“十四五”我国农业机械化发展主要指标预测

农业农村部农业机械化总站 侯方安

农业机械化是农业农村现代化的重要组成部分,也是实现农业农村现代化的基础与前提。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，“十四五”期间，我国将全面实施乡村振兴战略，加快农业农村现代化，农作物耕种收综合机械化率要提高到75%，并提出了2035年基本实现农业现代化的远景目标。作为反映“十四五”农业机械化发展水平的主要指标，农作物耕种收综合机械化率是由不同地区、不同农作物耕、种、收三个环节上的机械化率测算而来，如何制定基于这三个作业环节的促进政策，来提高农作物耕种收综合机械化率成为我国“十四五”农业机械化发展要面对的课题。政策制定的重要基础是对农业机械化发展趋势的预测与判断，即农作物耕种收综合机械化率的提升空间、速度以及未来一个时期可能达到的水平是多少。本文基于现有的经济与制度环境，运用相关理论和方法，对我国“十四五”时期农作物耕种收综合机械化率进行定量分析与预测，探讨未来一个时期农业机械化的重点与方向，可以为有关政策选择提供参考。

一、我国农业机械化水平的历史比较

我国农业机械化是从新中国成立后开始发展的，经历过长期的理论与实践探索，特别是改革开放以来，伴随着社会主义市场经济体制确立、农业机械化促进法的施行，我国走出了一条具有中国特色的农业机械化发展道路，农业机械装备总量和农业机械化水平不断提高，农业已经进入以机械化生产方式为主导的新阶段。如图1所示，2020年我国农业机械总动力达到10.56亿千瓦，比改革开放初1978年的1.17亿千瓦增长7.99倍，年均增速5.37%；农作物耕种收综合机械化率达到71.25%，比1978年的19.66%提高了51.59个百分点，年均提高1.23个百分点。分环节看，1978-2020年耕地、播种、收获机械化率分别提高了44.59个百分点、50.08个百分点、62.46个百分点，年均提高1.06个百分点、1.19个百分点、1.49个百分点，显示出不同的速度特征。图2列示了1978-2020年农作物耕种收综合机械化率年度变化幅度，可以看出，在改革开放初期，农作物耕种收综合机械化率增幅有一个明显的下降，之后呈波动性上升。

图1 1978-2020年我国农业机械装备水平变化趋势

图2 1978-2020年我国农作物耕种收综合机械化率变化趋势

由于统计口径的调整，2000年耕地机械化率下降了17.27个百分点，农作物耕种收综合机械化率有一个6.96个百分点的降幅。此外2001年收获机械化率也出现了0.27个百分点的降幅，之后耕地、播种、收获机械化率和农作物耕种收综合机械化率均呈正增长趋势，年度增幅先升后降，最高值出现在2008年，增幅达3.38个百分点，由此开始波动性下降。增幅收窄显示了我国农业机械化水平发展的规律性特征，背后是由耕地、播种、收获机械化率在这一时期的不同变化引起的。基于以上讨论，本文选择2001-2020年统计口径相对稳定的时间区间来预测我国“十四五”时期农作物耕种收综合机械化率这一主要指标。

二、“十四五”农作物耕种收综合机械化率的预测

农业机械化发展受到技术、经济、制度等一系列因素的影响。我国幅员辽阔，农作物品种繁多，分布广泛，区域资源禀赋差异较大，农业机械化面临着与其他国家不同的选择，农业机械化水平的提高也存在着诸多不确定性，没有一个现成的理论和国际经验可以直接预测我国农业机械化主要指标的变化速度与水平。本文在一般性讨论基础上尝试着使用数学工具对“十四五”耕地、播种、收获机械化率进行预测，进而测算农作物耕种收综合机械化率的理论目标值。

