土地经营规模对测土配方施肥技术应用的影响研究——基于家庭农场监测数据的观察

夏雯雯，杜志雄，郜亮亮

（1.中国社会科学院研究生院，北京 102488；2.中国社会科学院农村发展研究所，北京 100005）

1 引言

绿色发展是农业现代化推进的重要举措，是农业未来发展的内在要求[1-2]，实现过程中离不开农业生产方式的转变和绿色生产技术的支撑[3-4]。土地作为农业生产的重要载体，土地质量受到化肥等化学投入品的严重威胁[5-7]。《2018中国统计年鉴》显示化肥总施用量从2000年的4 146.4万t增加到2017年的5 859.4万（t年均增长率2.4%），施用强度①化肥施用强度=总的化肥施用量/农作物总播种面积。从265 kg/hm2提高到2017年的352 kg/hm（2年均增长率1.9%），远超国际公认的225 kg/hm2的施肥上限。但是，总量和强度的增加并未带来较高的化肥利用效率，据《2018中国生态环境状况公报》报告，2017年水稻、玉米和小麦三大粮食作物的化肥利用率仅为37.80%。

《农业绿色发展技术导则（2018—2030年）》中指明测土配方施肥技术是农业绿色发展和生态文明建设过程中重点推广应用的一项化肥农药减施增效技术，其应用能够改善耕地质量，提高农产品质量效益[6，8-9]。测土配方施肥技术以土壤测试和田间肥料测试为基础，依据农作物类别和土壤状况，有针对性地解决土壤中营养元素不均衡的状况，进而有效避免氮、磷、钾等元素的过量投入。此项技术从2005年开始推行，至今已14年，但是，现实中全国农户测土配方施肥技术采用率不足1/3[10]。因此，测土配方施肥技术应用率过低的原因值得探讨和发现。

家庭农场作为当前阶段最符合中国未来农业发展需要和政策目标的新型农业生产经营主体[11]，土地经营规模是其区别于小农户的基本指标。家庭农场作为规模化、集约化和追求利润最大化的生产主体，其应用测土配方施肥技术的现状如何？土地经营规模是影响此项技术应用的关键因素吗？这些问题亟待解答。现有文献中，大多数研究没有直接分析土地经营规模对测土配方施肥技术应用的影响，而是把规模作为控制变量[12-14]，并且经验性结果并未指明土地经营规模对测土配方施肥技术应用的明确方向。此外，也有部分研究围绕在劳动力转移、产出风险、施肥认知、合作社等方面对测土配方施肥技术应用的影响[13，15-17]。

因此，在农业绿色发展的内在要求下，选取规模化的家庭农场为研究主体，关注土地经营规模对测土配方施肥技术应用的影响研究既是现实背景下的客观需要又是对原有文献的创新及补充。本文基于2014年全国802家粮食类家庭农场的监测数据，实证研究了土地经营规模对农场应用测土配方施肥技术的影响，参考相关结果为此项技术的推广和普及提供依据和建议。

2 理论分析

家庭农场作为依靠农业为主要收入来源的生产主体，为了最大限度地增加农业收入，偏好于能够提高农产品产量、降低农业生产成本的技术。测土配方施肥技术从2005年开始推行，相关的技术操作流程等已经比较成熟，与农民按照习惯性施肥相比，粮食作物应用测土配方施肥技术能够实现亩均节本增效30元以上[18]。ATANU等[19]认为生产者采纳某项技术取决于生产者对此项技术的知晓程度，以及此项技术带来的净收益是否大于技术使用成本，而技术本身的特征是土地规模对技术采纳的主要影响因素[20]。那么，农场土地经营规模对测土配方施肥技术的采纳是否会产生影响？如果有所影响，影响效应如何？

逻辑上看，土地经营规模通过两个机制对测土配方施肥技术的应用产生影响（图1）。相对于土地经营规模较小的农场：一是土地规模较大的农场更有意愿和动机去采纳测土配方施肥技术；二是土地规模较大的农场更有能力采纳测土配方施肥技术。

