機服務費用來提高農戶購買外包服務的意愿[16]。農機服務規模經營有助于產權細化和分工深化，進而提高糧食生產效率[17]。經營權細分條件下形成的服務規模化經營，即能擴大產權交易的市場規模，也能深化產權細分的程度，增加產權交易的選擇空間，從而降低交易成本，提高生產效率[18]。農機社會化服務實現了農業縱向分工，在技術密集型生產環節具有比較優勢，可以有效地替代人工，并且允許一部分在經營上處于弱勢的農戶退出生產環節，從事自身相對優勢較大的非農生產，促進農戶增加收入。這可以使農戶增加對農機服務的利用，形成良性循環[19]。

農機服務規模經營有助于發揮規模經濟效應，進而促進糧食生產效率的提高。農機服務規模經營將分散的小農戶土地進行集中化管理、統一化經營，有利于實現規模效益。農機服務組織承接眾多小農戶以及家庭農場等新型經營主體的生產環節外包業務，實際上形成了農機服務的規模化。在這一過程中，將產生規模經濟，其表現為單位面積土地產出率的提高以及服務成本的降低。從農戶角度來看，以合作社、村集體為組織形式的農戶規模化購買農機服務，可以使農戶信息搜尋成本得到更廣泛的分攤，單個農戶的交易成本會降低。從農機服務組織來看，規模化經營可以降低單位面積土地的農機作業成本，提高農機服務的協作效率。這種服務成本降低效應最終會體現在服務外包價格上，實現農戶和農機服務組織的共贏，從而形成良性循環。基于此，提出研究假說：

H1 農機服務規模經營能夠提高糧食生產效率。

（二）農機服務規模經營對糧食生產效率的影響機理

農機服務規模經營通過兩條路徑影響糧食生產效率：一是“機器換人”的勞動力替代效應，二是將先進生產技術引入生產環節的技術引入效應。

1．勞動力替代效應。農機社會化服務以機械替代勞動力，彌補了勞動力的不足，實現了勞動、資本、土地的合理匹配。農業機械相對于人工的優越性，能降低勞動投入強度和農地單位面積生產成本，提高勞動生產率與農地產出率。具體而言，在播種環節，機械播種能提高效率，比人工播種更均勻，更利于農作物生長；在深松環節，大型農機具深松更加徹底，有助于農作物根系生長和養分吸收，不易造成水土流失；在整地環節，機械化整地可以增加活土層厚度，增強土壤水肥儲蓄能力，提高農作物水肥利用效率[20]；在植保環節，農機社會化服務采用無人機施藥，能夠提高施藥對靶性，減少飄移損失，提高防治效果[21]；在收割環節，收割機和烘干機的使用能有效避免農產品產量的損失。因此，農戶通過購買農機服務，用機械作業替代人工，有利于帶動農業經營方式由粗放型向集約型轉變，提高農業生產技術效率。同時，農機服務有助于緩解勞動力供給約束。農戶兼業化提高了農業勞動力對農業機械的相對價格，產生了機械代替人工的需求[22]。在小農戶因兼業化減少農業生產的背景下，農戶將土地流轉給農業生產經營大戶，農機服務為農業生產經營大戶提供農業機械替代人力的渠道，有助于破解勞動力供給約束難題，使土地潛在生產能力得到充分開發，有利于農業生產技術效率的提高[23]。基于此，提出研究假說：

H2 農機服務規模經營能夠通過勞動力替代效應路徑，提高糧食生產效率。

2．技術引入效應。農機服務規模經營影響農業生產技術效率的另一條路徑是技術引入效應。在沒有農機服務的情況下，新興生產技術難以向農村普及，因為小農戶缺乏積極性和足夠的學習能力使用新技術。農機服務組織具有現代化的組織制度，能通過高效的經營方式，向農村推廣新技術，充當先進技術進入農業的載體。農戶只需購買農機服務，即可將先進生產方式引進自家農田[24]。農機服務組織的先進生產方式，能提高農業標準化程度與生產精準度，避免農戶在生產經營過程中操作不當引起的農產品產量下降，消除導致農產品產量降低的隱患，有效維護農產品產量穩定。同時，農機服務組織可以滿足農產品生產規范化、工廠化、規模化的需求，實現分散小農戶難以達到的科學化、標準化生產，有利于提高糧食生產效率。基于此，提出研究假說：

