中國糧食生產(chǎn)化肥施用效率分析基于隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)

劉德偉,李 強(qiáng),宋孝航(北京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京100083)

中國糧食生產(chǎn)化肥施用效率分析基于隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)

劉德偉,李 強(qiáng),宋孝航
(北京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京100083)

我國約有13.8億人口,確保糧食安全已成為我國重要的政策之一。化肥施用對(duì)增加糧食產(chǎn)量發(fā)揮了不可替代的作用,但卻造成了嚴(yán)重的面源污染。2015年農(nóng)業(yè)部提出《化肥零增長行動(dòng)方案》,該政策是否會(huì)影響中國的糧食安全？采用CD隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)(SFA)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和化肥投入的單一要素技術(shù)效率進(jìn)行估計(jì)。結(jié)果表明：我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在無效率,平均生產(chǎn)效率為0.894,化肥投入的技術(shù)效率低于生產(chǎn)效率,只有0.603,說明我國在化肥施用方面還存在很大的節(jié)約空間。通過合理施用化肥、提高化肥施用技術(shù),可在保障糧食安全的前提下達(dá)到減少化肥用量的目的,實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。探求合理利用化肥施用技術(shù)和方法將是下一步研究的重點(diǎn)問題。

糧食安全;化肥施用效率;隨機(jī)生產(chǎn)前沿

1 引言

民以食為天,糧食安全關(guān)乎國計(jì)民生,糧食安全對(duì)維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。我國是世界上人口最多的國家,保障十幾億人的吃飯問題是進(jìn)行各種生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)。因此,確保糧食安全對(duì)我國尤為重要。保障糧食安全是我國重要的政策之一,在基本自給的糧食安全政策主導(dǎo)下,追求糧食產(chǎn)量成為了中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理部門的首要目標(biāo)[1]。

化肥作為最重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料之一,是糧食的“糧食”。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥施用對(duì)增加糧食產(chǎn)量發(fā)揮了巨大的不可替代的作用。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的資料,發(fā)展中國家施用化肥可提高糧食作物單產(chǎn)55%—57%,總產(chǎn)量可提高30%—31%[2]。同時(shí),大量試驗(yàn)結(jié)果顯示,化肥施用可提高水稻和玉米單產(chǎn)達(dá)40%—50%、小麥單產(chǎn)50%—60%[3]。研究結(jié)果還表明,無論在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,施用化肥都是最快、最有效、最重要的增產(chǎn)措施[4]。

化肥投入在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用,但過量施用化肥既造成資源浪費(fèi),更為嚴(yán)重的是造成了農(nóng)業(yè)面源污染。從最佳施肥水平角度看,我國過量施用化肥已達(dá)到總施用量的30%—50%[5],過量施用化肥的直接結(jié)果是造成化肥施用的低效率。已有研究表明,我國農(nóng)民過量施肥已是一種非常普遍甚至非常嚴(yán)重的現(xiàn)象[6],我國主要糧食作物的氮肥利用率僅有10.8%—40.5%[7]。化肥過量施用不僅會(huì)造成化肥利用的低效率,更為嚴(yán)重的是不被作物吸收利用的化肥會(huì)停留在土壤或隨降水和灌溉進(jìn)入水體,導(dǎo)致水體中氮磷物質(zhì)含量增高,加劇農(nóng)業(yè)的面源污染。由于要素投入增加所導(dǎo)致的生態(tài)污染會(huì)直接阻礙中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,過量施肥對(duì)我國農(nóng)業(yè)環(huán)境同樣會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。我國農(nóng)業(yè)部提出了《到2020年化肥施用量零增長行動(dòng)方案》(簡稱《零增長行動(dòng)方案》)。即2015—2019年我國逐步將化肥使用量年增長率控制在1%以內(nèi),力爭到2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實(shí)現(xiàn)零增長[8]。《零增長行動(dòng)方案》能否順利實(shí)施,其關(guān)鍵是我國糧食生產(chǎn)過程中化肥施用是否過量;若過量,其嚴(yán)重程度如何？

