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農機服務采納對農戶糧食生產效率的影響

2024-01-01 00:00:00朱玲張仁慧趙凱
中國農機化學報 2024年4期

摘要:農業生產效率的提升是保障糧食安全的重要途徑,在農機服務迅速發展的背景下,探究農機服務與糧食生產效率之間的關系,從而推動農機服務與糧食生產的共同發展。基于河南省591份農戶調研數據,運用三階段DEA模型和Tobit模型,探究農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響,并進一步分析耕地資源稟賦在其中的調節效應。結果表明:農機社會化服務采納程度能有效促進農戶糧食生產效率的提高;耕地細碎化程度、耕地質量在農機服務購買對農戶糧食生產效率影響中分別發揮著負向和正向的調節作用。農機服務對糧食生產效率的影響受限于耕地稟賦,因此,政府應加大農機購置補貼、加快耕地流轉進程、增加耕地地力,從而促進糧食生產效率的提高。

關鍵詞:農機社會化服務;糧食生產效率;三階段DEA模型;隨機前沿模型

中圖分類號:F323.3; F326.11

文獻標識碼:A

文章編號:2095-5553 (2024) 04-0284-11

收稿日期:2022年6月20日" 修回日期:2022年8月8日

基金項目:陜西省社科基金項目(2020R037);陜西省創新能力支撐計劃軟科學項目(2021KRM178)

第一作者:朱玲,女,1998年生,湖北襄陽人,碩士研究生;研究方向為農業經濟管理。E-mail: 18707166774@163.com

通訊作者:趙凱,男,1971年生,寧夏固原人,教授,博導;研究方向為農業經濟管理和土地經濟。E-mail: zhaokai@nwafu.edu.cn

Impact of farmers’ adoption of agricultural machinery services on grain production efficiency:

Based on the adjustment effect of cultivated land endowment

Zhu Ling, Zhang Renhui, Zhao Kai

(College of Economics and Management, Northwest A amp; F University, Yangling, 712100, China)

Abstract:

The improvement of agricultural production efficiency is an important way to ensure food security. Under the background of the rapid development of agricultural machinery service, the relationship between agricultural machinery service and food production efficiency is explored, so as to promote the common development of agricultural machinery service and food production. Based on the survey data of 591 farmers in Henan Province, this paper used three-stage DEA model and Tobit model to explore the impact of agricultural machinery socialization service adoption on farmers’ grain production efficiency, and further analyzed the moderating effect of cultivated land resource endowment. The results showed that the adoption degree of agricultural machinery socialization service could effectively promote the improvement of farmers’ grain production efficiency, the degree and quality of farmland fragmentation could play a negative and positive moderating role in the impact of degree of agricultural machinery socialization service on grain production efficiency of farmers. The effect of agricultural machinery service on grain production efficiency is limited by cultivated land endowment. Therefore, the government should increase subsidies for agricultural machinery purchase, speed up the process of cultivated land transfer and increase the fertility of cultivated land so as to promote the improvement of grain production efficiency.

Keywords:

agricultural machinery socialization service; grain production efficiency; three-stage DEA model; stochastic frontier model

0 引言

“民以食為天,國以糧為本”。糧食安全始終是社會穩定和經濟發展的基礎[1]。隨著我國農村人口大量向非農部門轉移,農業勞動力要素開始由“過密化”向“空心化”“老齡化”和“女性化”轉化,務農勞動力的數量和質量出現明顯下滑[2, 3],對糧食生產造成重要影響。農機服務通過引入先進的生產要素,改變了傳統農業的生產方式,能有效緩解我國勞動力約束、技術約束和資金約束,是提高糧食生產效率和促進我國糧食生產方式轉型的重要途徑[4]。黨的十九大報告指出,要健全農業社會化服務體系;2021年中央一號文件提出要加強農業科技社會化服務體系建設,開展農機作業補貼。據農業農村部統計,截至2020年底,全國農作物耕種收機械化率達到71%,小麥耕種收綜合機械化率穩定在95%以上,水稻、玉米耕種收綜合機械化率分別超85%、90%,農機服務發展呈現良好態勢。

