四川省水稻產投特征變遷及技術進步對單產的影響*

陳 勇，傅 勇，周 偉，孫 紅，王 淘，任萬軍

(四川農業大學農學院,成都 611130)

0 引言

水稻是世界最重要的糧食作物之一。我國是僅次于印度的世界第二大水稻生產國，總產量位居世界第一，全國有8億人以水稻為主食。四川是我國重要的稻作區，成都平原是我國重要的商品糧基地。改革開放以來，隨著國民經濟和農業投入的增加，四川省水稻新品種不斷出現，栽培技術不斷優化，管理水平不斷提高。然而，長期以來四川水稻平均單產水平并未得到大幅度提高，技術進步在四川水稻單產水平上究竟起到多大推動作用，仍然不得而知，這一現象很值得研究。

針對技術進步貢獻率測算的方法較多，索洛余值法因其計算方法簡單、操作性強而得到廣泛應用，該方法最早由索洛[1]于1957年提出。朱希剛[2]最早使用索洛殘值法通過生產函數模型對我國農業技術進步促進農業經濟增長的作用進行研究。此后，我國對農業技術進步在農業生產中的作用進行了大量的研究，采用的方法也更加多樣化。王珺鑫[3]采用索洛余值法對山東省17市的面板數據進行了計量分析，明確了要素投入和技術進步對糧食總產的貢獻率。田云[4]、李澤華[5]通過CD函數及索洛余值法，利用時間序列數據研究了我國水稻單產增長投入的動態產出彈性和要素貢獻率及其變動。王明利[6]則結合DEA分析法的 Malmquist指數對我國不同種類水稻，從生產率增長、技術進步和技術效率方面分析了其時序變動趨勢和空間分布特征，徐麗君[7]則采用此方法分析南方雙季稻區6個省(區)水稻生產全要素生產率及技術進步率、技術效率的時序變動趨勢及特征，并通過對技術效率的分解，得到規模效率與純技術效率的時序特征。也有學者通過隨機前沿生產函數研究技術進步效率，如王琛[8]采取隨機前沿生產函數超越對數面板模型測算了全國省級玉米生產的技術效率和非技術效率影響因素。學者們對四川稻區水稻產投動態特征和技術進步的作用缺乏系統研究，該研究基于1980～2015年四川省水稻生產過程的時序數據，運用比較、計量等分析方法，研究了全省水稻生產經營的變遷以及技術進步在水稻單產變動中的作用，進而提出區域水稻單產水平提升的政策建議。

1 材料與方法

1.1 數據來源

水稻要素投入和產出數據來源于國家發改委價格司出版的1990～2016年的《全國農產品成本收益資料匯編》和《建國以來全國主要農產品成本收益資料匯編(1953～1997)》，包括水稻生產的物質和服務費用投入、人工投入。為了剔除價格變動和通貨膨脹對投入水平的影響，使不同年份間的投入具有可比性，該研究所有投入產出水平通過歷年四川省農業生產資料價格指數縮減為以1980年為基期的可比價格。1980～2015年四川省農業生產資料價格指數來源于國家統計局國民經濟綜合統計司出版的《新中國60年統計資料匯編》和國家統計局出版的1986～2016年各年份的《中國農村統計年鑒》。其中1992年的物質和服務費用數據、1993年和2006年的單產數據較為異常，為研究方便采用均值法進行矯正。

1.2 技術進步貢獻率測算方法

基于Cobb-Douglas生產函數方程，可以將水稻產量和投入要素之間通過函數關系進行描述。

yield=f(input(1)，input(2)，input(3)，…，input(n))

(1)

式(1)中，yield為水稻產量;input(1)～input(n)為水稻生產過程中的各種投入要素;f表示水稻產量和投入要素之間的函數關系。

該文將影響水稻單產的投入要素歸結為物質與服務費用投入、勞動力。根據美國著名經濟學家索洛(R.J.Solow)于1957年利用“余值法”測算技術進步的思想，將水稻生產過程的技術進步因素設定為剔除物質投入、勞動力等要素對產量影響外所剩余的部分。其生產函數為：

yield=A×f(kapital，labor)