衡量化肥是否施用得當(dāng)?shù)年P(guān)鍵指標(biāo)就是化肥的施用效率。我國已有眾多學(xué)者分別運(yùn)用田間試驗(yàn)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)法、隨機(jī)前沿法對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥施用的農(nóng)學(xué)效率、經(jīng)濟(jì)學(xué)效率進(jìn)行了研究[6,7,9-12]。結(jié)果表明,不同的研究方法對(duì)化肥效率的測度差異很大,大多數(shù)都是從我國糧食總產(chǎn)量角度進(jìn)行了研究,沒有從糧食單產(chǎn)角度進(jìn)行研究,且研究采用的數(shù)據(jù)過于陳舊,不能完全反應(yīng)當(dāng)前化肥施用效率的變化趨勢(shì)。本文的研究目的主要是從化肥施用效率的角度分析我國糧食生產(chǎn)過程中的化肥施用是否過量。若化肥施用過量,其嚴(yán)重程度如何？針對(duì)這一研究目標(biāo),我們首先基于徑向投入導(dǎo)向的技術(shù)效率概念,將化肥的施用效率定義為:在當(dāng)前的技術(shù)條件下,假設(shè)產(chǎn)出和其他投入要素不變的情況下,在不改變產(chǎn)出和其他投入的前提下,農(nóng)戶可能達(dá)到的最小化肥施用數(shù)量與實(shí)際施用投入數(shù)量的比值。這是一個(gè)非徑向的投入導(dǎo)向概念,它承認(rèn)任何化肥施用技術(shù)都有可能會(huì)由于農(nóng)戶個(gè)體的差異存在技術(shù)無效率。在此基礎(chǔ)上，基于Battese、Coelli[13]提出的技術(shù)效率模型,著眼于我國省級(jí)層面,采用隨機(jī)前沿的方法估計(jì)我國糧食生產(chǎn)的技術(shù)效率和化肥這一單一要素投入的技術(shù)效率,分析我國糧食生產(chǎn)過程中化肥施用量的具體情況,并對(duì)2015年我國農(nóng)業(yè)部提出的《化肥零增長行動(dòng)方案》是否對(duì)我國的糧食安全構(gòu)成威脅進(jìn)行了實(shí)證研究,對(duì)提高我國化肥施用效率提出可行性建議。

2 研究方法

化肥施用效率包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:分配效率和技術(shù)效率。分配效率與化肥價(jià)格相關(guān)聯(lián),技術(shù)效率則主要與施肥方式、環(huán)境條件、土壤類型、施肥時(shí)間等因素有關(guān)。雖然分配效率的提高十分重要,但分配效率在某種程度上也與化肥的技術(shù)效率有關(guān),因此本文把研究重點(diǎn)放在化肥施用的技術(shù)效率上。

化肥施用技術(shù)效率是指在農(nóng)作物生產(chǎn)過程中所能實(shí)現(xiàn)的最少化肥施用數(shù)量與實(shí)際投入施用化肥數(shù)量的比值。對(duì)不同種類的化肥,施用方式和方法不同,其技術(shù)效率也不同。因此,根據(jù)上述定義,化肥施用技術(shù)效率是衡量給定施肥的技術(shù)和管理水平條件下化肥施用的效率。如果管理水平不足,本來高效率的施肥方式也會(huì)導(dǎo)致施肥量的非正常增加。通過對(duì)化肥施用效率的研究,可分析農(nóng)民在化肥施用上是否具有技術(shù)效率。即是否由于技術(shù)或管理水平不足造成了化肥的過量施用，從提高管理水平和改善施肥方式的途徑來提高化肥施用效率,控制化肥過量施用。

2.1 衡量化肥施用的效率方法

對(duì)化肥施用效率的評(píng)價(jià)方法主要有兩類:一是作物對(duì)肥料的吸收率。如張福鎖等[14]對(duì)我國糧食主產(chǎn)區(qū)的水稻、小麥、玉米的氮肥吸收率進(jìn)行了測算。二是利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)模型測算化肥利用效率。如李靜等[10]使用隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)測算了化肥施用的技術(shù)效率;周芳等[15]構(gòu)建了化肥產(chǎn)出率指標(biāo)，測算了化肥的施用有關(guān)效率。

目前對(duì)生產(chǎn)效率的研究居多,但研究單一生產(chǎn)要素投入效率較少。如Reinhard等[16]對(duì)單個(gè)投入要素的衡量方法進(jìn)行了介紹,并對(duì)環(huán)境因素效率進(jìn)行了研究;Karagiannis等[17]則采用相同的方法對(duì)灌溉用水的效率進(jìn)行了測算。本文采用上述方法對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥投入效率進(jìn)行測算,分析化肥過量施用是否僅是由于分配無效率導(dǎo)致的。