當前學者從不同角度探究了農機服務與糧食生產效率的關系。王丹等[5]基于農機跨區服務的空間效應視角,采用2001—2018年15個省份的面板數據,研究發現農業機械化可以提高小麥生產技術效率且存在空間溢出效應。劉成等[6]從不同土地規模視角,基于全國省級層面2000—2016年的面板數據,研究發現農機服務對糧食生產技術效率的影響程度與農戶的土地規模呈正比。宦梅麗等[7]利用1991—2019年省級面板數據,基于環節差異視角研究發現農業機械化可以有效提高糧食邊際產出與生產效率,但不同環節農業機械化對生產技術效率的影響存在顯著的差異。

綜上分析,現有研究仍存在不足。一是研究數據多為宏觀數據,所測算出的農機服務水平以及糧食生產效率可能存在誤差。運用農戶微觀調研數據分析不多。二是缺少對糧食主產區的實證分析。糧食主產區作為國內糧食生產的核心區,其糧食生產至關重要。三是現有研究較少將耕地資源稟賦納入農機社會化服務對糧食生產效率影響的分析框架。不同耕地資源稟賦條件下糧食生產的效率也會有所差異。四是當前對糧食生產效率的研究大多僅針對某一種糧食作物,而農戶的種植實際上具有多樣性,可能同時種植多種糧食作物,對單一糧食生產效率的研究缺乏真實性。鑒于此,本文將糧食主產區河南省作為研究區域,在商水縣、項城市、淮陽縣3個糧食生產大縣的591份農戶微觀調研數據,通過運用能有效剔除環境和隨機誤差項等外在因素影響的三階段DEA模型,探究農機服務對糧食生產效率的影響。在此基礎上,進一步將農戶耕地資源稟賦納入分析的框架,研究在不同耕地資源稟賦條件下,農戶農機服務采納對糧食生產效率影響的作用機理。

1 理論分析與研究假設

1.1 農機服務對糧食生產效率的影響

近年來,農村大量青壯年勞動力的非農轉移使得農戶務農勞動力的數量與結構發生了明顯的變化[3],農業和農村中留下的主要是老、弱、病、殘、婦等邊際產出更低的人口,農業競爭力日益喪失[8]。在此背景下,農機服務成為彌補勞動力不足的重要保障。農機服務能夠使得種糧農戶以低成本的方式實現機械對人工的有效替代,從而緩解農業生產中的勞動力約束以及因耕地經營規模擴大而受到的機械投資約束[9]。例如在施用化肥農藥環節,農機的精準控制有助于降低化肥農藥的施用量,存在降低投入成本的可能[10]。在耕地環節,農業機械化可以通過“深松翻”和“少免耕”技術,減少土壤的水分蒸發和水土流失,改善土壤結構增加有機質含量,促進糧食的增產[11]。此外,提供農機服務的服務主體能夠根據服務對象現有的耕地、資金、技術等農業生產要素的配置情況,提供最有效率的服務方案[12]。因此,從投入產出的視角來看,農機服務能夠通過減少投入和增加產出來提高糧食生產效率。基于上述分析,本文提出研究假說,H1:農機服務的采納對農戶糧食生產效率的提高具有顯著的正效應。

