稻农化肥减量施用行为的影响因素

杨万江， 李 琪

(浙江大学 中国农村发展研究院，杭州 310058)



稻农化肥减量施用行为的影响因素

杨万江， 李 琪

(浙江大学 中国农村发展研究院，杭州 310058)

基于长江流域6省678户稻农化肥施用数据，利用双对数模型和多元线性回归模型分析发现：生产方式的转变是实现农户化肥施用减量的有效路径，其中机械整田、机械插秧和田间管理服务能够显著降低化肥过量施用量，但是统一育秧服务的减量作用不显著；农户参与技术培训、接受农技员技术指导和与亲朋邻居进行技术交流等技术推广方式也能够减少农户化肥过量施用行为，但是通过媒体学习技术可能会增加化肥过量施用程度。

化肥； 过量施用； 机械化； 生产服务； 技术推广

一、引言

根据农业部统计，化肥对我国粮食产量增长的贡献率达到了50%以上，然而当前我国化肥施用出现了投入量过高与利用率偏低的问题，农作物亩均化肥用量达到了21.9公斤，远高于世界平均水平，主要农作物肥料利用率不足40%。减少农户化肥施用对于转变农业发展方式、打好农业面源污染治理攻坚战具有重要意义。

已有关于我国农户化肥施用行为的研究主要可以归纳为三类。第一类研究针对的是农户化肥施用效果及施用效率，研究结果普遍认为，尽管施用化肥对粮食产量有提升作用[1-2]，但是化肥投入的边际效益正在不断下降[3]，同时农户化肥投入的技术效率非常低，大部分投入的化肥没有发挥出作用[4-5]。第二类研究对农户化肥施用量进行了测算和评价，结果表明当前我国农户化肥施用量普遍超过了经济意义上的最优施肥量[6]，尤其是水稻、小麦等粮食产业的过量施用情况比较普遍[7-8]。第三类研究针对的是农户化肥施肥或过量施用行为的影响因素，其中纪月清等[9]从市场角度分析了信息不对称对农户化肥减量施用的影响；张利国[10]分析了合约销售等组织方式对农户化肥施用的影响；仇焕广等[11]、李纪华等[12]、巩前文等[13]分别研究了风险规避、态度认知、家庭禀赋、土地条件等个体因素如何影响农户化肥施用行为。尽管农户化肥施用行为的影响因素研究比较丰富，但还有两个方面有待深入探究：首先，在农业“提质增效”的背景下，生产方式的转变直接影响了农户的生产行为决策，然而仅有朱哲毅等[14]少数研究涉及到了机械使用等因素，因此目前新型生产方式会带来怎样的影响还有待进一步明确；其次，技术推广和学习对优化农户施肥行为具有显著影响[15-16]，但是已有研究普遍采用技术培训这一笼统变量来表示，对于多样化的推广方式的区分性研究还不足；此外，研究还应考虑到我国地区性耕作制度差异对最优施用量的影响。

鉴于此，本文以长江流域稻农化肥施用情况为例，利用长江流域6个水稻主产省份678户稻农数据，重点分析稻作生产方式转变和技术推广方式两大方面对农户化肥施用行为的影响，探索农户化肥减量的路径，为解决我国化肥过量投入问题，进一步实现农业生产的“提质增效”提供思路。

二、研究假说与模型构建

(一)研究假说

随着农村劳动力转移加速，我国的粮食生产经营方式正在发生转变[17]，小规模、分散化、粗放化的生产方式随着农业机械的广泛使用和生产服务体系建设逐步呈现出现代化和专业化特征。首先，高效的机械化作业有效克服了劳动力外流给粮食生产带来的不利影响[18],并有助于农业增产[19]。以水稻产业为例，研究表明，机械整田、深耕及机械施肥有效提高了土壤质量和化肥使用效率，从而增加水稻产量[20-21]，水稻机械插秧较手工插秧相比增产效果一般能达到5%～20%[22]。其次，构建社会化服务体系能够为解决粮食产业“谁来种地”“如何种地”问题提供新路径，实现粮食生产节本增效[23]，实证表明，社会化服务能够显著提升农业生产效率[24-25]。根据上述分析，由于水稻生产方式的转变，包括机械的使用和社会化生产服务可以提高生产质量和稻谷产量，农户不需要通过超量投入化肥的方式追求高产，可能成为解决农户化肥过量施用问题的有效途径。