(2)

式(2)中，yield為水稻產量；kapital為物質與服務費用投入水平；labor為勞動力投入水平。

因此，聯合Cobb-Douglas生產函數和索洛“余值法”思想，生產函數模型的具體形式：

yield=A0kapitalαlaborβ+μ

(3)

對式(3)進行對數變換，得到

lnyield=lnA0+αlnkapital+βlnlabor+ε

(4)

將式(4)取偏微分，得到

A′=yield′-αkapital′-βlabor′

(5)

式(5)中，A′為技術進步速度;yield′為產量增長速度;kapital′為物質與服務費用投入增長速度;labor′為勞動力變動速度。α為物質與服務費用投入的產出彈性水平，β為勞動力投入的產出彈性水平。

由式(5)可以測算技術進步、物質與服務費用投入增長、勞動力投入變動變化對水稻產量增長的貢獻率EA′、Ekapital′、Elabor′。

(6)

(7)

(8)

1.3 數據分析

數據分析采用Eviews 7.0進行計量經濟分析，采用Sigmaplot 12.0作圖。

圖1 四川水稻播種面積、單產和總產變動趨勢

圖2 四川水稻生產物質和服務費用及人工投入變化

2 結果分析

2.1 四川省水稻產投特征變遷

2.1.1 水稻播種面積和產量變動特征

1980～2015年，四川水稻播種面積總體呈現減少的趨勢(圖1)。與1980年相比， 2015年水稻播種面積下降了11.71%，由1980年的225.5萬hm2降低至2015年的199.1萬hm2。從具體變化趨勢來看， 1980～1984年全省水稻播種面積保持較快增長， 1984年達到233.90萬hm2的最高值。此后播種面積波動減少，尤其是1999～2003年，由于國家實施了農業結構戰略性調整的政策，水稻播種面積從1999年的217.6萬hm2快速下降到2003年的193.00萬hm2，降幅高達11.31%。2004年以后，在國家糧食直補、免除農業稅的政策及連續14個重點關注三農問題的“中央一號”文件推動的政策驅動下，全省水稻播種面積有所回升，并基本穩定在200萬hm2的水平。

與1980相比，全省水稻總產量從1980年的1 207.40萬t增加到2015年的1 552.60萬t，增幅達28.59%。其中， 1980～1992年全省水稻總產增長最快， 1992年達到1 720.40萬t。經過1993年和1994年回落后， 1995年開始逐漸恢復，并于1999年達到1 724.40萬t的最高水平。經歷2000、2001年的總產量快速下降，從2002年逐步開始恢復，除2006年因嚴重旱災影響外，全省水稻總產基本保持穩定。

近36年來，四川水稻單產總體表現為增加的態勢，由1980年的5 572.50kg/hm2提高到2015年的7 798.90kg/hm2，增長了39.95%。其中， 1980～1990年全省水稻單產提升十分迅速， 1990年達到7 672.50kg/hm2的水平，此后水稻單產保持總體穩定。1993年和2006年水稻單產出現大幅下滑，分別僅為6 365.93kg/hm2和5 997.00kg/hm2，分別比上年單產水平降低15.05%和19.43%，原因主要是由于當年出現了嚴重的自然災害。

2.1.2 水稻生產成本收益變動特征

1980～2015年，四川水稻生產物質和服務費用投入總體表現為先增加再降低，然后再增加的趨勢(圖2)。物質和服務費用投入水平從1980年的489.15元/hm2增加到1998年的652.50元/hm2后，持續下降到2006年的522.45元/hm2，之后再繼續上升至2015年的710.75元/hm2。勞動力的投入表現為持續下降的趨勢，從1980年的738.00工日下降到2014年的135.30工日，減少了81.67%。

投入結構上看(表1)， 2015年全省水稻總生產成本為2 402.55元/hm2，其中土地成本、物質與服務費用投入成本、人工成本3項分別占總成本的9.70%、29.58%、60.69%，人工成本占比最大。從近5年間生產成本變動看， 2015年全省水稻總生產成本較2011年增加了38.51%，其中人工成本增長最快，從2011年的935.72元/hm2增加到2015年的1 458.83/hm2，增加了55.90%，同期的物質和服務費用、土地成本分別增加17.63%和19.67%。