H3 農機服務規模經營能夠通過技術引入效應路徑，提高糧食生產效率。

三、研究設計

（一）數據來源

本文選取2009—2019年全國31個省（自治區、直轄市）的糧食生產投入產出面板數據進行研究。數據來自歷年《中國統計年鑒》《中國農村統計年鑒》《中國農業機械工業年鑒》《中國人口和就業統計年鑒》以及各省份統計年鑒。

（二）模型構建

1．效率測算與影響因素分析。參照Battese和Coelli在1995年提出的隨機前沿模型[25]，估計各變量回歸系數并預測技術效率。選擇Cobb-Douglas生產函數，具體公式如下：

scait表示農機服務規模經營，為核心解釋變量。后四項為控制變量：disit表示受災率，eduit表示農村勞動力受教育水平，ecoit表示區域經濟發展水平，irrit表示灌溉率。其他變量設定同式（1）。

（三）變量選取

1．被解釋變量：糧食生產效率。基于數據可比性和可獲得性，選取以下變量作為測算糧食生產效率的投入產出變量，產出Y用糧食總產量表示，土地投入F用糧食播種面積表示，勞動力投入L用第一產業從業人員數表示，化肥投入M用各省（自治區、直轄市）的農用化肥施用量表示。具體指標如表1所示。

2．核心解釋變量：農機服務規模經營（sca）。sca表示各省（自治區、直轄市）在糧食生產上的農機服務規模經營。現實中，糧食生產全程機械化服務涵蓋制種、耕地、播種、植保、灌溉、收獲、運輸、烘干、秸稈處理等多個環節。在這些環節中，耕地環節是農機與農地第一個完整匹配環節，且因數據可獲得性問題，本文聚焦于機耕服務開展研究，計算平均每個農機服務組織所承擔的機耕面積。計算方法是：第一步，將農機服務組織數在農機服務組織和農戶的總數中的占比作為權重ω1，以ω1乘機耕面積（S），得到由農機服務組織所承擔的機耕面積，將該結果作為分子；第二步，用種植業總產值占農林牧漁總產值的比重作為權重（記作ω2），乘農機服務組織的機構數（N），得到種植業方面的農機服務組織機構數，將該結果作為分母；第三步，分子分母相除，把得出的比值乘糧食作物播種面積占農作物總播種面積的比重（并將該比重記作ω3），得到糧食作物的農機服務規模經營。計算公式為：

3．控制變量：受災率、農村勞動力受教育水平、區域經濟發展水平、灌溉率。所有變量的說明與描述性統計如表2所示。

四、模型估計結果分析

（一）效率測算

基于Jondrow等（1982）提出的技術無效率指標[26]，采用Battese和Coelli（1995）提出的技術效率值指標[25]，對31個省（自治區、直轄市）2009—2019年的糧食生產效率進行測算，結果如表3所示。囿于篇幅，表3采用間隔匯報方式，匯報2009年、2012年、2015年和2019年全國各省（自治區、直轄市）糧食生產效率結果。由于2009年西藏地區的農機服務組織數量較少，導致農機服務規模計算過大產生極端值，在SFA過程之前已做剔除處理，故無西藏2009年糧食生產效率數據。

從時間層面縱向梳理，2009—2019年，全國平均糧食生產效率呈現明顯的上升趨勢。省域層面橫向比較，各省（自治區、直轄市）糧食生效率存在較大差異。以2019年為例，上海市的糧食生產效率達到0.987，貴州省僅為0.648。各省（自動區、直轄市）糧食生產效率提高的速度也不一致。2009—2019年，黑龍江省從0.559提升到0.778，年均增長率3.36%；相比之下，糧食生產效率較高的上海市僅從0.965提升到0.987，年均增長率0.23%。北京、天津、上海、江蘇的科技水平和農業機械化程度高，平均糧食生產效率均在0.9以上。貴州、甘肅、云南等省份的糧食生產效率相對較低，歷年平均值不足0.650，究其原因，可能是農業科技水平偏低、農業生產方式落后等。