图1 理论分析框架Fig.1 Theoretical analytical framework

土地经营规模较大的农场应用测土配方施肥技术具有更强烈的意愿和动机主要缘于土壤质量异质性和土地质量信息的非对称性概率的提升，以及技术应用亩均成本的下降。农场的土地主要由转入地构成，一般来说，农场土地经营规模越大，转入土地的比率越高，土壤质量异质性的概率也越高。在土地流转交易市场中，由于流入方和流出方对于土地质量信息的非对称性，流出方为了获得较高的交易价格，可能不会完全披露土地质量信息，进而导致农场对转入地的土地质量信息无法完全知晓。另外，测土配方施肥技术应用的总成本主要包括与当地技术服务商、测土配方肥料提供商等整个技术指导过程中的交易成本、前期的土壤检测成本[21]和后期的配方肥成本。那么，农场在寻求农业技术推广部门等机构进行服务时，土地规模较大的农场所付出的亩均交易成本和检测成本相对较少。另一方面，土地规模较大的农场对配方肥的需求量相对较多，在重复博弈过程中，化肥经销商为了长期保持与农场的联系，销售配方肥的价格可能偏低。因而，可以预期，土地规模较大的农场应用此项技术所付出的亩均成本相对较少。

农场相对偏高的收入水平和农场主较高的教育水平促使土地规模较大的农场更有能力应用测土配方施肥技术[22]。相比于土地规模小的农场，土地规模较大的农场收入水平一般较高[23]，并且相对容易获得正规机构的金融贷款[24]。并且，假定两个农场种植作物相同，亩均产量相同，市场销售价格相同，规模大的农场应用测土配方施肥技术所支付的成本占农场总收入的份额偏低。另外，土地经营规模较大的农场，农场主的教育水平普遍较高①在文中分析样本中，农场主教育水平初中以上的农场平均面积为442.33亩，比农场主教育水平初中及以下农场平均面积355.52多86.81亩。，而教育水平是影响新技术采用的重要因素[25]。正如冯燕等[17]通过安徽省肥东县的案例研究表明，500亩以上的种植大户往往会主动聘请专业的技术人员进行测土配方施肥技术方面的指导。

因此，基于以上分析，本文提出如下假说：在其他因素不变的情况下，相对于土地经营规模较小的农场，土地经营规模较大的农场应用测土配方施肥技术的概率更高。

3 数据来源和研究样本

本文所用数据来自2014年全国家庭农场监测项目，该项目是受农业农村部委托，从2014年起，中国社会科学院农村发展研究所对全国近3 000个家庭农场开展的长期固定监测工作。该项目的抽样原则是全国范围内按照经济水平高低在每个省级行政区选择2～4个代表县，在每个县选择30～50个家庭农场。在抽取家庭农场的过程中，充分考虑各地的家庭农场比例结构，原则上种植类家庭农场不得超过总样本的80%，种植类中粮食类家庭农场占比不少于50%，并且所选取的样本应是生产经营情况比较稳定的家庭农场。被抽中的家庭农场，由县级农业经管部门组织家庭农场主经过培训后在线填报问卷，问卷内容包含样本农场全年生产经营的各个方面。本文通过对2014年的家庭农场监测数据进行相应处理②对北京、上海、海南三地的农场样本及含有异常值的农场样本进行了删除，主要原因是北京和上海经济相对比较发达，尤其是上海的家庭农场发展态势领先于其他省份，而海南属于唯一的热带省份，气候比较特殊，因此三个省份的农场相对不具有代表性。，最终获得802个种植小麦、玉米、水稻的粮食类家庭农场构成的分析样本。在整个分析样本中，结合土地资源禀赋、经济发展水平，将全国的省份分成4大区域，包括东北（330个）、东部（152个）、中部（194个）和西部（126个）。东北地区包括黑龙江省、吉林省和辽宁省；东部地区包括天津市、河北省、山东省、江苏省、浙江省、福建省和广东省；中部地区包括山西省、河南省、湖北省、湖南省、江西省和安徽省；西部地区包括重庆市、四川省、广西自治区、贵州省、云南省、陕西省、甘肃省、内蒙古自治区、宁夏自治区、新疆自治区和青海省。

在分析样本中，有423个家庭农场应用测土配方施肥技术，占总样本的比重是52.74%。其中，东北和中部应用测土配方施肥技术的比例均低于全国平均水平，分别为46.36%和51.03%，东部和西部应用测土配方施肥技术的比例均高于全国平均水平，分别为60.53%和62.70%。