從產值和效益來看， 2011～2015年全省水稻單位面積總產值變動較小，最高年份出現在2013年，總產值達到2 800.73元/hm2， 2014年和2015年均有所降低。由于成本的快速增加而產值變動較小， 2011～2015年全省水稻生產凈利潤逐年降低，從2011年的941.85元/hm2降低至2015年的351.40元/hm2，降低了62.69%，成本利潤率從2011年的54.30%降低至2015年的14.63%(表1)。因此，目前全省水稻生產面臨著十分嚴峻的形勢，越來越呈現出“高投入、低收益”的態勢，如若不加緊提升產量水平或控制生產成本的快速增長，水稻生產將出現虧本的局面。

表1 近5年四川省水稻生產成本利潤構成 元/hm2、%

2.1.3 稻作生產經營技術變遷特征

農業技術進步是一個技術發明、技術創新、技術擴散等各環節綜合的過程，結合四川水稻生產過程，該文從水稻品種、栽培與管理技術、推廣技術、稻作經營方式和農業政策等方面探討四川省稻作生產經營管理技術的變遷。

(1)品種變遷。四川省自1980年組織水稻育種攻關以來，水稻品種選育上取得了顯著的效果，育成了一批優質的不育系和恢復系，選育了K優、C優、D優、Ⅱ優及其他系列高產優質水稻品種。20世紀90年代，重穗型水稻品種選育形成了一批以Ⅱ優6078、Ⅱ優838、Ⅱ優746等Ⅱ優系列為代表的重穗型水稻品種，產量顯著提高[9]。近年來全省水稻品種選育在產量和品質上都有很大進步，全省選育了F優498、宜香優2115、宜香優4245、徳香4103、德優4727等被農業部認定為超級稻品種的水稻品種，高產潛力品種得到進一步挖掘，同時也選育出了如川優8377達到國頒一級標準米質的品種，旌3優177達到外觀品質一級標準的品種，碾米品質較高的旌3優177、宜香2905等品種。

(2)栽培與管理技術變遷。20世紀80年代以來，全省水稻育插秧栽培技術不斷變遷，育秧環節從20世紀80年代的兩段育秧、20世紀90年代的旱育秧、發展到目前適宜于優化定拋栽培的拋秧盤育秧及機械栽插的塑盤育秧； 移栽方式上從20世紀80～90年代的寬窄行栽培發展到21世紀優化定拋、三角強化栽插、機械栽插、機械直播等移栽技術。在田間管理技術上，從20世紀80～90年代“在一定基本苗基礎上依靠分蘗成穗，在一定穗數水平上爭取穗大”的高產栽培管理到21世紀的“育插秧一體化，肥料綜合運籌”高產高效生產技術[10]，肥料運籌管理上突破傳統的“底追一道清”向“氮肥后移、鉀肥中移”的高產環保管理技術，有效實現“穗多、穗大、抗倒”的作用。整體來說，近年來全省水稻栽培與管理呈現輕簡化、高效化、環保化方向發展。

(3)推廣技術變遷。四川稻作區農業推廣體系經歷了1979～1985年的重建恢復、 1986～1989年鞏固發展、 1989～2000年的健全完善、 2001～2005年的調整創新和2006年后的加快發展階段，推廣體系不斷健全。政府部門主導的水稻優良品種、育插秧技術、田間肥水管理、病蟲害防控等新技術的示范與推廣得到快速推進，新品種、新技術、新模式、新方法得到快速擴散。據統計， 2013年四川省支持了70個水稻生產大縣集中育秧，帶動了全省集中育秧大田面積的16.40%。農業技術推廣方法上，四川省完善了以政府推廣機構公益性服務為主導，龍頭企業和合作組織為骨干，社會力量廣泛參與的“一主多元”農技推廣體系。可以界定清晰產權的農業技術如品種、化肥、農藥等新技術，充分依托專利制度和知識產權制度的保護，通過市場機制交由種子公司、農資經營公司等私人農業推廣部門進行供給。對于具有準公共物品的水稻高產高效生產技術培訓、水稻生產技術咨詢與信息服務等環節，則由政府財政給予技術和信息提供者適當的補貼，實現了高效的推廣。而對于稻田保護性耕作、機械化育插秧及管理、優化定拋栽培及管理、秸稈還田、節肥節藥栽培、病蟲害預報等具有典型公共物品屬性的稻作生產管理技術，在擴散和轉移過程中由于很難做到排他性，易產生技術效益的外溢，私人推廣部門很難得到應有的收益，政府在實踐過程中通過財政轉移支付或政府購買服務的形式實現高效推廣。