在我国种稻农户年纪偏大、文化程度偏低的背景下，农户对科学施肥相关知识的缺乏是导致化肥过量施用的主要原因[26]。研究表明，参与技术培训对提高农户安全意识、优化农户化学品使用行为具有积极作用[27-28]，因此有必要通过各种渠道的技术推广和学习方式为农户树立正确的施肥理念和施肥行为。张蕾等[29]调查表明，自我摸索、亲戚朋友、农资销售部门、电视录像、农户推广人员等是农户获取农业技术信息的主要渠道，鉴于学习方式和传递内容的多样性，不同的技术推广方式对农户施肥行为的影响方式和影响程度可能存在差异。

基于上述分析，本文提出以下假设：

H1：水稻生产方式的转变，包括使用机械和接受生产性服务能够有效减少农户化肥过量施用行为。

H2：技术推广能够有效减少农户的化肥过量施用行为，不同的技术推广方式对过量施用行为的影响方式和影响程度不同。

(二)模型构建

1. 测算化肥施用是否过量的生产函数模型

化肥施用作为一种经济行为需以利润最大化作为判断最优投入量和是否过量的原则。为了测算经济意义上农户化肥施用是否过量，首先构建双对数形式的C-D生产函数，以水稻亩产(Yield)作为因变量，纳入水稻生产中基本生产要素，包括种苗投入(Seed)、化肥投入(Fert)、劳动力投入(自家劳动力和雇工)(Labor)和机械投入(Mach)作为自变量，并纳入省份的虚拟变量(Pro)作为控制变量，具体模型见式(1)。

(1)

其中，一系列β表示估计参数，e表示随机扰动项，均服从独立正态分布。

β2为化肥投入弹性，根据利润最大化原则，稻农获得最大收益的条件是边际收益等于边际成本，即：

(2)

通过(1)(2)式转化可得农户化肥最佳投入量Foptimal的计算公式：

(3)

同样， 判断稻农化肥投入是否过量可以利用边际产出与投入比与1的大小比较，即：

(4)

如果边际产出与投入之比大于1，则说明继续投入化肥具有经济效益，如果边际产出与投入之比小于1，则说明化肥投入已经过量。

2. 农户化肥过量施用行为的影响因素模型

采用多元线性回归模型，以化肥的过量投入量(Surfert)作为因变量考察稻作生产方式和技术推广方式对农户化肥施用行为的影响。稻作生产方式主要包括机械整田、机械插秧、统一育秧服务和田间管理服务，技术推广方式主要包括技术培训、农技员指导、媒体学习和亲朋邻居交流。同时根据农户行为理论纳入个人禀赋、家庭禀赋和生产特征等其他控制变量，具体模型见式(5)。

Surfert=α0+α1iXi+α2iZi+α3iEi+ε

(5)

其中，一系列α表示估计参数，ε表示随机扰动项，且均服从独立正态分布，Xi表示稻作方式相关变量，Zi表示技术推广方式相关变量，Ei表示一系列控制变量，具体变量说明见表1。

表1 变量名称及定义说明

三、样本农户化肥施用状况

(一)数据来源

本研究数据来源于国家水稻产业技术体系产业经济功能研究室2014—2015年进行的体系内农户调查。长江流域稻作历史悠久，水稻产量约占全国的70%，属于我国华北单双季稻作区的重要水稻主产地，流域内的成都平原、江汉平原、洞庭湖地区和太湖地区等都是我国重要的商品粮基地。本文利用了长江流域江苏、浙江、江西、湖南、湖北和四川省6个省份29个县市的调查样本。

调查依托于国家水稻产业体系于各水稻主产省份设立的综合实验站进行，以多层抽样与随机抽样结合的方式选取样本，以农民口述，调查员填写的形式填写问卷，去掉含缺失值和异常值样本，共有效分析样本678个(表2)。

(二)描述性分析

根据描述性分析结果(表3)，样本农户平均亩产为584.28 公斤/亩，种苗平均投入量为2.93

表2 样本分布

公斤/亩，化肥平均投入量为79.92 公斤/亩，机械平均使用费用168.81元/亩，劳动力平均投入8.09人日/亩。户主平均年龄为52.75岁，平均文化程度不及初中水平，家庭非农收入比重达到了64.73%，水稻平均生产面积为23.12亩。样本中使用机械耕田的农户达到了81%，说明机耕的普及率较高，而使用机械插秧的农户仅为28%，机插的普及率还比较低。接受了统一育秧服务的农户占38%，接受田间管理服务的农户占28%，生产性服务的参与水平还较低。样本农户参与技术学习的平均次数为2.08次/年，其中最多的农户一年中接受了10次培训，没有接受技术培训的农户占22.86%。接受农技员稻作技术指导的农户占76%，从媒体学习种稻技术的农户仅占18%，与亲朋邻居互相交流种稻技术的农户占22%，由此可见，技术培训和农技员指导依旧是农户获得稻作技术的最主要来源。

