两湖地区中稻产量和效益的影响因素分析——基于344 个水稻种植农户的调查

郭展，张运波

(农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室(部省共建)/长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

随着气候变暖和降水的变化，极端天气的发生频率和强度也在增加[1－2]，如高温、干旱和暴雨等。我国作为世界上最大的水稻生产国，近年来年种植面积在3 000 万hm2左右，南方是中国主要的水稻生产区[3]。氮作为作物生长的必需营养物质，是作物产量的主要限制因素。中国占全球氮肥消费量的35%，其中7%用于水稻[4]，湖北、湖南省的平均氮肥施用量分别高达194 kg/hm2和200 kg/hm2[5－6]。在中国，76%的农民在水稻生产过程中过度使用化肥[7]，不当的营养管理会降低作物产量和氮利用效率[8]。气候恶化、种植面积不稳定及过度使用化肥将会威胁到粮食安全和生物多样性，因此提高水稻单产具有重要的研究意义。

中国的粮食问题能够反映在基础种植户身上，能否从基础水稻种植户身上发现我国中稻种植现状是本研究的主要目的。因此，本文拟比较江汉平原和洞庭湖平原344 个水稻种植户的产量及效益差异，探析中稻种植产量及效益限制因子，以期为提升水稻生产效益、实现水稻高产高效可持续性生产提供一定的参考。

1 数据来源及研究方法

1.1 数据来源

本次调研以荆州太湖农场、随州均川镇和长沙市长沙县3 个定位试验点为圆心，以344 个农户的调查问卷作为分析对象。农户涉及到湖北和湖南2个省，7 个县市，18 个乡镇，40 个村。综合农户基本个体特征、栽培管理措施、水稻生产的投入和产出等因素，按照调查与评估总体原则，采用一对一面谈的方式，将所得信息进行统计及分析，对农户实际收获的水稻产量及效益限制因子进行优先序的排列，讨论两湖地区中稻种植现状。

表1 样本农户分布情况Table 1 Distribution of sample farmers

1.2 研究方法

1.2.1 构建模型

由图1 的分析框架图，我们将农户的年龄、教育水平、家庭劳动力数量、种植面积、栽植方式、种植品种、施肥方式、种植成本、粮食价格、温度、光照和降水等因素作为自变量，产量作为因变量，选用多变量的柯布—道格拉斯生产函数构建生产函数:

图1 分析框架图Fig.1 Analysis framework

式中:y是指种植水稻的总收益；αi表示第i种气候影响因素的系数；x1j为各种社会影响因素；βj表示第j种社会影响因素的系数；x2j为各种气候影响因素。(1)式的对数线性方程为:

(2)式根据变量展开，得到用于本文研究的实证模型如下:

1.2.2 自变量的初步假设

(1)因变量。采用水稻单产表示。

(2)社会因素:年龄。来源实际调查数据。本文预测年龄因素对水稻产量有影响，且会产生负相关关系。

(3)社会因素:受教育程度。农户所受教育层次水平。在现代农业形势下，农民作为重要的参与主体之一，他们需要科学技术去改造和继承传统农业，实现农业现代化。本文预测受教育程度会给水稻产量带来正效应。

(4)社会因素:家庭劳动力数量。参与农业劳作人数。调查发现，大量青年劳动力外出务工，从事农业劳动的人数少，且趋于老龄化。因此，本文预测劳动力数量会给水稻产量带来负效应。

(5)社会因素:种植规模。水稻生产规模存在着规模经济现象，但随着土地规模的扩大，规模经济系数逐渐变小且小于1，水稻生产由规模经济逐渐变为规模不经济。因此，本文预测种植规模与产量间呈负相关关系。

(6)社会因素:种植品种。在调查中发现，不同农户种植品种多而杂乱，很难计量。故本文将水稻种植品种分为常规稻和杂交稻两类进行分析。本文预期种植品种与产量间呈正相关。

(7)社会因素:栽植方式。栽植方式有撒直播、机直播、手插秧、机插秧和抛秧5 种，但计量分析起来较困难，故将种植方式分为人工种植和机械辅助种植两类。问卷显示，以直播稻、机插稻为主的轻简化栽植方式更受认可。因此，本文预期种植方式与产量呈负相关关系。

(8)社会因素:施肥方式。包括只施基肥、有一次或两次及以上追肥，在统计分析中难以进行定量，故将施肥方式划分为只施基肥和既施基肥也施追肥。本文预期施肥方式和产量间产生正效应。

(9)社会因素:种植成本。农户水稻种植投入资金，主要反映农户种植水稻投入与产出的关系。投入越多，农户更期待得到好的收成。所以，本文预期种植成本与产量呈正相关关系。

(10)社会因素:销售价格。农户销售产品所得收入，销售价格越高，粮食产量越高。因此，本文预期销售价格与产量间产生正效应。

(11)气候因素:温度。气候变化不仅影响人类的生存环境，也影响农作物的生长发育，平均温度在水稻的幼苗期、秧苗分蘖期和开花结实期影响较大。因此，本文将苗期和抽穗期高温设为1，孕穗期高温设为0。预期温度与产量间呈正相关关系。

表2 水稻生产函数参数OLS 估计结果Table 2 Results of OLS estimation of rice production function parameters

(12)气候因素:光照。水稻作为感光作物，光照影响着水稻生长发育的各个阶段，尤其在水稻灌浆结实期，因此本文主要将研究内容分为灌浆期寡照跟灌浆期足光进行分析。预期光照与产量产生正效应。

