要素配置调整对我国粮食劳动生产率的影响——来自玉米的实证

朱满德，张 琪

(贵州大学 经济学院，贵州 贵阳 550025)

改革开放到20世纪末，城乡二元的户籍制度限制了劳动力要素在我国城乡之间、农业与非农之间的自由流动，使农业农村积余了规模庞大的剩余劳动力[1-2]。基于“人多地少”的国情农情，农户采用丰裕的劳动要素来替代稀缺的资本、技术等要素，农业经营总体呈现出在有限的土地上投入大量劳动力，以此获得总产出的增长，同时也引发了农业“内卷化”现象[3]。这种模式虽然有效增加了农业总产出，但因劳动投入过密，导致农业部门劳动生产率低下且改善较为缓慢，也抑制了农业全要素生产率增长[4]。

进入21世纪，非农产业的蓬勃发展和户籍管制的放松，大量农村劳动力涌向城市和非农产业就业。《2019年全国农民工监测调查报告》显示，2019年我国农民工规模达到2.9亿人，占农村户籍人口的37%，较2001年增长近2亿人。这在一定程度上可以缓解农业劳动投入“内卷化”困境，有助于提高农业劳动生产率。但挑战在于：(1)优先实现非农化配置的多数为具有一定知识或技能的优质青壮年劳动力，留守经营农业的劳动力质量持续下滑，“弱者种地”“粗放种地”广泛存在[5-6]，这引起了对发展现代农业的担忧。据全国农民工监测调查，2019年全国农民工男性占65%(其中外出农民工男性占69%)，50岁及以下占75%，高中文化及以上占28%。第三次全国农业普查数据则显示，2016年全国农业经营人员中男性占53%，55岁及以上农业经营人员占34%，高中文化及以上仅有8%，与农民工群体形成了鲜明对照。(2)非农就业工资持续上涨，引起农业劳动价格快速攀升。全国农产品成本收益数据显示，三种主粮(即稻谷、小麦和玉米)平均每个劳动日名义工价由1978年的0.8元提高到2018年的87.2元，各地农忙季节雇工的实际价格远高于此。劳动力成本持续快速上涨已经成为我国农业生产成本抬升、竞争力弱化的重要诱因[7]。伴随刘易斯拐点的出现和人口红利的逐步消失，我国劳动力禀赋结构和相对价格已经发生重大变化[8]，优质劳动力开始由初始禀赋的丰裕转向“相对”紧缺，农业劳动价格将会继续攀升。

与此同时，伴随着经济快速发展、农业投入持续增长和工业技术不断革新，农业资本、农业机械装备等已经由初始禀赋的紧缺转变为“相对”丰裕。据国家统计局统计，全国财政支农资金由1978年的151亿元增长到2018年的21 086亿元(1)2006年以前，财政支农资金包括支援农村生产支出和农林水气象等事业费、农业基本建设支出、农业科技三项费用、农村救济费和其他。2007年财政支出采用新分类标准，为农林水事务支出，包括农业、林业、水利、南水北调、扶贫、农业综合开发、农村综合改革、普惠金融发展和其他农林水支出。；农业机械总动力由1.2亿千瓦跃升至10亿千瓦，大中型拖拉机动力及配套农具等快速增长；农用化肥产量由869万吨增长到2015年的7 432万吨，化学农药(原药)产量由53万吨增长到2015年的374万吨，此后因实施化肥农药“零增长”行动，分别减至2018年的5 418万吨和208万吨，但较改革开放初期仍有较大幅度增长。

要素禀赋的动态变化诱发了要素价格的变化和不同要素间的替代，农业生产过程中的要素投入结构因此发生重大变化[9-11]。总体表现为农业机械、化肥等物化投入的持续增长和劳动投入的大幅减少，即实现其他投入要素对劳动或土地的有效替代。全国农产品成本收益数据显示，三种粮食平均每亩化肥施用量由1978年的15.2千克增至2018年的24.9千克，增长64%；种子用量由5.5千克增至7.2千克，增长31%；用工日数则由33.3日降至4.8日，减少86%。两种油料(即油菜和花生)平均每亩化肥施用量由1978年的10千克增至2018年的18.6千克，增长86%；种子用量由3.6千克增至7.8千克，增长117%；用工日数则由33.1日降至7.3日，减少78%。其他农作物亦呈现出类似的变化趋势。