(4)稻作經營方式變遷。長期以來，四川稻區由于土地十分零散，水稻生產經營規模過小，生產效益十分低下。隨著城鎮化不斷推進，農村勞動力大量轉移，農村家庭經營正面臨著前所未有挑戰的背景下，四川省稻作經營呈現規模化和專業化發展趨勢。目前，全省水稻規模化經營雖然仍是以農戶家庭經營為主體，但水稻生產專業合作社、農業企業、家庭農場等新型經營主體得到了快速發展。2013年，四川省已有農民合作組織3.7萬個，覆蓋了56%左右的行政村[11]。農機專業合作社、農事服務超市、農業科技特派員等技術服務組織的出現和壯大則大大降低了新型經營主體的生產經營成本，提升了適度規模經營的效率。四川崇州探索的以土地股份合作為核心，以農產品公共品牌服務、農業“專家大院”科技服務、“農業服務超市”社會化服務、農村金融服務四大服務體系為支撐的“農業共營制”模式實現了農民、合作社和農業職業經理人三者互動共贏的利益聯結，成為了全國農業發展方式轉變的典型。

(5)農業政策變遷。從20世紀80年代開始，國家農業政策對四川稻作農業生產的方式、體制等都具有統領作用。1982～1986年中央連續發布5個關注“三農”的“一號文件”，農村改革深入推進，農業生產呈現活力。2004～2017年中央已經連續發布了14個關注“三農”的“一號文件”，對農業生產的基礎設施、水利建設、綜合產能提升、供給側改革、農業現代化等方面進行了重點部署。水稻支持政策正逐步由20世紀80～90年代重點支持個體家庭戶向重點支持種植大戶、農業合作社、家庭農場、農業企業等新型經營主體轉變。

表2 模型估計

變量系數標準誤T檢驗值A074755??08707859lnKapital02814?01211232lnLabor-00655?00263-250 注：“??”、“?”分別表示在1%、5%水平上顯著

2.2 四川省水稻生產技術進步貢獻率變動特征

2.2.1 模型結果

根據建立的模型(4)利用Eviews7.0對1980～2015年四川水旱輪作區水稻單位面積產量、物質和服務費用投入、勞動用工投入的時間序列數據進行計量分析(表2)。

模型可決系數R2=0.50，擬合優度不是很高，表明生產函數中的要素變量和控制變量對因變量具有一定的解釋能力，但單產還受其他因素的影響。F=16.39，生產函數在1%顯著水平上通過檢驗。對殘差序列進行單位根檢驗，其ADF統計值為-4.13，在1%水平上不存在單位根，屬于平穩序列。

從函數方程的結果看，物質費用投入的彈性系數為0.281 4，為正數，表明依靠物質費用的增加對單產的提高具有正向的影響，每增加1%的物質費用的投入對產量增加的貢獻僅為0.28%，但大幅度增加物質和服務投入以增加水稻單產的方式已經難以為繼。勞動力投入的彈性系數為-0.065 5，系數的符號為負，表明隨著時間的推移，勞動力投入增加并不能有效提高單產水平，呈現出邊際報酬遞減階段。其根本原因是隨著輕簡增產栽培技術的突破和農業機械化的推進，勞動效率進一步提高，水稻生產過程對勞動的需求大幅減少。