假設(shè)生產(chǎn)技術(shù)由隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)表示:

yi=F(xi,fi;α)×exp(εi≡υi-μi)

(1)

(2)

因?yàn)?μigt;0,所以0≤exp(-μi)≤1,而對(duì)投入導(dǎo)向型的技術(shù)效率的測算式為:

yt=F(gixi,gift;α)×exp(εi≡υi)

(3)

假設(shè)化肥投入效率是指給定生產(chǎn)技術(shù)觀測到的投入和產(chǎn)出水平,可觀測到的最小化肥投入量,則化肥施用效率是一個(gè)投入導(dǎo)向的,其效率公式為:

FTEI=min{λ:f(x,λf;α)≥y}→(0,1]

(4)

圖1 在常規(guī)投入X和化肥投入條件下的生產(chǎn)前沿

(5)

化肥施用效率可通過估計(jì)式(1)的參數(shù)求得。

2.2 實(shí)證模型設(shè)定

為了研究方便,本文以Battese、Coelli[18]提出的對(duì)數(shù)柯布—道格拉斯(CD)生產(chǎn)函數(shù)為基礎(chǔ),則隨機(jī)前沿函數(shù)模型為:

(6)

式中,yi表示總產(chǎn)出;xi表示投入要素;T為時(shí)間變量;α、β為待估計(jì)參數(shù)。

根據(jù)式(2)求出技術(shù)效率水平。μi=0,則TEi=1,該生產(chǎn)點(diǎn)位于生產(chǎn)前沿上;μi≥0,則0≤TEi≤1,存在技術(shù)無效率,此時(shí)該生產(chǎn)位于生產(chǎn)前沿下方。

根據(jù)式(5)可導(dǎo)出:

(7)

(8)

3 數(shù)據(jù)來源和變量描述

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)為1997—2012年我國31個(gè)省區(qū)16年的農(nóng)業(yè)投入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)(香港、澳門、臺(tái)灣因數(shù)據(jù)缺失未進(jìn)行分析),主要來自1998—2013年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。考慮到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域差異,基于土壤、作物、自然和經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素的不同,將全國分為8個(gè)地區(qū),見表1。

表1 我國糧食種植區(qū)域劃分

3.2 描述統(tǒng)計(jì)

糧食生產(chǎn)與化肥施用概況:由圖2可見,我國糧食總產(chǎn)量變化分為三個(gè)階段:第一階段(1995—1998年),我國糧食產(chǎn)量基本呈現(xiàn)增加態(tài)勢(shì)(除1997年稍有減產(chǎn)外)。第二階段(1999—2003年),我國糧食總產(chǎn)量呈下降趨勢(shì),到2003年糧食總產(chǎn)量僅有43069.53萬t,糧食減產(chǎn)的主要原因是播種面積減少和糧食價(jià)格下降導(dǎo)致農(nóng)民種糧積極性降低等。第三階段(2004—2014年),糧食總產(chǎn)量處于上升階段,到2014年我國的糧食總產(chǎn)量達(dá)到60702.61萬t,年均增長率為3.72%,其中2003—2004年糧食總產(chǎn)量增長率達(dá)到了9%。

注:數(shù)據(jù)來源于1998—2015年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

圖2我國化肥施用量與糧食產(chǎn)量

從圖2可見,在此期間我國化肥施用量持續(xù)增加(2006年和2008年化肥施用量略有減少),從1995年的3593.7萬t增加到2014年的5995.94萬t,增長了66.85%,年均增長率為3.71%。從圖3可見,糧食播種面積占作物播種面積的比例明顯要高于蔬菜和其他作物的播種面積。糧食播種面積占比在65%以上,而蔬菜種植面積占比均低于15%。

注:數(shù)據(jù)來源于1996—2015年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，圖5同。

圖3我國作物播種面積占比

從圖4可見,谷物的化肥施用量占農(nóng)業(yè)化肥施用總量的大部分,年均占比超過55%,而糧食作物的施化肥用量占比更大,蔬菜的化肥施用量占比基本都在25%以下(2003年稍高,占比約為27%)。

注:數(shù)據(jù)來源于1999—2015年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。

圖4我國作物化肥施用總量占比

圖5 我國單位化肥施用量與糧食單產(chǎn)