表3 描述性分析

从各省农户化肥施用情况来看(表4)，样本农户平均化肥施用量从高到低依次为四川、江苏、江西、浙江、湖南和湖北省，四川省和江苏省农户的平均化肥施用量达到了95.70 公斤/亩和87.04 公斤/亩，江西、湖南和浙江省的平均化肥施用量在75 公斤/亩左右，湖北省农户化肥施用量最低为65.63 公斤/亩。从化肥施用量分布情况来看(表5)，施用量在40～60 公斤/亩、60～80公斤/

亩、80～100 公斤/亩的农户分别占到了28.76%、26.26%和20.65%，施用量小于40 公斤/亩、100～120 公斤/亩和超过120 公斤/亩的农户占比都不足10%。湖北省农户化肥施用量较多集中在40～80 公斤/亩，江苏省和浙江省农户较多集中在60～100 公斤/亩，江西省、四川省和湖南省农户的化肥施用量在40～100 公斤/亩之间分布较为平均。

表4 各省样本农户化肥施用量情况 单位：公斤/亩

表5 各省样本农户化肥施用量分布情况

四、农户减量施用化肥的影响因素

(一)农户化肥过量施用情况测算

通过普通最小二乘法(OLS)稳健性回归对式(1)进行估计，结果表明化肥投入的生产弹性为0.0752，根据公式(3)和(4)分别计算农户的最优化肥施用量及过量施用量，结果见图1及表6。678户农户中，化肥过量施用的农户496户，占总样本数的73.16%，未过量施用化肥的农户仅有182户，占26.84%。求得平均最优化肥施用量55.86 公斤/亩，而农户实际化肥施用量为79.92 公斤/亩，实际化肥施用量超出最优施用量的43.07%。过量使用农户平均超量38.90公斤/亩，占到了实际施用量的44.41%。该结果一方面表明当前我国稻农化肥过量施用的比重较大，过量施用的农户占到了四分之三以上，另一方面表明化肥超量严重，超量施用了近一半。

图1 样本农户最优施用量情况

表6 样本农户过量施用量情况

从各省情况来看，江苏、四川和湖南省过量使用的农户比重都超过了80%，江西省为75%，湖北和浙江省过量施用化肥比重相对降低，在50%左右。四川省不仅过量施用农户比重高，超量量也最大，达到了56.20 公斤/亩，浙江省的过量施用量较低，为20.86 公斤/亩，其余4个省份的过量施用量在37.70～33.41 公斤/亩之间。

(二)农户化肥减量施用行为的影响因素分析

采用多元线性回归模型对过量施用化肥的496户农户进行回归。将反映稻作生产方式转变的机械使用与生产服务等变量(模型一)、反映技术推广方式的变量(模型二)和全部变量(模型三)分别引入式(5)进行回归，回归结果见表7。模型(一)、(二)和(三)的Adjusted R2分别为0.29、0.20和0.62，拟合程度较好。

表7 农户化肥减量施用行为影响因素模型回归结果

从模型(一)、(三)回归结果来看，机械整田和机械插秧的变量系数为负且在1%水平上显著，表明利用机械耕整和插秧与人工作业相比能够有效降低农户过量施用程度。是否接受统一育秧服务和田间管理服务变量的系数也为负，但是育秧服务的减量效应在统计上并不显著，可能因为农户认为统一育秧和自己育秧所提供的秧苗质量差异不大。田间管理服务的减量效应在1%水平上显著，因为田间管理服务能够为农户提供专业化的水稻管理过程，根据土地特征科学决定化肥投入量和投入次数，相比于农户自主决策过量施用的风险更低。上述结果验证了假设H1，表明机械化作业和生产性服务等稻作生产方式的转变有利于减少农户化肥过量施用行为。

从模型(二)、(三)回归结果来看，农户参与技术培训次数的系数为负且在1%的水平上显著，表明水稻种植技术培训能够有效降低化肥的过量投入，接受技术培训次数越多，减少过量行为的可能性越大，这与Huang等[30]研究结论一致。从农技员处获得技术指导的系数为负但是并不显著，可能因为每个村甚至每个县农技员配置很少，个体农户能获得的农技员的单独指导是很有限的，目前还无法实现精确指导。与亲朋邻居互相交流技术变量的系数为负并在1%的水平上显著，说明农户与亲朋好友之间的技术交流，尤其是与邻片农户之间交流有助于生产经验的分享，起到促进连片地区统一施肥的作用。是否从媒体上学习稻作技术变量的系数为正，说明如果农户跟随媒体上的相关节目、广告等调整施肥行为很容易出现过量施用的问题，目前技术推广节目、广告等可能含有误导农户的内容，或者农户自身很难将媒体的指导正确运用到实际生产中。该结果表明技术推广有利于减少农户化肥过量施用行为，除了媒体技术学习渠道外其他的技术推广方式都是农户化肥减量的有效路径，验证了假设H2。