1.2 不同耕地資源稟賦在農機服務采納對糧食生產效率影響的調節效應

耕地稟賦是指耕地具有的天然特性以及所處的自然環境和經濟社會環境的總和, 包括實際種植面積、耕地細碎化程度以及耕地地形[13]。基于此,本研究將耕地資源稟賦分為耕地細碎化程度、耕地質量和經營規模三個方面。耕地細碎化是指農戶所擁有的耕地空間分割、大小不等[14],耕地利用呈分散、無序的狀態[15]。在耕地細碎化中,由于田埂的存在不僅浪費了耕地資源[16],造成了田間管理的不便,而且限制了農戶的規模化經營,阻礙了農業機械化等生產要素的使用和農田基礎設施的建設[17]。因此,耕地細碎化會降低農業生產要素的配置效率,給農業生產技術效率帶來損失。耕地質量是指耕地的條件和生產能力,包括土壤、氣候和生物特性及其滿足人類需求的程度[18]。耕地是糧食生產中最基本的投入,承擔著保障糧食安全的基本任務,耕地質量的好壞直接影響糧食生產效率的高低。經營規模對糧食生產效率的影響如何在當前學術界并沒有統一的定論,一方面,經營規模的擴大能夠通過形成一定的規模效應[19]、緩解耕地細碎化程度、提高生產要素的配置效率[20]來促進糧食生產效率的提高;另一方面,農戶經營規模的擴大會導致化肥農藥等生產要素的過度使用、耕地租賃和機械服務等投入要素的價格上漲[21],反而不利于糧食生產效率的提高。基于以上分析,本文提出研究假說,H2:耕地細碎化程度在農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響中發揮著負向的調節作用。H3:耕地質量在農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響中發揮著正向的調節作用。H4:耕地經營規模在農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響中發揮著調節作用。

2 數據來源、模型設定與變量描述

2.1 數據來源

本文數據來源于課題組對河南省糧食主產區農戶開展的實地調研。調研采用典型抽樣與隨機抽樣相結合的方式進行,在考慮了當地實際發展情況以及區位條件后,選取了商水縣、項城市、淮陽縣3個產糧大縣,并采用分層抽樣方法獲取樣本,即在各縣選擇4~6個鄉鎮,每個鄉鎮抽取5~8個樣本村進行入戶調研。調研采用“一對一訪談”方式,調查的內容包括農戶家庭基本情況、耕地資源狀況、農業生產投入和產出情況、農業社會化服務需求采納狀況等。課題組共發放調研問卷630份,結合本文研究所需變量,剔除空值較多、前后答案不一致等無效樣本,最終獲得有效問卷樣本591份。

2.2 模型設定及變量選擇

2.2.1 農戶糧食生產效率測定

1) 模型設定。本文采用Fried等[22]提出的三階段DEA模型對農戶糧食生產效率進行測算,相對于主要的效率計量方法即隨機前沿分析法(SFA)和傳統的數據包絡分析法(DEA),該模型能有效剔除環境因素和隨機誤差等外在因素對生產效率的影響,對農戶糧食生產效率的測算更加客觀。

第一階段:傳統DEA模型。不同農戶糧食種植面積不同,產出水平也存在較大的差異,因此本文采用與現實情況相符合的規模報酬可變模型(BCC)來測算農戶的糧食生產效率,該模型下的技術效率TE又可表示為純技術效率PTE和規模效率SE的乘積。模型設置如式(1)所示。

2) 變量選取。(1)投入與產出變量。現有對農戶農業生產效率的研究多是對單一作物進行生產效率分析測度,然而由于農戶的種植普遍存在多樣性,單一作物的農業生產效率的測度不能全面反映出農戶真實的農業生產狀況[24]。在調研中發現,當地以種植玉米、小麥、大豆為主,因此在借鑒林文聲等[25]研究的基礎上,采用一年中農戶家庭賣出所生產糧食作物(玉米、小麥、大豆等)的產品總價值作為產出變量,投入變量包括資本投入、勞動力投入和耕地投入。(2)環境變量。環境因素變量的選取要滿足“分離假設”,即要選取影響農戶糧食生產效率且不受生產系統主觀控制的外生變量[26]。因此,本文借鑒楊彩艷[12]、廖文梅[27]等研究,選取農村居民家庭人均純收入、戶主受教育年限、到縣城的距離、是否定期會有科技人員下鄉指導農業生產作為環境變量。