由圖5可見,1995—2014年我國糧食單產(chǎn)的變化可以劃分為兩個(gè)階段:第一階段(1995—2002年)，該階段我國糧食單產(chǎn)基本維持在4250—4500kg/hm2左右；第二階段(2003—2014年)，該階段我國糧食單產(chǎn)總體上保持增長態(tài)勢(shì),但糧食單位面積產(chǎn)量增長緩慢,年均增長率僅為1.1%。其中,2009年和2010年略有下降。在該階段,化肥單位面積施用量的變化并沒有階段性差異,始終保持絕對(duì)施用量上的持續(xù)增長,從1995年的239.8kg/hm2增加到2014年的362.4kg/hm2,增長了51.1%。

由圖6可見,從整體看我國八大區(qū)域糧食單產(chǎn)都呈現(xiàn)出增長態(tài)勢(shì),但各地區(qū)之間無論從絕對(duì)數(shù)量還是增長率來看都具有很大差異。從地域差異來看,我國東部沿海地區(qū)糧食單產(chǎn)最高,年均糧食單產(chǎn)達(dá)到5910.624kg/hm2；其次是長江中游地區(qū)和南部沿海地區(qū),年均糧食產(chǎn)量達(dá)5000kg/hm2,東北地區(qū)和北部沿海地區(qū)地區(qū)年均糧食單產(chǎn)保持在4500—5000kg/hm2之間,黃河中游地區(qū)和西南地區(qū)年均糧食單產(chǎn)則保持在4000—4500kg/hm2之間,西北地區(qū)糧食單產(chǎn)最低,年均僅為3988.255kg/hm2。從時(shí)間差異來看,2003年全國八大區(qū)域糧食單產(chǎn)都不同程度地下降,尤其是東北地區(qū)在2000年和2001年糧食單產(chǎn)只有1999年的70%左右。2003年之后,全國八大區(qū)域糧食單產(chǎn)都有不同程度的增加,尤其是東北地區(qū)增產(chǎn)最為明顯,西南地區(qū)增產(chǎn)較少。

注:數(shù)據(jù)來源于2004—2015年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

圖6我國八大地區(qū)的糧食單產(chǎn)

變量描述:由于我國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員)2012年和2013年統(tǒng)計(jì)口徑有所變動(dòng),本研究選取1997—2012年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù),共計(jì)496個(gè)樣本。為了避免糧食產(chǎn)量與糧食播種面積之間的共線性關(guān)系,本文將我國糧食單產(chǎn)作為農(nóng)業(yè)產(chǎn)出變量(Y)。為了控制其他作物生產(chǎn)中生產(chǎn)要素投入,將非糧食作物播種面積占總播種面積的比重(P)作為控制變量納入模型中。

按表1所分地區(qū),將地區(qū)變量(Di)納入模型作為控制變量,單位面積要素投入量作為自變量。生產(chǎn)投入變量主要包括:①化肥施用量(折純量,F)。以本年內(nèi)實(shí)際用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的單位播種面積化肥折純量(包括氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥)來計(jì)算(kg/hm2)。②勞動(dòng)要素(L)。以單位播種面積的農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員計(jì)算(人/hm2)。③農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力要素(M)。以單位播種面積投入的農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力來計(jì)算(kW·h/hm2)。④灌溉要素(I)。以有效灌溉面積與糧食播種面積的比值來計(jì)算。⑤農(nóng)藥投入(PT)。以單位播種面積的農(nóng)藥使用量計(jì)算(kg/hm2)。由表2可見,1997—2012年我國的糧食單產(chǎn)平均為4685kg/hm2,最小值為2406kg/hm2,最大值7251kg/hm2,差異很大。化肥(折純量)平均值為482.7kg/hm2,最小值為124.1kg/hm2,最大值為1108kg/hm2,差異也很大。

表2 變量描述

注:數(shù)據(jù)來源于1998—2013年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

計(jì)量模型:

(9)

式中,i=1,2,…,31表示中國31個(gè)省、市及自治區(qū)(未包括香港、澳門特別行政區(qū)和臺(tái)灣地區(qū)),X表示除化肥投入外的其他要素投入(包括I、M、PT和L)。其中,k=1,2,…,7表示中國不同的區(qū)域地區(qū),其中西北地區(qū)=0,t=1,2,…,16表示1997—2012年的16個(gè)年份,然后利用統(tǒng)計(jì)軟件STATA13.0對(duì)上述模型進(jìn)行回歸。