由于农业劳动力持续减少和要素投入结构不断优化等的综合作用，单位农业劳动力产出水平大幅增加。劳均第一产业增加值由1978年的360元增至2018年的31 955元(折算1978年不变价为4 909元)；劳均粮食产量由1 076千克增至3 248千克、水果产量由23千克增至1 268千克、肉类产量由33千克增至426千克，增长十分显著，都反映了农业劳动生产率的快速增长。

基于这一现实，本文考察我国粮食生产过程中的要素配置结构调整对粮食劳动生产率的可能影响，第一，这可以有效回应农业劳动力持续减少、“弱者种地”是否真的对我国粮食劳动生产率形成负面冲击，进而危及粮食生产和国家粮食安全，这是当下社会各界所担心和关切的重大问题。第二，结合我国农业禀赋条件已发生重大变化等现实情境，从要素替代与要素配置结构视角揭示今后进一步提升粮食劳动生产率的取向、可能重点及其政策含义。

由于粮食品种多样，投入产出数据是基于小麦、玉米、粳稻等具体品种的调查统计，故本文选取玉米作为考察对象，主要有如下考虑：第一，玉米是我国第一大粮食品种。作为三大主粮之一，玉米已是播种面积最大、产量最多的粮食品种，2019年占全国粮食播种面积的36%、粮食总产量的39%。第二，玉米生产分布广泛。从东北到西南、从华北到西北都有种植，分为春玉米、夏玉米、秋玉米；播种时间从每年2月到8月，跨度较大；既有一年一熟制区域，也有一年两熟制区域(与其他农作物接茬)，时空分布较广。生产的多样化将有利于进行区域间的比较。第三，玉米是三大主粮中市场化程度最高的品种。稻谷和小麦作为口粮品种，长期以来都是农业支持保护的重点。对东北产区(包括东北三省和内蒙古)玉米，2008年曾经实施临时收储措施，但在2016年深化农产品价格形成机制改革时予以取消，现已实现了市场定价和价补分离[12]。第四，玉米消费用途多样。玉米主要用作饲料和深加工，分别占玉米常年消费量的60%和30%，也可食用，所占比重不足10%(2)根据国家粮油信息中心“饲用谷物市场供需状况月报”消费数据估计。；涉及食品、饲料、淀粉、医药、能源、材料等多个行业，一部分仍留在食物链中，一部分已脱离食物链，如燃料乙醇。

一、模型设定与数据来源

1.现实情境描述：要素投入与玉米生产率

改革开放40多年来，我国玉米种植的生产要素投入已有显著变化。以投入实物量测度，每亩化肥施用量由1978年的14.9千克增至2018年的24.8千克，增长66%；农膜用量由1991年的0.2千克增至2018年的0.4千克，增长100%；种子用量由1978年的2千克增长到20世纪整个90年代的3千克以上(3)1993年最高，达到3.6千克。，此后因优质杂交玉米良种的选育和推广，种子用量持续减少，2018年仅1.9千克；用工日数则由1978年的31.1日大幅减少至2018年的5.1日，减少84%。即玉米种植的劳动投入持续减少，化肥、农膜等投入不断增加，这也体现了配置在单位土地上的劳动在减少，物质技术装备在提升。以投入要素的成本费用测度，每亩人工成本最高，剩余依次是土地、化肥、机械、种子和农药；其中人工、土地、机械费用的增量位居前三，机械、土地、农药费用的增速排名前三(图1)。这也体现了近40年我国农业要素禀赋和要素相对价格的动态变化，以及农民对投入要素的选择和使用。同期，我国玉米土地生产率和劳动生产率均有大幅提升，其中土地生产率由1978年的229千克/亩提高至2018年的487千克/亩，劳动生产率也由7千克/日提高至96千克/日。