2.2.2 農機服務采納對農戶糧食生產效率的影響

1) 模型設定。糧食生產效率為受限因變量,其取值范圍為(0,1),屬于截斷數據。如果采用普通最小二乘法對模型進行回歸,參數估計將有偏差且不一致,為避免此類偏誤,往往使用受限因變量模型即Tobit模型對參數進行回歸[28, 29],如式(5)所示。

為驗證耕地資源稟賦在農機服務對糧食生產效率影響中的調節作用,本文引入農機服務采納程度與耕地細碎化程度、耕地質量和經營規模的交互項,即模型中的X1X2、X1X3、X1X4。

2) 變量選擇。(1)被解釋變量。本文的被解釋變量為糧食生產效率,運用三階段DEA模型測算得出。變量定義與描述性統計如表2所示。

(2)核心解釋變量。由于在調研中發現當前農業機械化服務普及率較高,且用“是否采納農機社會化服務”和“農機社會化服務采納環節”來衡量農機服務的采納準確性不高[30]。因此本文在借鑒楊子等[31]研究的基礎上,將農戶購買機耕、機播、機收服務環節的費用占生產總投入費用的比重作為農機社會化服務采納程度的衡量,該比重越大,則農戶對農機社會化服務的采納程度也就越高。

(3)調節變量。即農戶耕地資源稟賦,具體用耕地細碎化程度、耕地質量和經營規模3個指標表征。對于耕地細碎化程度,借鑒吳大磊等[32]的做法,運用每戶擁有的地塊數除以耕地面積來表征。對于耕地質量,本文采用農戶各地塊的平均耕地質量來表征。一般而言,耕地經營規模較大時能夠產生規模經濟,從而促進糧食生產。然而也有學者認為小規模的農業生產可以讓農戶發揮精耕細作的優勢,從而提高糧食生產效率[33]。因此,在借鑒已有研究的基礎上,本文采用家庭經營面積除以家庭人口數即人均耕地面積來表征耕地經營規模。

(4)控制變量。從以下3個維度選取控制變量:戶主特征變量,包括戶主年齡、文化程度和是否參加過農業技能培訓;家庭特征變量,包括家庭勞動力人數占比、家庭職業和老齡化程度;農業生產經營特征變量,包括是否擁有農業機械、糧食作物種植比例、有無農地流轉行為。

3 實證結果分析

3.1 農戶糧食生產效率的測度

首先運用DEAP2.1軟件通過傳統DEA-BCC模型測算農戶農業生產效率。由表3可知,各地區DEA第一階段和第三階段純技術效率值和規模效率值變化較為明顯。第一階段農戶糧食生產綜合效率均值為0.751,純技術效率均值為0.763,規模效率均值為0.800。不同地區的效率值也存在著較大的差異,其中,商水縣舒莊鄉綜合效率、純技術效率、規模效率值分別為0.870、0.823、0.968,均處于領先地位,表明其糧食生產效率較高。

使用第二階段剔除外部環境和隨機誤差影響后所得到的各要素投入數據,再次運用DEAP2.1軟件測算各決策單元的糧食生產效率值,作為對照,第三階段的各效率值也列入表3中。從表3中可以看出,調整后的農戶糧食生產綜合效率均值、純技術效率均值和規模效率均值分別為0.673、0.879、0.693,在剔除了環境因素的影響之后,農戶的純技術效率有較大幅度的提升,綜合效率和規模效率有所下降。從不同地區農戶糧食生產效率的情況來看,商水縣整體糧食生產效率較淮陽縣和項城市表現更好。

將第一階段DEA測算結果中各決策單元投入變量的松弛值作為被解釋變量,以農村居民家庭人均收入、戶主受教育程度、村莊到縣城的距離、是否有科技人員下鄉指導作為解釋變量,運用Frontier4.1軟件,利用極大似然估計法(MLE)分別估計外部環境變量對耕地投入冗余、資本投入冗余、勞動力投入冗余的影響,見表4。