4 實(shí)證結(jié)果

4.1 隨機(jī)前沿參數(shù)估計(jì)結(jié)果

表3 回歸結(jié)果

注:***表示plt;0.01,**表示plt;0.05,*表示plt;0.1。

表4 技術(shù)效率與化肥施用效率

表5 我國各地區(qū)化肥施用效率

4.2 技術(shù)效率和化肥施用效率分析

根據(jù)式(2)和式(7)可得到我國各個(gè)地區(qū)生產(chǎn)的技術(shù)效率和化肥施用效率。從表4可見,我國糧食生產(chǎn)的技術(shù)效率變動(dòng)區(qū)域?yàn)?.776—0.965,均值為0.894。說明在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,如果技術(shù)無效率完全消除,即使不增加要素投入,產(chǎn)出也可增加10.6%。化肥施用的效率明顯低于技術(shù)效率,化肥施用效率變動(dòng)區(qū)域?yàn)?.306—0.848,均值為0.603。這一結(jié)果說明,在保持其他投入要素?cái)?shù)量不變的條件下,通過減少39.7%的化肥的投入量可保持原有的產(chǎn)出數(shù)量。Hu等[19]利用農(nóng)戶層次的數(shù)據(jù)研究結(jié)果表明,與農(nóng)民的施肥習(xí)慣相比,采用合理的施肥技術(shù)可保證產(chǎn)出在不變的條件下減少35%的化肥投入量,說明化肥的合理利用還存在很大的改進(jìn)空間。

從全國范圍來看(表5),我國糧食生產(chǎn)中化肥施用效率的變化大體可以分為以下三個(gè)階段:第一階段(1997—2000年)為化肥施用效率降低階段;第二階段(2000—2003年)為化肥施用的低效率階段;第三階段(2004—2012年)為化肥使用效率的提高階段。我國各個(gè)地區(qū)化肥施用效率見表5。

1998年、2003年、2007年、2012年我國各省的、自治區(qū)、直轄市化肥施用效率分布見圖7。從圖7可見,我國化肥施用效率普遍不高且地區(qū)差異十分明顯，東部地區(qū)明顯高于中部和西部地區(qū);我國化肥施用效率有一個(gè)下降階段(1997—2003年),后經(jīng)歷低效率階段(2004—2007年),最后是效率稍有增加階段(2008—2012年)。

圖7 我國化肥施用效率分布

5 結(jié)論與建議

化肥能否高效施用關(guān)乎中國糧食安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文利用省級(jí)糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù),采用隨機(jī)前沿方法對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)效率,特別是對(duì)化肥投入的施用效率進(jìn)行了估算,得出我國糧食生產(chǎn)過程中化肥投入存在嚴(yán)重過量現(xiàn)象,化肥施用技術(shù)效率偏低。研究發(fā)現(xiàn)，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在技術(shù)無效率,平均技術(shù)效率為89.4%,而化肥的施用效率則相對(duì)較低,平均效率只有60.3%,說明在化肥節(jié)約施用上還存在很大的改進(jìn)空間。根據(jù)部分學(xué)者的研究,目前我國的化肥施用已過量到50%以上[20]。我們研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),化肥施用量雖然不同省份節(jié)省的程度不同,但平均可節(jié)約39.7%。本研究從化肥施用技術(shù)的角度證明了目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥施用是不合理的。糧食生產(chǎn)過程中存在嚴(yán)重的化肥過量施用問題,重要原因是化肥施用技術(shù)存在無效率部分。因此,從化肥施用技術(shù)效率的角度來考慮,我國化肥施用的技術(shù)效率非常低,通過提高對(duì)化肥施用的管理水平和提高施用技術(shù)是可以減少化肥投入量的。

我國《零增長行動(dòng)方案》所要控制的化肥施用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化肥施用無效率的部分,因此適當(dāng)減少化肥的施用量并不會(huì)降低我國的糧食產(chǎn)量,也不會(huì)對(duì)我國的糧食安全造成影響,反而會(huì)通過提高對(duì)化肥的管理水平和施用技術(shù),可有效地減少化肥施用量,提高化肥的利用效率,節(jié)約生產(chǎn)成本,減少農(nóng)業(yè)的面源污染,有效維持我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。從本文得出的結(jié)果可見,若有效提高我國的化肥施用效率,《化肥零增長行動(dòng)方案》所制定的目標(biāo)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。通過減少化肥施用可緩解我國的農(nóng)業(yè)面源污染問題,保護(hù)我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,從長遠(yuǎn)看有利于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