2.2.2 四川省水稻生產要素貢獻率

通過生產要素貢獻率計算的方法，測算出1980～2015年全省水稻生產各要素貢獻率如表3。從近36年的整體情況看，技術進步對全省水稻單產水平的貢獻率最小，僅為6.24%，說明雖然全省水稻生產中品種更新換代、栽培技術不斷更新為代表的科技進步逐漸轉變為生產力，對全省水稻單產水平具有正向推動的作用，但并不是影響全省水稻單產水平的主要因素，全省水稻增產并未充分發揮科學技術進步的主導作用。相反，物質和服務費用投入、勞動力的投入對水稻單產的貢獻率分別達到43.13%和50.63%，成為全省水稻單產水平提升的主導因素。從水稻投入數據可以看出， 36年間全省水稻物質和服務費用投入年均增長率達到0.16%，但年均單產增長僅為0.11%。

表3 四川水稻生產各要素增長率和貢獻率 %

2.2.3 不同時期投入要素對四川水稻單產增長貢獻率分析

通過水平法分別計算1980～2015年各期水稻單產、物質和服務費用投入、勞動投入的增長率，并計算各要素對單產水平的貢獻率，依據式(6)計算各期農業技術進步對水稻單產水平變動的貢獻率(表4)。表4表明，全省單產水平在1995年之前均保持了較快的增長，其中1980～1985年這個時期，全省水稻單產水平年均增長0.36%，但在1995年后增長較為緩慢； 物質與服務費用投入增長率增長較快的時段出現在1986～1990年、2006～2010年、2011～2015年共3個時期，技術進步速度較快的3個時期出現在1980～1985年、1991～1995年和2001～2005年3個時期。對技術進步貢獻率來說， 2005年前的5個時期均表現為科技進步對水稻單產具有較強的推動作用，貢獻率較大。但在2006～2010年和2011～2015年兩個時期科技進步并未對水稻單產進步發揮應有的作用，尤其在2011～2015年這個時期，全省水稻單產僅增加了0.03%，但物質和服務費用卻增加了0.5%，是單產增長率的17倍，充分說明大量的物質和服務投入并沒有帶來相應的產出，資本投入對水稻增產的推動力正在喪失。從勞動力投入來看，模型是建立在勞動投入逐漸減少的基礎上的，目前全省仍然是以家庭生產為主，新型經營主體共同發展的格局，隨著生產和管理環節機械化水平的提升，勞動力投入水平還將持續降低。

表4 四川水稻生產各要素增長率和貢獻率 %

近10年全省水稻單產的技術進步貢獻率降低甚至為負數的原因是多方面的。一方面，從要素替代過程分析，全省水稻生產面臨著很強的資源和市場約束，就單位面積水稻生產來說，面臨物質、勞動等傳統要素價格的持續上漲。而水稻生產者追求利潤最大化要求要素投入得到優化配置，即物質、勞動等傳統要素的密集度應持續下降，技術要素應逐步替代傳統要素。然而近10年全省水稻平均產量持續徘徊，傳統要素投入則快速增長，導致技術要素并未較好替代傳統要素，而是傳統要素投入替代技術要素維持了水稻單產的穩定。因而，全省水稻單產提升表現為典型的資本投入驅動型的發展。另一方面，從全省水稻產業生產發展來看，水稻產業逐步從過去單純產量目標的重視轉變為產量、品質、生態、安全等多重生產目標的重視。再者，全省大部分的水稻產區位于丘陵地區，田塊面積小，戶均塊數多，分布過于分散，導致了水稻機械化、規模化等現代生產技術難以應用，技術進步并未對單產提升起到較大促進作用。