对于耕地、播种、收获等主要环节的机械化，由于技术的相通性，一旦一项技术在某一个地区、某一种作物或某一个作业环节上取得突破，就容易扩散到其他类似地区、类似作物的同一环节上的技术推广普及上。因此，具体作业环节上的机械化水平增长遵循一定的规律性。大量研究与实践经验表明，一项具体的农业创新成果从采用到衰老的整个生命周期中，其扩散趋势可用S形曲线来表示，这是一条以时间为横坐标，以技术采用累计数量为纵坐标绘成的曲线。以某一环节的技术在当地开始采用时作为起点，整个扩散曲线代表了某一项技术从引进研发到试验示范后开始推广普及，采用量逐渐增加，之后推广应用面积基本稳定，直到被新的技术替代的一个过程，在推广应用的不同阶段其扩散速度不同。本文是对2001年以来具有S形分布的耕地、播种、收获机械化率的时间序列数据寻求适宜的数学模型进行拟合研究并预测未来的目标值。

常用的表达S形曲线的数学模型主要有Logistic模型、Gompertz模型和Log-Logistic模型以及Richards模型、Morgan-Mercer-Flodin模型、Weibull模型等，这些模型对数据的拟合效果往往无法令人满意，容易造成预测结果的误差偏大，主要原因是模型中包含的参数少，即为数据拟合提供的自由度少，缺少对数据分布特征的控制能力。本文作者在以往的研究中运用Logistic模型也发现了这个问题。一种可能的选择是既增加拟合参数，又不提高多项式的次数。二次有理模型可以提供更多的自由度来更好地适应对称的或偏态的多种S形分布，该模型已得到文献支持。由于现有数据的局限性，这里选用五分段和值法来拟合二次有理模型，共有5个待定参数。根据二次有理分式函数式Y＝（aX2+bX+c）/（dX2+eX+1），形成一个五元二次方程组，由此解出所求参数a、b、c、d、e的值。这里使用SPSS 19.0统计软件进行耕地、播种、收获机械化率历史数据的拟合，得到以下三个方程：

从结果看，拟合优度较高，R2都在0.99以上。根据拟合结果分别对“十四五”时期耕地、播种、收获机械化率的预测值进行测算并计算农作物耕种收综合机械化率理论目标值，结果见表1。

表1 “十四五”农作物耕种收综合机械化率预测结果

三、结果分析与启示

从预测结果看，耕地、播种、收获机械化率在2025年将分别达到88.81%、62.39%、71.95%。根据统计定义式计算得到2025年农作物耕种收综合机械化率为75.82%，与“十四五”规划目标相比较，超出0.82个百分点。理论上，在现有的技术、经济、政策等条件下，2024年即可实现75%的“十四五”规划目标。具体分析预测结果可以发现，“十四五”我国农业机械化水平还处于较快的提升时期，农作物耕种收综合机械化率的年均增幅达0.91个百分点，其中收获机械化在未来几年处于快速发展时期，收获机械化率年均增幅达1.48个百分点，耕地、播种机械化进入稳定发展时期，年均增幅分别为0.66个百分点和0.68个百分点，这与经验判断基本一致。

不同作业环节机械化对农业机械化总体水平提升的贡献大小是不一样的。根据预测结果计算可得“十四五”耕地、播种、收获机械化在农作物耕种收综合机械化率提升中的贡献分别是29.08%、22.39%、48.53%，这个结果具有政策意义，可以据此确定我国农业机械化未来一个时期发展的重点与方向。考虑到我国种植面积最大的小麦、水稻、玉米三大粮食作物耕种收综合机械化率于2020年分别达到97.19%、84.35%、89.76%，已居于较高水平，“十四五”时期提升农作物耕种收综合机械化率的空间主要在收获机械化，而且重点应从主要粮食作物向其他作物收获机械化延伸。收获机械在农作物之间的通用性低，技术专业性强，甚至区域之间也有不同的特殊技术要求，科研资源、财政投入和公共服务应重点向这个环节的机械化倾斜，加强主要农作物和优势地区收获机械的科研开发与示范推广，扩大地域和农作物品种上的应用范围，进一步释放农业机械化发展潜力。