(13)气候因素:降水。分为苗期涝渍和干旱两类，本文预期降水与产量呈负相关关系。

1.3 自变量的描述性统计

根据问卷调查所得数据，计算得出3 年平均产量为8 320.5 kg/hm2。变量定义及描述性统计如表3 所示。

表3 变量描述性统计Table 3 Definition of variables and descriptive statistics

2 我国两湖地区中稻产量和效益的影响因素分析

本研究采用Eviews 8.0 统计分析软件，运用OLS 模型对两湖地区水稻生产函数进行回归，结果如表4 所示。

表4 模拟结果分析Table 4 Analysis of simulation results

2.1 社会因素

(1)年龄产出弹性系数为负，在5%水平上差异显著。说明农户年龄组成对水稻生产有影响，这可能是因为两湖地区农村劳动机械化普及不深，种植管理方式落后，大龄农民居多，导致种植效率较低等原因造成的。

(2)户主受教育程度系数为正，通过了显著性检验。说明农户的受教育水平对水稻生产具有显著影响，同时也说明了在水稻生产中文化水平高的种植户具有先天优势，更能理解“三农”政策和科学种植带来的成果。

(3)家庭劳动人口的系数为正，且在5%水平上差异显著。说明在两湖地区的水稻种植户中，机械化水平还不高，需要依赖更多的农业劳动力参与农业劳作。

(4)户均种植水稻规模的系数为正，且在1%水平上显著。说明农户的种植规模对中稻种植产量和效益影响较大，种植规模大的农户收益也相对更高，但同时承担的风险也更大。

(5)种植品种的弹性系数为正，但不显著，这与两湖地区杂交稻普及程度有关。据调查显示，两湖地区水稻种植中有87%的种植户选择了常规稻作为栽植材料，种植的常规稻有91%是黄华占品种。相对单一的品种选择也制约了其产量潜力，杂交稻种子价格高和产量不稳定也是导致农户对常规稻选择意愿更强的原因。

(6)种植方式的系数为负，但不显著。说明在不同的种植方式下，产量及收益差异不显著。可能是水稻撒直播、手插秧等人工种植方式耗资较高，与机插秧、机直播等机械种植方式在成本上没有较大差异。

(7)施肥方式的弹性系数为负，且在5%水平上差异显著。说明追肥对于两湖地区水稻种植具有显著影响，可能是两湖地区稻田土壤基础肥力不一，只能通过后期补施1 次及以上追肥弥补产量损失，有可能是农户间种植观念的差异导致的。

(8)种植成本的弹性系数为正，但不显著。说明产量的高低跟种植成本无明显差异，这与两湖地区农户种植规模普遍较小，农户投入意愿强有关，也可能与机械化的普及释放了劳动力节省资金投入有关。

(9)稻谷销售价格的弹性系数为正，且在1%水平上差异显著。说明水稻产量与稻谷销售价格呈极显著相关，这与收入回馈带给农民的种粮积极性有关。

2.2 气候因素

(1)温度的弹性系数为正，且在1%水平上差异显著。说明苗期和抽穗期温度与产量间存在极显著关系，抽穗期高温对水稻产量的影响显著大于孕穗期高温。两湖地区7—9 月份的持续高温不利于产量的提升，抽穗期高温是影响水稻产量的主要因素。

(2)光照的弹性系数为负，但不显著。说明灌浆期寡照对两湖地区水稻产量没有造成显著影响，也说明了两湖平原的光照资源分配较均匀。

(3)降水的弹性系数为负，但不显著。说明在调查年际降水对水稻产量的影响较小，并无大面积干旱或涝渍发生。

3 讨论

本研究表明，社会因素和气候因素对两湖地区中稻种植产量和效益影响较大，这与前人长期分析的结果一致[9]。在中国经济快速发展的背景下，众多农村劳动者外出工作，土地碎片化降低了农业劳动力的边际生产力，增加了非农业劳动力的供应。应在补充相关政策和优惠措施的基础上，引导农民自愿实现土地联合经营和农田经营权转让。此外，小型农业机械的发展和应用可显著提高农业生产效率[10]。与撒播施肥相比，深度施肥显著提高水稻产量，减少氮排放，施肥最佳深度在7～13 cm 之间，与大部分水稻的根系分布情况一致。将施肥量降低到150～250 kg/hm2，再加上分段施肥的方式，可显著增加总产出和净经济效益。然而，精良的机械、良好的肥料及受过技术培训的农民成为了大规模深施肥的主要推动因素[11]。

近些年来，极端高温天气发生的频率增加，预计到2100 年，全球平均气温将上升0.75～4.0 ℃[12]。水稻产量形成的最适温度为25～30 ℃，高温导致花粉不育性增加，诱导小穗不育，显著降低水稻产量[13－14]。长江中下游的中稻产量与平均温度呈显著负相关，优化水稻播种期，以缓解生殖期的高温胁迫，选择生育期较长的水稻品种有助于中稻获得更高产量[15]，同时利用水稻稻茬继续生长的再生稻模式也可促进水稻产量[16]。

4 结论

本研究基于湖南、湖北2 省344 个水稻种植农户的调查数据，对影响两湖地区水稻产量和效益的因素及其效应进行预估。模型分析结果显示，社会因素和气候因素对两湖地区中稻种植产量和效益影响较大。社会因素中年龄、受教育程度、劳动人口数、种植规模和施肥方式对中稻产量和效益影响显著，气候因素中抽穗扬花期高温对中稻的产量和效益影响显著。