（二）SFA模型估計結果

為便于數據檢驗和模型構建，對個別極端數據進行剔除處理后，代入隨機前沿模型，擬合模型（1）和模型（2），得到的參數估計結果如表4所示。從估計結果來看，σu，σv和λ都通過了顯著性檢驗，初步證明了模型的合理性。由于SFA模型設計，當某項指標的技術無效率項的估計系數為負時，表明該指標對技術效率水平有正向影響，反之則有負向影響。從表4可以看出，農機服務規模經營的系數值為-1.57，且在1%的水平上通過顯著性檢驗，說明農機服務經營規模越大，糧食生產效率將會顯著提高，符合理論預期。

為了檢驗本文所設定的估計糧食生產效率及其影響因素的隨機前沿生產函數模型的適宜性，接下來進行廣義似然比檢驗（GLRT）。分別做以下三個檢驗：第一個適宜性檢驗，考察SFA模型中技術無效率項的存在性；第二個適宜性檢驗，考察農機服務規模經營是否影響SFA模型的技術無效率項；第三個檢驗，考察SFA模型中是否有時間效應。檢驗結果如表5所示，上述所有的假設檢驗結果都在1%的顯著性水平下拒絕了原假設，說明所構建的模型設定恰當，可以充分擬合樣本數據。

（三）影響機理分析

1．技術引入效應。農機服務規模經營有助于引入先進的農業技術，在農業科技投入力度大、技術進步快的時期，農機服務規模經營對糧食生產效率的影響會更明顯。本文選取“全國農業內部研發支出（R&D）”來反映農業科技投入，數據來源于《中國科技統計年鑒》。該指標在2009—2019年的變化如圖1所示。

從圖1可知，2014年是農業內部研發支出（R&D）增長的拐點。因此，以2014年為界，區分兩個時間區間進行面板Tobit回歸。回歸結果如表6所示，在2009—2014年這段時間，農機服務規模經營對糧食生產效率的影響系數為0.178，在5%的水平上顯著；而在2015—2019年這段時間，農機服務規模經營的影響系數為0.375，且在1%的水平上顯著。表明農機服務規模經營具有技術引入效應，有效提升了糧食生產效率，但受限于農業研發支出的增速水平。原因可能是，2009—2014年農業研發支出增長緩慢，農業科技成果產出不多，且科技成果轉化應用率不高。

2．勞動力替代效應。勞動力成本越高，家庭勞動供給約束更為凸顯，更適宜采納第三方農機服務以發揮勞動力替代效應；反之，當地勞動力成本低時，農機服務的替代效果則不明顯。以《全國農產品成本收益資料匯編》中“勞動日工價”指標作為比較指標，比較全國各省（自治區、直轄市）勞動力成本。結果如表7所示，勞動成本高的省（自治區、直轄市）農機服務對糧食生產效率的影響在10%的水平上通過了顯著性檢驗，影響系數為0.163；勞動力成本低的省（自治區、直轄市），未能通過顯著性檢驗。因此，農機服務規模經營能否充分發揮勞動力替代效應，與當地要素稟賦有關，在勞動力成本較高的區域，農機服務的勞動力替代效應更強。

（四）穩健性檢驗

為保證結論的可靠性，通過三種方法進行穩健性檢驗。分別是刪除異常值（剔除農機服務規模經營的極端值）、替換被解釋變量［用“某省（自治區、直轄市）糧食總產量/總機耕面積”來代理糧食生產效率］和替換解釋變量（用水稻、小麥、玉米機械作業率來代理農機服務規模經營）。使用這些方法后回歸結果依舊穩健②。