由表4可知,對數似然函數值(log likehood)、似然比檢驗(LR test)表明,該回歸估計結果較好。此外,耕地投入松弛變量、資本投入松弛變量、勞動力投入松弛變量的γ值均接近于1,且達到1%的顯著性水平,說明此三種投入要素的冗余以管理效率因素為主,因此有必要運用SFA方法進行各因素對效率影響的剝離分析。

3.2 農機服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響

在分析農機服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響之前,本文對核心解釋變量和控制變量進行了多重共線性檢驗,結果顯示模型中各變量的方差膨脹因子最大值為1.4,平均方差膨脹因子為1.16,均小于10,因此不存在多重共線性問題,滿足變量之間獨立性的要求。

為提高估計結果的準確性和科學性,本文采用逐步回歸方法,依次引入相關變量分4組進行回歸。模型1考察的是不考慮控制變量時,農機社會化服務采納程度對糧食生產效率的影響效應,模型2~模型4在模型1的基礎上依次納入了農業生產經營特征、戶主特征、家庭特征等控制變量。Tobit回歸結果如表5所示,從各模型的估計結果可以發現,P值分別在5%和1%水平下通過顯著性檢驗,說明各模型估計結果準確且有效,擬合效果較好。

由于Tobit模型的系數估計值并非邊際效應,因此本文通過Stata軟件相關命令得出各變量的平均邊際效應,具體結果如表5所示。可以看出,農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率存在正向的影響,且在5%的水平下顯著。模型2~模型4在加入農業生產經營特征、戶主特征、家庭特征后,回歸系數變化不大,表明結果具有較強的穩健性,因而驗證了假說1:農機社會化服務的采納有利于農戶糧食生產效率的提高。

從邊際效應來看,農機社會化服務的采納程度每增加1%,農戶糧食生產效率將提高10.1%。農機社會化服務通過利用先進的科學技術,在農業生產的播種、耕地和收割環節減少生產成本,提高產量,促進農業生產要素的優化配置,進而促進糧食生產效率的提高。

從控制變量來看,農業生產經營特征對農戶的糧食生產效率影響顯著,是否擁有農業機械在5%的顯著性水平下正向影響農戶糧食生產效率;耕地是否流轉與糧食作物占比在1%的顯著性水平下正向影響農戶糧食生產效率,符合理論預期。擁有農業機械的農戶在農業生產中能夠自由支配農機,以保證農機作業的及時與細致;糧食作物占比越高,農戶種植的專業化和規模化也就越高;耕地流轉在一定程度上能夠提高農業生產要素的配置效率,因此,以上農業生產經營特征變量均能促進農戶糧食生產效率的提高。此外,戶主特征和家庭特征對農戶糧食生產效率的影響并不顯著。

3.3 耕地資源稟賦的調節效應

根據溫忠麟等[34]的研究,當自變量和調節變量為連續變量時,用層次回歸分析來檢驗調節效應。農機服務采納程度和耕地稟賦變量均為連續變量,因此采用層次回歸分析,此外在進行調節效應分析時,本文對自變量和調節變量已進行了中心化變換。

首先,僅考慮農機社會化服務采納程度和各耕地稟賦變量對糧食生產效率的影響(模型5、模型7和模型9);其次,分別引入農機社會化服務采納程度與耕地細碎化程度的交互項(模型6)、農機社會化服務采納程度與耕地質量的交互項(模型8)、農機社會化服務采納程度與耕地經營規模的交互項(模型10),如表6所示。