4 计量分析

4.1 模型设定和变量描述

为了从全国和地区层面估计土地经营规模对测土配方施肥技术的影响，本文设定如下形式的经济计量模型：

式（1）—式（2）中：被解释变量cetu表示家庭农场是否应用测土配方施肥技术；Land是关键解释变量，表示家庭农场经营的土地总规模；Ff表示家庭农场的特征；Mff表示家庭农场主的特征；α、β、λ、γ表示模型中的待估计参数，其中，α为重点关注的参数，预计α＞0，表明土地经营规模对农场应用测土配方施肥技术具有正向影响；εi、ζi为误差项。式（2）中新增地区变量（Dis）与土地规模的交互项，考虑到各地区土地资源禀赋、测土配方施肥技术应用比例和样本的充足性，参考薛美霞等[26]的做法，仅对农场特征差异较大的东北和西部地区进行比较。相关变量的描述性统计结果见表1。

4.2 内生性问题

本文的关键解释变量为土地经营规模，存在内生性问题，该问题会使计量估计结果不一致。一方面，较大的土地经营规模会提高农场应用测土配方施肥技术的概率，而测土配方施肥技术的应用也可能会促使农场土地经营规模的增加，两者之间存在双向因果关系。另一方面，虽然模型已控制了影响测土配方施肥技术及土地规模的重要变量，但仍存在遗漏重要解释变量的问题，如样本农场所在地有无测土配方施肥技术的供给、或者有供给的情况下农场获得技术的便利性。

本文采用工具变量方法来克服内生性问题，所选取的工具变量是“2004年样本县人均耕地面积”。2004年样本县人均耕地面积总体上会对农场经营规模产生影响，而农场是否应用测土配方施肥技术难以对2004年样本县人均耕地面积产生影响，进而切断了两者之间的双向因果关系。工具变量的外生性方面，2005年国家才开始推行测土配方施肥技术，因此，2004年的样本县人均耕地面积并不会直接影响当地测土配方施肥技术的供给状况等遗漏变量；相关性方面，2006年国家开始规定18亿亩耕地红线，因此，2004年的县人均耕地面积越大，当地的规模化经营越有可能形成，也越有可能对2014年的农场经营规模产生影响。所以，采用2004年的县人均耕地面积作为2014年农场土地经营规模的工具变量在逻辑上具有合理性。

表1 回归分析所用变量的描述性统计结果Tab.1 Descriptive statistical results of variables used in regression analysis

4.3 估计方法和估计结果

利用OLS和工具变量（IV）方法对LPM模型和Probit模型进行估计（表2），从估计结果可以看出，模型总体运行良好。

关于工具变量的一系列检验结果表明（表2），2004年样本县的人均耕地面积作为农场土地经营规模的工具变量是有效的。从关键解释变量农场土地经营规模的系数（表3）看，LPM模型的工具变量方法估计的结果明显大于OLS方法的估计结果。从LPMOLS和LPM-IV的杜宾—吴—豪斯曼（DWH）内生性检验结果以及Probit-IV的Wald外生性检验结果看，两者都显著拒绝了农场土地经营规模是外生的原假设。因此，以下讨论基于工具变量法的结果。

表2 LPM-IV第一阶段结果（因变量为农场土地经营规模）Tab.2 The first stage results of LPM-IV (the dependent variable is the land operational scale)

估计结果（表3）表明：（1）土地经营规模对农场

表3 农场土地经营规模对测土配方施肥技术影响的估计结果Tab.3 The estimation results of the impact of land operational scale on the application of formula fertilization technology by soil testing

采用测土配方施肥技术有显著的正向影响（第（2）和（3）列），即相比于土地规模小的农场，土地规模大的农场采用测土配方施肥技术的概率较高，实证结果证实了假说。LPM-IV模型[27]的系数表明，如果一个农场以样本农场的平均经营规模390亩为起点来分析，在其他变量不变的情况下，若该农场的经营规模提高100亩（变为490亩），该农场采用测土配方施肥技术的概率将提高2.30%。Probit-IV模型的系数意味着农场的土地经营规模每提高100亩，农场应用测土配方施肥技术的概率平均提高2.10%，即在其他条件不变的情况下，土地经营规模500亩的农场相比于土地经营规模100亩的农场应用测土配方施肥技术的概率平均提高10%。能够发现，LPM-IV模型中核心解释变量的预期概率和Probit-IV模型中核心解释变量的平均边际概率相差不大，这也证明了结果的稳健性。（2）相比于土地资源禀赋较好的东北地区的样本农场，西部地区农场的土地经营规模增加对提升测土配方施肥技术应用的概率更明显（表3（4）列）。从LPM-IV模型的系数可以看出，土地经营规模每增加100亩，西部地区应用测土配方施肥技术提高的概率是东北地区的10倍左右，或许是因为相对于东北地区而言，随着土地规模的增加，西部地区农场土地质量异质性和非对称性概率更高①根据分析样本数据显示，西部地区农场每百亩土地平均拥有地块数（35.35块）是东北地区农场每百亩土地平均拥有地块数（5.68块）的6倍左右。。