注：数据根据《全国农产品成本收益资料汇编》计算，以1978年为基期，采用农业生产资料价格指数作平减处理。

2.模型设定：基于Cobb-Douglas函数的扩展

伴随要素禀赋变化和农业诱致性技术变迁，农户选择了节约劳动的投入，增加机械、化肥、农药等其他要素的投入，由此引起农业要素配置结构的变化。要素配置结构的调整既体现在单位土地的各要素装备比例变化(即亩均要素投入水平)，也体现在单位劳动的各要素装备比例变化(即其他要素投入与劳动投入的比率)。较之单位土地装备水平与土地生产率这组关系，单位劳动装备水平变化对粮食劳动生产率的影响更受关注，意义更加突出。

为实证检验玉米生产中要素配置比例变化对其劳动生产率的影响方向和影响程度，本文对Cobb-Douglas函数进行扩展，以此考察机械(M)、农药(P)、化肥(F)和种子(S)4种要素投入分别与劳动投入(L)之间的配置比例变化(以下简称“要素配比”)对我国粮食劳动生产率的现实影响。经典Cobb-Douglas函数的扩展形式如下：

Y=f(K,L)=AMα1Pα2Fα3Sα4Lα5

(1)

(2)

对式(2)两边同时取对数并整理得：

(3)

3.数据来源

根据省级层面农产品成本收益数据的可得性，选取黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、陕西、山西、河北、山东、河南、云南、贵州、四川、广西等13个玉米产区作为考察对象，其分布于“东北—华北—西南”这条重要的玉米种植带上，2018年累计玉米播种面积5.4亿亩(3 605万公顷)，产量达22 135万吨，占全国玉米播种面积和产量的比重均为86%，因而具有代表性。考察时间段为1978—2018年，时间跨度共41年。

被解释变量为玉米的劳动生产率(千克/日)，采用每亩玉米单产水平与每亩用工日数的比率表示。解释变量主要反映要素配置结构调整，采用玉米生产中机械、农药、化肥、种子等投入要素与劳动要素的配置比例结构来表征[16-17]，包括：机械-劳动配比、农药-劳动配比、化肥-劳动配比、种子-劳动配比，分别用每亩机械、农药、化肥、种子的费用(元)与每亩用工日数(日)的比率表示，原始数据来自《全国农产品成本收益资料汇编》。对成本数据，均采用农业生产资料价格指数并以1978年为基期进行了平减，农业生产资料价格指数来自《中国统计年鉴》；个别缺失数据采用拉格朗日插值法补全。

4.变量的统计性描述

样本各变量的统计性描述如表1。(1)玉米劳动生产率大幅提升，由1978年的9.351千克/日上升至2018年的98.568千克/日。(2)玉米生产中的机械-劳动配比、农药-劳动配比、化肥-劳动配比、种子-劳动配比都呈显著上升态势，表明配置在单位劳动上的机械、农药、化肥、种子都有所增长，即农业生产实践中观察到的增加机械、化肥等要素使用，减少劳动要素投入，实现其他要素对劳动的替代。同时也表明，单位劳动上的农业物质技术装备有明显改善。(3)玉米劳动生产率、要素配比结构呈现出显著的区域差异(图2)。东北三省和内蒙古的玉米劳动生产率和要素配比处于较高水平，陕西、山西、河北、山东、河南等华北产区处于中等水平，云南、贵州、四川、广西等西南产区处于较低水平。

表1 变量统计性描述

注：数据根据《全国农产品成本收益资料汇编》计算，机械等费用均为消除价格因素后的费用。

二、实证分析

1.模型检验与估计

运用Stata15.1软件对面板数据进行F检验、LM检验，结果显示存在个体效应，混合OLS模型不适用；Hausman检验进一步表明固定效应模型较随机效应模型更加合适。时间效应检验结果显示存在时间效应，故采用同时控制个体和时间因素的双向固定效应模型。考虑到时序较长，检验显示其存在异方差(P=0.005)、截面相关(P=0.000)和序列相关(P=0.005)，且均在1%水平上显著，为此参照陈强[18]与白仲林[19]的研究，选择双向固定效应的FGLS估计方法对模型进行修正。

为了确保回归结果的可靠，进一步对长面板数据的平稳性进行单位根检验。采用LLC检验、IPS检验、Fisher-ADF检验和Fisher-PP检验四种方法进行单位根检验，结果如表2。序列ln (Y/L)在四种检验中均在5%水平拒绝“存在单位根”的原假设，属平稳序列；序列ln(M/L)、ln (P/L)和ln (S/L)均在1%水平通过上述检验，属平稳序列；序列ln (F/L)在10%水平通过上述检验，属平稳序列。即，面板数据是平稳的。