如何減少過量的化肥施用量、提高化肥施用效率,是擺在當(dāng)前我國糧食生產(chǎn)面前亟需解決的問題。許多學(xué)者對(duì)我國化肥施用效率的影響因素進(jìn)行了研究,但學(xué)術(shù)界對(duì)我國化肥過量施用的原因并沒有形成一致的結(jié)論。如張福鎖[21]認(rèn)為,農(nóng)民對(duì)科學(xué)施肥相關(guān)知識(shí)和技術(shù)缺乏是導(dǎo)致化肥過量施用的主要原因;黃季火昆等[22]認(rèn)為,發(fā)展中國家的農(nóng)業(yè)政策和種植補(bǔ)貼都可能促使農(nóng)戶多施加化肥;也有學(xué)者研究了農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模、財(cái)政支持、農(nóng)民收入和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣等因素對(duì)化肥施用效率的影響[10,23-24]。

本文針對(duì)我國化肥施用現(xiàn)狀,為減少化肥的施用和提高化肥施用效率,保障我國糧食安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,提出以下建議:首先,加大對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣力度。農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣是提高農(nóng)戶合理施肥技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。通過農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣活動(dòng),發(fā)揮農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員的能力,培訓(xùn)農(nóng)民的肥料管理和施肥技術(shù),引導(dǎo)他們根據(jù)土壤質(zhì)量、自然環(huán)境和糧食作物生長規(guī)律進(jìn)行合理施肥。其次,增加有機(jī)肥、農(nóng)家肥、測土配方肥施用,用有機(jī)肥等代替化肥施用,降低農(nóng)業(yè)的面源污染,提高農(nóng)民的施肥技術(shù)。第三,農(nóng)民受教育程度相對(duì)較低也是造成化肥過量施用的重要原因。提高農(nóng)民的素質(zhì)，可相應(yīng)提高化肥的施用效率。第四,由于農(nóng)民對(duì)化肥增產(chǎn)效果的高度依賴,將加大化肥用量作為避免糧食減產(chǎn)的主要手段。因此，如果政府部門健全農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)制度,引導(dǎo)他們轉(zhuǎn)變規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的方式,可有效減少化肥的施用量。

[1]付恭華.中國糧食生產(chǎn)的多維成本研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

[2]奚振邦.化肥與農(nóng)業(yè)——簡析化肥對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的作用[J].磷肥與復(fù)肥,2003,18(2)∶5-10.

[3]武蘭芳,陳阜,歐陽竹,等.黃淮海平原麥玉兩熟區(qū)糧食產(chǎn)量與化肥投入關(guān)系的研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2003,9(3)∶257-263.

[4]林葆,李家康.我國化肥的肥效及其提高的途徑——全國化肥試驗(yàn)網(wǎng)的主要結(jié)果[J].土壤學(xué)報(bào),1989,26(3)∶273-279.

[5]朱兆良.中國農(nóng)業(yè)面源污染控制對(duì)策[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社,2006.

[6]Huang J K,Hu R F,Cao J M,etal.Training Programs and in the Field Guidance to Reduce China′s Overuse of Fertilizer Without Hurting Profitability[J].Journal of Soil and Water Conservation,2008,63(5)∶165A-167A.

[7]張福鎖,王激清,張衛(wèi)峰,等.中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J].土壤學(xué)報(bào),2008,45(5)∶915-924.

[8]農(nóng)業(yè)部.到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案[Z].2015.

[9]林源,馬驥.農(nóng)戶糧食生產(chǎn)中化肥施用的經(jīng)濟(jì)水平測算——以華北平原小麥種植戶為例[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2013,(1)∶25-31.

[10]李靜,李晶瑜.中國糧食生產(chǎn)的化肥利用效率及決定因素研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2011,32(5)∶565-568.

[11]曹芳萍,沈小波.我國糧食生產(chǎn)全要素化肥效率研究[J].價(jià)格理論與實(shí)踐,2012,(2)∶26-27.

[12]陳同斌,曾希柏,胡清秀.中國化肥利用率的區(qū)域分異[J].地理學(xué)報(bào),2002,57(5)∶531-538.