從表6的模型6中可以看出,耕地細碎化程度與農機服務采納程度的交互項在1%的水平下顯著,且系數為負,說明耕地細碎化程度在農機服務對農戶糧食生產效率的影響中具有顯著的負向調節作用,即隨著耕地細碎化程度的加大,農機服務對糧食生產效率的正向影響被削弱了,假設2得到驗證。從模型8中可以看出,農機社會化服務采納程度與耕地質量的交互項在1%的水平下顯著為正,說明耕地質量在農機服務對農戶糧食生產效率的影響中具有顯著的正向調節作用,假設3得到驗證。模型10考察耕地經營規模在農機服務對農戶糧食生產效率影響中所發揮的調節效應,從表6可以看出,交互項的系數并不顯著,調節效應并不存在,假說4未得到驗證。耕地經營規模在農機服務對農戶糧食生產效率的影響中沒有發揮調節作用,這可能與樣本農戶經營規模普遍偏小有關(89.68%的樣本農戶經營規模小于0.27hm2)。

3.4 內生性檢驗

農戶購買農機社會化服務的行為可能受到農戶受教育水平、個人能力等各種因素的影響,使上文的討論在一定程度上存在自選擇偏誤而引發內生性問題,因此本文采用傾向得分匹配法(PSM)來解決該問題。本文將采用近鄰匹配、卡尺匹配以及核匹配進行分析,估計結果見表7。為保證結果的可靠性,本文也對匹配效果進行了檢驗,結果顯示通過了平衡性檢驗,從下文PSM估計結果來看,三種匹配方法估計農機社會化服務對農戶糧食生產效率影響的處理效應系數方向基本一致,表明農機服務有利于農戶糧食生產效率的提升,證實了前文的結論是穩健的。

3.5 穩健性檢驗

上文的實證結果可能會因農戶糧食生產效率計算方法的不同而出現差異,有必要對其進行穩健性檢驗,鑒于此,本文采用替換因變量的方法進行穩健性檢驗。前文采用數據包絡分析(DEA)測算農戶糧食生產效率,屬于非參數型效率測算,此處選擇參數型的隨機前沿模型(SFA)并選擇超越對數生產函數來測算糧食生產效率放入模型進行穩健性檢驗。具體估計結果見表8,本文關注的核心變量與調節變量與前文估計結果并不存在系統性偏差,說明本文模型設計合理、估計結果穩健。

4 結論與政策啟示

4.1 結論

本文基于河南省591份農戶調研數據,利用三階段DEA模型測度農戶的糧食生產效率,并在此基礎上采用Tobit模型實證研究了農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率的影響。

1) 河南省農戶糧食生產綜合效率平均值為0.712,仍存在較大的上升的空間。

2) 農機社會化服務采納程度對農戶糧食生產效率存在顯著的正向影響,是否擁有農業機械資產、耕地是否流轉和糧食作物占比等農業生產經營特征均會對農戶糧食生產效率產生顯著的影響。

3) 耕地資源稟賦在農機社會化服務對農戶糧食生產效率影響中發揮著不同的調節效應,耕地細碎化程度發揮著負向的調節效應,耕地質量發揮著正向的調節效應,而耕地經營規模在農機服務對農戶糧食生產效率影響中并不存在顯著的調節效應。

4.2 政策啟示

1) 政府應進一步加大農機購置補貼,積極鼓勵農機社會化服務組織的發展。在農業勞動力不斷外流的背景下,農機社會化服務成為緩解農業資源約束的重要力量,能通過節約成本和提高產量來促進農戶糧食生產效率的提高。因此,政府應進一步推動農機服務的發展,促進小農戶與現代農業的有機銜接。

2) 鼓勵農戶進行耕地流轉,緩解耕地細碎化程度。政府可以通過創造非農就業機會和加強農戶社會保障等方面,減少農戶對耕地的依賴,進而促進耕地流轉,改善耕地細碎化,促進農戶規模化種植,提高糧食生產效率。

3) 加強耕地基礎設施建設和投資,提高耕地地力。耕地質量在農機服務對農戶糧食生產效率影響中發揮著正向的調節作用,因此政府應通過加強基礎設施、鼓勵農戶投資耕地等方式提高耕地質量,進而促進農戶糧食生產效率的提升。

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