表2 面板数据的单位根检验

应用双向固定效应的FGLS估计方法、样本省区的面板数据对式(3)进行估计，结果见表3。

2.结果分析：全国层面

第一，化肥-劳动配比的提升对玉米劳动生产率增长作用最突出。模型结果显示，化肥-劳动配比弹性最大，为0.384，并通过1%水平显著性检验。劳动力非农转移等形成的收入效应可以让农户增加化肥等要素的购置和投入，以及农户化肥施用的经验效应和路径依赖，使我国玉米亩均化肥施用量(折纯)由1978年的14.9千克持续提高到2018年的24.8千克，大幅增加了玉米产出水平和产出效率，也提升了玉米劳动生产率，这亦为亚洲农业“绿色革命”的大量实践所证实。王祖力等的实证结果表明，增加化肥施用是促进粮食增产的重要因素，并且是所有投入要素中贡献最大的[20]；朱满德等也发现化肥有助于提升粮食单产水平，仍是21世纪初粮食稳产增产的重要支撑[21]。

表3 扩展Cobb-Douglas函数模型的估计结果

第二，种子-劳动配比的提升对玉米劳动生产率增长的作用也较为显著。种子-劳动配比弹性为0.197，仅次于化肥-劳动配比弹性。玉米育种技术的持续进步和优质良种的不断普及，有效提升了全国玉米单产水平。例如，“郑单958”、“先玉335”等玉米高产稳产新品种的选育和推广。特别是“德美亚”系列品种的选育，实现了玉米适宜区由第四积温带向第五积温带的拓展，使玉米在黑龙江、内蒙古得以大范围扩张，2018年黑龙江玉米播种面积和产量分别占全国的15%和15.5%，内蒙古分别占8.9%和10.5%(两省区产量占全国的比重超过1/4)，为我国玉米稳产增产做出重大贡献，有效弥补了劳动力非农转移对玉米劳动生产率可能形成的负面影响。

第三，机械-劳动配比的改善可以提升玉米劳动生产率，但效果差于化肥和种子。机械-劳动配比弹性为0.014，并通过5%水平的显著性检验，表明农业机械这一劳动节约型要素确实能够有效提升玉米劳动生产率。对估计参数的比较显示，机械的作用效果显著低于化肥、种子等土地节约型要素的影响效果，这不同于一般的经验性判断。分区域的拟合结果显示，东北产区的玉米机械-劳动配比弹性为0.117，华北产区为0.063，西南产区仅0.006，且未通过显著性检验，区域间的巨大差异为上述结果提供了一种可能的解释。特别是西南产区，受地形地貌特征等约束，玉米生产机械化进程异常缓慢，2018年玉米机播率和机收率只有3%，对劳动的替代极为有限，机耕率也仅有63%。分作业环节看，机收环节仍然是玉米全程机械化作业的“短板”，2018年全国机收率仅66%，玉米机收短板曾经是种粮大户扩大玉米种植规模的最大障碍[22]，这或是形成上述结果的另一可能原因。

第四，农药-劳动配比弹性为正，但未通过显著性检验。从影响方向看，农药-劳动配比的改善仍有助于提升玉米劳动生产率，尽管不显著。现有研究认为，除草剂、杀虫剂的施用可以节约劳动投入，但对劳动的替代潜力总体有限，且近年替代弹性也趋于下降[9]。而且，伴随玉米良种逐步具有抗病虫害特性、玉米地膜覆盖技术应用推广等，可能会使农药对劳动的替代效应变得更加微弱。对此或需进一步深入探究。

第五，对于玉米劳动生产率，东北产区高于华北产区，华北产区高于西南产区。模型中省份虚拟变量以黑龙江为对照组，其他省份都在1%水平上显著为负，表明这些省份的玉米劳动生产率水平都低于黑龙江，与现实基本相符。估计参数同时显示，华北产区普遍低于东北产区，但显著高于西南产区。这也从侧面反映一个现实，以黑龙江、吉林等为代表的东北玉米优势区在良种、化肥、大型农机等要素上成“体系化”改善，基本实现了现代物质技术装备的“集成化”推广，玉米劳动生产率得以大幅提高。