[13]Battese G E,Coelli T J.A Model for Technical Inefficiency Effects in a Stochastic Frontier Production Function for Panel Data[J]. Empirical Economics,1995,20(2)∶325-332。

[14]張福鎖,王激清,張衛(wèi)峰,等.中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J].土壤學(xué)報(bào),2008,45(5)∶915-924.

[15]周芳,金書秦.產(chǎn)出率視角下的農(nóng)業(yè)化肥利用效率國際比較[J].世界農(nóng)業(yè),2016,(4)∶35-44.

[16]Rerinhard S,Lovelli C A K,Thijssen G.Econometric Estimation of Technical and Environmental Efficiency：An Application to Dutch Dairy Farms[J].American Journal of Agricultural Economics,1999,81(1)∶44-60.

[17]Karagiannis G,Tzouvelekas V,Xepapadeas A.Measuring Irrigation Water Efficiency with a Stochastic Production Fontier:An Application to Greek out of Season Vegetable Cultivation[J].Environmental and Resource Economics,2003,23(1)∶57-72.

[18]Battese G E,CoelliI T J.Frontier Production Functions,Technical Efficiency and Panel Data:With Application to Paddy Farmers in India[J].Journal of Productivity Analysis,1992,3(1)∶153-169.

[19]Hu R F,Cao J M,Huang J K,etal.Farmer Participatory Testing of Standard and Modified Site-specific Nitrogen Management for Irrigated Rice in China[J].Agricultural Systems,2007,94(2)∶331-340.

[20]何浩然,張林秀,李強(qiáng).農(nóng)民施肥行為及農(nóng)業(yè)面源污染研究[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2006,(6)∶2-10.

[21]張福鎖.我國肥料產(chǎn)業(yè)與科學(xué)施肥戰(zhàn)略研究報(bào)告[M].北京：中國農(nóng)大出版社,2008.

[22]Huang J K,Wang XB,Zhi HY,etal.Subsidies and Distortions in China′s Agriculture：Evidence from Producer Level Data[J].Australian Journal of Agricultural and Research Economics,2011,55(1)∶53-71.

[23]茹敬賢.農(nóng)戶施肥行為及影響因素分析——以河南新鄉(xiāng)縣為例[D].杭州：浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008.

[24]楊增旭,韓洪云.化肥施用技術(shù)效率及影響因素——基于小麥和玉米的實(shí)證分析[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,16(1)∶140-147.

AnalysisonFertilizerApplicationEfficiencyofGrainProductioninChinaBasedonStochasticFrontierFunction

LIU De-wei,LI Qiang,SONG Xiao-hang
(College of Economics and Management,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China)

China is an agricultural country,which had about a population of 1.38 billion,which was the Chinese most basic national condition.The guarantee of food security was one of the important policy in China.It was the fact that chemical fertilizer played an important even non-substitutable role in improving the food production. Nevertheless,which also caused serious non-point source pollution,such as,fertilizers could release nitrogen into natural systems such as rivers,upsetting the natural balance However,in many parts of China fertilizer use could be slashed by up to 60%.The action plan of zero growth of fertilizer was put forward by the ministry of agriculture in 2015,but it was still a question whether the policy would influence on the food safety of China.In this paper the authors used the CD Stochastic Frontier Analysis(SFA) on the per elements of agricultural production efficiency and fertilizer inputs to estimate technical efficiency.The results indicated that the inefficiency actually existed in agriculture of China,the average efficiency was 0.894.The fertilizer input technology efficiency was lower than the production efficiency,the former only was 0.603.It could be concluded that there was still great save space for using of fertilizer.The goal on some degree of chemical fertilizer and the sustainable development of grain production could be achieved through the reasonable application of chemical fertilizer and improvement of fertilizer technology under the premise of guarantee food security.In the further research,the key point for us would be finding out the reasonable using technology and methods of fertilizer.Therefore,there were such work for us to research thoroughly and thought deeply.

food safety;fertilizer application efficiency;stochastic production frontier

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.04.004

F301.24

A

1005-8141(2017)04-0401-07

2017-02-07；

2017-03-14

中央高校“基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)”資金資助(編號(hào):TD2012-10)。

劉德偉(1989-),男,山東省諸城人,碩士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)理論與政策研究。

李強(qiáng)(1974-),男,山西省長治人,博士,副教授,主要從事農(nóng)業(yè)政策及農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移等方面的研究。