五、研究結論與建議

（一）研究結論

從時間上看，中國各省（自治區、直轄市）糧食生產效率總體呈遞增趨勢。從空間上看，各省（自治區、直轄市）由于資源稟賦、農業科技化程度的不同，糧食生產效率水平存在較大差距。從增速來看，大多數起點低的省（自治區、直轄市），糧食生產效率的年均增速快于領先的省份，區域間的不平衡正在縮小。農機服務規模經營對糧食生產效率存在顯著正向影響，能夠有效提高糧食生產效率。從影響機理來看，農機服務規模經營通過技術引入效應和勞動力替代效應提高糧食生產效率，技術引入效應的發揮受限于農業研發支出水平及增速，勞動力替代效應在農業勞動力成本高的區域效果更好。

（二）建議

1．加快農機科技創新。強化科技創新意識，注重農機裝備技術、農機作業技術的研發與創新，尤其是研發適合不同農區農情和耕地特征的農機，提升農業生產技術效率。當地政府主管部門、行業協會、農機研發單位、農機制造企業、農業合作社或農戶共同參與，對糧食生產的各個細分環節所需的農機裝備及作業技術進行精細化研發。對研發投入較多且研發成果較為突出的農機研發與制造單位，給予一定的政策支持。

2．發展糧食生產全程機械化服務。立足于糧食生產的耕地、播種、種植、植保、收割、倉儲、糧食加工等全過程發展農機服務，加大不同農區、不同環節、不同種類的農機應用，實現糧食生產全程機械化服務。針對產糧弱省的薄弱環節，有針對性地實施糧食生產不同環節農機服務的不同支持政策，通過農機服務提升技術效率來抵消資源稟賦約束等短板效應，真正實現“藏糧于技”。政府部門要擴大農機購置補貼等補貼政策的覆蓋面，提高政策的精準性，擴大糧食生產全程機械化服務的宣傳，通過產糧強省的示范效應吸引和帶動更多有需求的產糧弱省尋求機械化服務。

3．加快完善農機社會化服務體系。加大農機服務主體培育力度，加快發展農機作業服務業以及相關的農機教育培訓、技術推廣、維修、監理、信息、咨詢、租賃等服務行業，形成完善的農機服務產業鏈。支持發展跨區作業、土地托管等服務模式，強化農機服務規模經營，形成糧食生產全程機械化作業格局。相關部門要通過服務價格補貼、農機購置補貼等優惠政策，為農機服務企業、農機合作社、農機技術推廣機構等各類市場主體的發展營造良好的制度環境，發展壯大農機服務市場，規范農機服務業發展。

注釋：

① 數據來源：中華人民共和國農業農村部，《2021年全國農業機械化發展統計公報》。http：//www.njhs.moa.gov.cn/nyjxhqk/202208/t20220817_6407161.htm。

② 限于篇幅，不進行匯報。

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（責任編輯：鐘 瑤）

Study on the Influence Mechanism of Agricultural Machinery Service Scale Management on Grain Production Efficiency

PENG? Xinyu1， BU? Yuxuan1， LIU? Ziyu2， ZHAO? Manzi1

Abstract：Based on the provincial panel data of 31 provinces （autonomous prefecture，municiplaities） from 2009 to 2019， this paper uses stochastic frontier analysis method and Tobit model to study the impact of agricultural machinery service scale management on grain production efficiency and its mechanism. The results show that： From 2009 to 2019， China’s grain production efficiency increased in general， but the development was unbalanced among regions; Agricultural machinery service scale management can significantly improve grain production efficiency; Agricultural machinery service scale management can improve food production efficiency through technology introduction effect and labor substitution effect. The effect of technology introduction effect is limited by the level and growth rate of agricultural research and development expenditure， and the effect of labor substitution effect is more effective in areas with high agricultural labor cost. In view of this， we should accelerate the innovation of agricultural science and technology， develop mechanized services for the whole process of food production， and improve the socialized service system of agricultural machinery.

Key words：socialized services of agricultural machinery; service scale management; efficiency of grain production; stochastic frontier analysis

收稿日期： 2023-07-23

基金項目： 國家社科基金項目（19BJL030）；湖南省教育廳創新平臺開放基金項目（20K009）

作者簡介： 彭新宇（1981—），男，湖南岳陽人，博士，長沙理工大學經濟與管理學院教授，博士生導師，研究方向：產業經濟學。