3.结果分析：产区与省级层面

第一，化肥-劳动配比弹性最大、种子-劳动配比弹性次之，都显著为正，表明其对玉米劳动生产率增长作用明显，东北、华北和西南产区都是如此。进一步细分，东北产区低于华北产区，但高于西南产区，表明化肥、种子与劳动配比的改善对华北产区玉米劳动生产率提升的作用效果最突出。其中，化肥-劳动配比弹性的区域差异可能与各省区土壤肥力条件、化肥施用强度相关，黑龙江因土壤肥沃化肥施用强度略低(22.5千克/亩)，吉林、内蒙古、河南、河北、山东等省化肥施用强度较大；西南产区多喀斯特地貌，土地相对贫瘠，但化肥施用强度仍然低于东北和华北产区。种子-劳动配比弹性的区域差异可能与良种选育的区域布局、推广扩散进程相关，如玉米优良品种较多是在华北产区开始选育、试验和推广。

第二，机械-劳动配比弹性、农药-劳动配比弹性出现分化。机械-劳动配比弹性系数东北最高、华北次之；西南最低，且未通过显著性检验，这或与耕地禀赋条件、农作物熟制相关。东北产区耕作条件优越，粮食生产以高效率的大型农业机械作业而著称，病虫害防治亦普遍采取机械化防治。但是，由于难以像华北产区大范围推广玉米免耕直播技术(4)夏玉米和秋玉米多在前一茬作物收获后播种，实施免耕直播，如河南、河北、山东等省。春玉米分布广泛，东北产区也尝试推广免耕施肥播种，华北产区和西南产区的部分省份则推广玉米地膜覆盖技术。(其中华北产区为一年两熟制，东北产区为一年一熟制)，使得东北产区玉米机耕率(84%)大幅高于华北产区(31%)，尽管二者在机播率和机收率方面大体相当。西南产区以丘陵和山地为主，耕地细碎、分散，玉米生产机械化推进较为缓慢。这与郑旭媛等研究发现“山区丘陵地区较平原机械化作业难度大、机械对劳动替代效应弱”是一致的[23]。而且，不同产区机械对劳动的替代也存在时序先后的差异[24]，华北产区的替代发生较早，西南产区替代尚不明显。农药-劳动配比弹性在西南产区和华北产区为正值，意味着它对提升玉米劳动生产率仍有一定促进作用；而东北产区为负值，则意味着需要增加劳动的投入，这或与近年东北产区玉米病虫害高发频发及其呈偏重发生态势有关。

表4 模型稳健性检验：PSCE模型估计结果

第三，较之机械等劳动节约型要素，化肥、种子等土地节约型要素与劳动配比的提升对玉米劳动生产率增长作用更加显著，这同样适用于东北、华北和西南三大产区。也表明玉米劳动生产率是土地生产率提升和土地劳动比例优化(5)根据速水佑次郎和弗农拉坦的分析，劳动生产率(Y/L)=土地生产率(Y/A)×土地劳动比例(A/L)。其中土地劳动比例就是单位劳动力的土地面积。等共同作用的结果[25]，同时意味着并不能忽略土地节约型技术的研发、应用和推广。伴随近十年农业机械装备的持续改善和结构优化，玉米在东北产区和华北产区全程机械化作业率已经有较大幅度提升，机械对劳动进一步替代的难度逐步增加，以及西南产区机械装备与耕地条件的有效“匹配”问题，玉米机械化进程甚至进入“瓶颈期”[26]，机械-劳动配比弹性可能继续下降。

4.稳健性检验

为了验证估计结果的稳健性，运用针对异方差和截面相关的面板校正标准误(PSCE)模型进行重新估计，通过比较表明本文模型估计结果是稳健的。面板校正标准误(PSCE)模型估计结果如表4，与本文双向固定效应的FGLS估计模型差异很小——各待估参数正负号及系数大小基本一致；显著性方面，仅机械-劳动配比弹性有所不同，但两种估计的系数也是接近的。

三、结论与启示

进入21世纪以来，我国农业要素禀赋发生了重大变化，同时受诱致性农业技术变迁影响，农户调整农业要素投入数量和结构，由此引起了劳动生产率、土地生产率及全要素生产率等一系列变化。本文以玉米为考察对象，实证检验了改革开放以来我国粮食生产过程中的要素配置比例变化对其劳动生产率的现实影响。实证结果表明：