除关键解释变量之外，其他解释变量也对家庭农场应用测土配方施肥技术产生了影响。如在其他条件不变的情况下，那些准备扩大规模的农场比那些准备保持规模不变或缩小规模的农场应用测土配方施肥技术的概率提升了15%左右，这或许表明，那些准备扩大规模的农场对未来有好的预期，保证了现有土地的稳定性，从而促进了测土配方施肥技术的应用[28]；相比于农场主为本村户籍的农场，农场主外村户籍的农场应用测土配方施肥技术的概率提高了15%左右，或许外村户籍的农场主不如本村户籍的农场主对所经营农场的土地质量信息熟悉，从而增加了农场应用测土配方施肥技术的概率。

综上，家庭农场的土地经营规模对于农场应用测土配方施肥技术具有显著正向影响，并且，此影响在土地资源禀赋较差的西部地区更为明显。

4.4 土地规模区间对测土配方施肥技术应用的影响

土地规模分成6组进行分析②对土地规模进行如此分组，主要基于以下原因：（1）根据全国户均经营规模7.56亩（2012年）和《关于引导农村土地经营权有序流转发展农业适度规模经营的意见》中提出的“现阶段，对土地经营规模相当于当地户均承包地面积10～15倍”，得出粮食生产的适度规模为75～110亩。因此选择75亩和110亩为分割点进行划分。（2）225亩（15 hm2）基本处于中位数的位置，而中位数不受分析样本中最大值和最小值的影响，能够较好地反映整个分析样本中数据的集中趋势，因此选择225亩作为分割点进行划分。（3）375亩（25 hm2）、900亩（60 hm2）为分割点的原因主要是两者基本位于分析样本70%和90%分位点的位置，保证了225～375亩、375～900亩每部分均等的样本量，并且考虑到处于分析样本尾部10%位置的规模较大的农场。[29]，分别为75亩以下、75～110亩、110～225亩、225～375亩、375～900亩以及900亩以上。土地规模在75亩以下的农场应用测土配方施肥技术的概率为37.93%，当土地规模增加到75～110亩和110～225亩时，此概率提高到46.34%和50.75%，当土地规模进一步增加到225～375亩时，农场应用测土配方施肥技术的概率进一步提高到55.14%，随着土地规模增加到375～900亩和900亩以上时，农场应用此项技术的概率升高到55.23%和62.12%。

表4分别利用2个模型对以上分组的农场土地经营规模进行回归③做回归时，由于未发现多个Ⅳ对应多个内生变量的命令，因此2个模型回归并未克服规模内生性的问题。但是，可以知道的是，如果克服内生性问题的话，相比于土地规模75亩以下的农场，土地规模应该在110亩以下，就会显著影响测土配方施肥技术的应用概率，因为从表4的回归结果发现，未克服内生性的模型明显低估了规模对技术采用的影响。，LPM模型中每组规模的预期概率和Logit模型中每组规模的平均边际概率相差不大，并且两个模型同时表明，相对于土地规模75亩以下的农场，农场土地规模达到225亩开始显著影响测土配方施肥技术的应用概率。由于分组后的土地规模为二分虚拟变量，LPM模型中核心解释变量的系数衡量的是相对于75亩以下的农场，其他规模农场应用测土配方施肥技术概率的预期变化，因而避免了该模型估计的自变量边际效应恒为常数的问题；另外，LPM模型预测概率在［0，1］之外的值仅有10个，占比仅为1.29%。因此，LPM模型的估计结果可以作为主要分析依据。