根据模型(三)的回归结果，户主年龄和文化程度的系数为负，但是在统计上并不显著。家庭兼业程度的系数为正并在1%水平上显著，因为兼业家庭缺少农业劳动力而更多投入化肥来替代，这与史常亮等[31]的研究结论一致。农户生产面积系数为负且在1%水平上显著，说明生产面积越大的农户过量施用量越小，与项诚等[32]的研究结论相一致，这主要是因为大面积生产较为专业，更多利用机械化等方式精确了施肥行为，因此适当扩大生产面积有助于缓解化肥过量施用行为。

五、推动农户化肥减量施用的有效途径

生产方式和技术推广是影响农户行为决策的重要因素，本文关于生产方式和技术推广对稻农化肥施用行为影响的研究结果表明：首先，排除耕作制度差异对最优施用量的影响后，长江流域稻农化肥超量施用情况已经非常严重，表现在超量施用的农户比重高以及超量使用程度高两方面，可见减少稻农化肥施用量已经成为迫在眉睫的任务；其次，稻作生产方式的转变，包括整田、插秧环节的机械使用和接受田间管理服务都对减少农户化肥过量施用有积极作用，相比于传统的粗放稻作，机械作业的精细化和生产性服务的专业化有效降低了农户的过量施用程度，因此推进粮食生产方式转变是实现化肥减量的有效路径；最后，参与技术培训和农技员指导等传统技术推广方式，以及与亲朋好友之间的技术交流对化肥减量也具有积极意义，然而通过媒体学习却起到了负向影响，可见对于农户来讲，能够亲身参与的、直接获得指导的技术培训方式更为有效。基于上述研究结论，本文提出以下政策建议:

一是鉴于当前我国稻农化肥超量施用情况比较严重，因此要在全社会牢固树立“增产施肥、经济施肥、环保施肥”的观念，改善现有的化肥投入结构，开展耕地质量保护与提升，增加有机肥资源利用，以多种途径共同促进化肥投入零增长。

二是积极推进粮食生产方式和化肥施肥方式的转变。首先要在总结经验的基础上在更大范围推进测土配方施肥，做好测土配方施肥的统测、统施等工作；其次要积极推进土地流转型和生产服务型适度规模经营，探索公益性、经营性服务及政府购买服务等多种服务方式，充分发挥出专业合作社等新型经营主体及专业化服务组织在合理使用化肥、改善化肥投入方式中的榜样作用和服务作用，强化生产性服务对农户施肥行为的培训和指导;最后要积极推进田间管理环节，包括化肥机械深施、机械追肥和种肥同播等机械技术的推广，提高机械施肥质量，通过补贴等方式降低机械使用成本，以专业化、现代化和规模化的粮食生产方式及化肥施用方式取代农户分散化、粗放化的施肥行为。

三是加强化肥投入减量综合技术的研发和推广力度，深入推进科学施肥；在完善公益性农技员技术指导和技术培训体系建设的同时，充分利用起媒体传播、村落互助等多维技术推广渠道，尤其要提高媒体技术传播的质量，优化技术推广内容，合力推进创新型农业技术推广的长效机制。

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The Impact on Less Use of Chemical Fertilizers

YANG Wan-jiang, LI Qi

(ChinaAcademyforRuralDevelopment,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China)

Analysis made on data of 678 rice farmers in 6 provinces of the Yangtze River Basin with double logarithm model and multiple linear regression model indicates that the change of rice production mode is helpful to reduce the excessive use of chemical fertilizers. Mechanical ploughing, mechanical transplanting and field management service can significantly reduce farmers’ excessive inputs but the effect of seedling service is not significant. Farmers’ participation in technical training, agricultural technical guidance and technical exchanges with friends and neighbors can reduce the excessive use of chemical fertilizers, however, learning with the help of media resources may increase agrochemical inputs.

chemical fertilizers; excessive use; mechanization; production services; technology promotion

2017-02-16

10.7671/j.issn.1672-0202.2017.03.006

农业部国家水稻产业技术体系岗位专家研究经费(CARS-01-13B)

杨万江(1958—)，男，四川绵阳人，浙江大学中国农村发展研究院教授，国家水稻产业技术体系产业经济研究室主任，主要研究方向为农业经济、水稻产业经济。E-mail:wjyang@zju.edu.cn

F326.11

A

1672-0202(2017)03-0058-09