(1)由于农业禀赋变化和诱致性技术变迁，农户减少劳动投入，转向增加农业机械、化肥、种子等物化要素投入，配置在单位劳动上的农业物质技术装备得到明显改善。玉米生产中的要素配置比例做出了适应性调整，同时实现了要素质量的提升和配置结构的优化，不仅未冲击我国玉米劳动生产率，事实上还促进了玉米劳动生产率的有效提升。

(2)无论是全国层面，还是地区层面，玉米生产的化肥-劳动、种子-劳动的配比弹性均大于机械-劳动配比弹性。这意味着，相比于机械等劳动节约型要素，化肥、种子等土地节约型要素与劳动配比的改善对提升玉米劳动生产率效果更加明显，这是前人研究未曾关注的现象。即，提高劳动生产率不仅要关注劳动节约型技术，同样要注意土地节约型技术进步及其应用推广的有效支撑作用。

(3)就地区层面，化肥-劳动、种子-劳动、机械-劳动配比弹性系数存在区域差异，这与各玉米产区土壤肥力和化肥施用强度、玉米优质品种的选育区域和扩散路径、地形地貌和耕地生产条件等相关。

本文研究结论的政策启示在于：

第一，坚定不移地推进农村劳动力转移就业。这仍然是逐步减缓我国农业“内卷化”、提高粮食劳动生产率的首要选项。过多的劳动力积余在农业农村，不利于农业生产率的有效提升、农民收入的稳步增长和农业竞争力的不断改善；而且减少劳动投入并不会冲击粮食劳动生产率，也不会影响粮食生产和国家粮食安全，尤其在有合适的替代性要素介入情景下。从理论上，提升劳动生产率能够促进土地流转和扩大粮食经营规模[27]，一定程度上增加农民兼业收益或规模经营收益，为稳定发展粮食生产、提升粮食竞争力等提供有力支撑。这也意味着，当前及今后一个时期，一方面要拓展农业产业链条的深度和广度，创新乡村产业融合发展，大力发展县域经济，多渠道挖掘就业潜力。另一方面要加强劳动力转移就业技能培训，切实提升培训的针对性和有效性，帮扶农民实现稳定转移就业。亦即，通过劳动力非农转移减轻农业部门的就业压力和非充分就业，为资本、机械等先进要素进一步替代劳动创造有利的外部条件。

第二，高度重视农业要素质量和利用效率的有效提升。这是促进粮食和农业生产由粗放式向集约化转型、提升发展质量效益和竞争力的关键支撑。这就要求，一要培育培训新型职业农民，发展壮大新型农业经营主体，提升现代农业从业人员的综合知识和专业技能，实现由普通劳动力向农业人力资本“质”的跃升，转向发挥人力资本在粮食生产转型升级中的有效支撑作用[28]。二要按照化肥农药“零增长”行动，加快推进测土配方施肥、有机肥对化肥替代，实施科学施肥、精准施肥和绿色施肥；强化动植物病虫害绿色防控体系建设；提高肥料、农药等利用效率，实现向资源节约和环境友好型绿色生产转变[29]。三要大力支持粮食等主要农作物的生物育种技术研发，加强薄弱环节和先进实用型农机装备研发推广，实行粮食重大关键技术联合攻关，促进粮食生产的物质技术装备升级，发挥对粮食全产业链经营的有效支撑作用。

第三，深化改革、创新机制，优化要素配置结构。这是提升农业全要素生产率、推动农业高质量发展的根本途径。首先，应按照《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》要求，坚持深化要素市场化改革，坚决破除妨碍城乡要素自由流动、平等交换的体制机制壁垒，推动资本、人力资本、技术、数据、信息等要素的自主有序合理流动，同时也要采取有效措施引导向农业农村倾斜配置。其次，要推动要素在配置结构上的优化，如人力资本与现代农业科技的“匹配化”，生物良种技术、先进耕作技术、绿色防控技术等与农业机械装备的“集成化”，并通过大力发展农业社会化服务实现“服务规模经营”，惠及土地规模经营和普通家庭经营。