估计结果（表4）表明，与土地规模在75亩以下的农场相比，土地规模达到110亩后的农场应用测土配方施肥技术的概率显著提高，并且随着土地规模区间的提高，影响效应逐渐增强。相比于土地规模75亩以下的农场，土地规模达到110～225亩和225～375亩时，农场应用测土配方施肥技术的概率显著提高了15.90%和17.40%；当土地规模增加到375～900亩和900亩以上时，农场应用测土配方施肥技术的概率分别显著提高了17.60%和23.40%。另外，模型中的其他控制变量，如未来农场土地经营意愿、受教育程度、是否为外村户籍等均与表3中的估计结果显著性相同，这也侧面证明了模型的稳健性。另外，由表5可知，与土地规模在110～225亩的农场相比，土地规模达到225～375亩、375～900亩或900亩以上时，农场应用测土配方施肥技术的概率并不存在显著性差异。或许表明，相对较大的土地规模并不显著促进农场应用测土配方施肥技术，即目前倡导的土地适度规模经营①“适度规模经营”频繁出现在历年的中央一号文件中。从经济学角度看，土地适度规模经营点在边际收益和边际成本交汇处，而在本文中，土地适度规模经营点指的是考虑到劳动力转移速度和土地资源稀缺禀赋的约束点。[29]与测土配方施肥技术的推广和普及并不矛盾。

表4 农场土地经营规模对测土配方施肥技术影响的估计结果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模型中后三组土地经营规模分组的回归系数与110～225亩的回归系数比较Tab.5 Regression coefficient comparison between the last three groups of land operational scale and 110 ～ 225 mu in LPM model

综上，相比于土地规模在75亩以下的农场，土地规模达到110亩后的农场应用测土配方施肥技术的概率显著提高。如果按照农场应用测土配方施肥技术亩均增效30元核算，或许表明，测土配方施肥技术预期能够盈利3 500元才能够激励农场应用此项技术；这也反向说明，如果测土配方施肥技术亩均增效超过30元，农场的土地规模可能会低于110亩就会显著提高测土配方施肥技术应用概率。

5 结论与政策启示

在土地规模化和农业绿色发展的内在要求下，测土配方施肥技术作为政府重点推广的一项化肥农药减施技术，普及率仍然过低的原因值得探讨。基于此，本文利用全国粮食类家庭农场监测数据，通过理论和实证分析，得出如下结论：（1）全国层面上，土地经营规模对农场应用测土配方施肥技术具有显著正向影响。土地经营规模每增加100亩，农场应用测土配方施肥技术的概率平均提高2.10%。（2）政府当前倡导的土地适度规模经营与测土配方施肥技术的应用，或者更进一步，与耕地质量的改善并不存在矛盾。相对于土地规模75亩以下的农场，土地规模达到110亩后，农场应用测土配方施肥技术的概率会显著提高。但是，相对于土地规模110～225亩的农场，225亩以上的农场应用测土配方施肥技术的概率并不会显著提高。（3）地区层面上，西部地区的样本农场中，土地经营规模对测土配方施肥技术应用的正向影响效应是东北地区样本农场的10倍。具体为，土地规模每增加100亩，西部地区样本农场应用测土配方施肥技术的概率平均提高10%左右。

测土配方施肥技术的应用对于耕地资源的可持续利用和农业的绿色发展具有重要意义。因此，为了推广和普及测土配方施肥技术，特提出如下政策建议。第一，为了耕地质量的改善，应该有效促进土地向家庭农场等适度规模经营主体流转，一味扩大土地经营规模是不可取的。测土配方施肥技术应用概率显著提高的土地规模处于110～225亩之间，随着土地规模的增加，其应用概率并不会显著提高。第二，结合不同地区的土地资源禀赋和土地经营规模对测土配方施肥技术的影响效应，有针对性地采取不同策略普及测土配方施肥技术。如在西部地区农场在土地规模扩大过程中会有较大概率应用测土配方施肥技术，那么应该着重于对测土配方施肥技术操作规范进行指导，并且兼顾对已经从事农业的生产者进行相关土肥培育技术的培训等；而在土地经营规模对测土配方施肥技术应用概率影响较弱的东北地区，政府应该侧重于对农业生产者进行测土配方施肥技术知识宣传和相关土肥培育技术培训，以增强他们对测土配方施肥技术的认知水平。