3 討論與政策建議

3.1 討論

四川稻作區是一個地形地貌十分復雜的地區，從西至東依次是川西平原單季稻區、川中丘陵單季稻區、川東南再生稻區。除川西平原單季稻區地勢平坦，灌溉條件良好，其余兩個稻區地貌復雜，地勢起伏大，灌排條件差，田塊碎小。雖然近年來全省的稻作生產技術有了很大改進，如育插秧機械化技術、機械直播技術、強化栽培技術等，技術的推廣對川西平原稻區起到了較大的促進作用，但對全省約2/3種植面積的丘陵稻區，受客觀條件的制約仍然很難推廣，而育種家選育的優質水稻品種，因糧食收儲制度形成了優質不優價的現象，很難實現高效推廣。另外，四川雖然從事水稻科研的機構較多，水稻科技研發投入水平仍然不足，技術成果轉化率仍然較低，尤其是可以大大降低水稻生產物質和服務費用以及人工成本投入的輕簡化，高產高效栽培管理的技術遠遠落后，導致水稻生產成本不斷攀升。在這些情況下，雖然近年來全省水稻生產技術水平得到了較大提升，并沒有延緩報酬遞減規律的發生，其主要原因是這些生產技術并沒有大大提升丘陵、山地區域的水稻生產水平，產量的提升或維持還主要依靠要素投入驅動，屬于粗放型增長方式。此外，技術進步對水稻單產水平的貢獻率還取決于農業政策作用。作為糧食作物的水稻生產是傳統的弱質產業，存在生產規模小、生產技術服務跟不上、傳統生產觀念強等問題。農民是否采用新技術，在很大程度上取決于是否有較大效益，也更取決于政府主導下的農業技術推廣部門是否獲得政府足夠支持，并能夠為水稻生產提供技術服務。

3.2 政策建議

(1)加大水稻科技投入和研發水平，促進水稻生產節本增效

四川作為全國重要的商品糧基地和水稻優勢產區之一，要繼續加大水稻生產的科技投入水平，重點進行高產優質水稻品種選育、節肥節約高效生產管理技術、育插秧機械化高產高效栽培技術的研發，培育一批產量高、品質優、抗性強和機插適宜的品種，創新一批適宜于節本增效省工的栽培技術措施和生產管理機具，從而大大降低物質和服務費用成本支出，推動科技成果應用水平。

(2)“一主多元”積極聯合，協同發揮推廣優勢

要在全省完善水稻生產推廣服務體系，強力推動農業技術推廣部門為主體，科研院所、新型主體、非政府組織等多元參與的水稻科技推廣服務體系，充分利用“互聯網+”，構建水稻技術線上線下聯動推廣平臺，有效解決水稻科研成果的“最后一公里”的問題。要打破區內科研院所水稻技術研發各自為戰的局面，提升總體協同研發推廣能力。要充分利用“十二五”國家糧食豐產科技工程項目和“十三五”國家重點研發計劃豐糧增效專項建立起的推廣經驗，大力“一主多元”不同推廣主體之間的信息整合、資源共享和信息交流，從而取得突破性的推廣成果。大力支持水稻新型經營主體和示范戶進行水稻科技成果示范，通過示范帶動技術成果的高效擴散。

(3)強化水稻生產管理技術培訓，提升生產者科學種稻水平

隨著城鎮化的發展，四川省農村勞動力呈現快速老齡化趨勢，“誰來種田、怎么種田、種怎樣的田”已經到了必須解決的境地。絕大部分稻作農民和部分新型生產經營主體存在科學文化素質低、接受相關培訓少等問題，成為制約稻作水平提高的主要障礙。目前，全省水稻生產從業者面臨的主要問題包括優良品種選擇難、肥水管理難、病蟲害防治難、新技術應用難等，遇到生產上的問題往往出現束手無策，損失較大，出現這些問題的主要原因是面向生產者的培訓和推廣不到位所致。鑒于此，全省應切實增加稻作培訓投入和補貼力度，加大面向新型經營主體、農業職業經理人的高效生產管理技術培訓和知識更新培訓，在水稻育秧、插秧、水肥管理、病蟲害防治等重要的環節進行專題現場培訓； 加大面向普通農戶傳統生產觀念改變的培訓，促進農民改變稻作生產方式，提升科學種稻水平。

(4)大力推進丘陵地區水稻生產節本增效生產技術

針對四川丘陵地區的田塊分散和生產條件較差的實際，大力推進高標準農田改造，通過農地置換、土地流轉等方式實現小塊變大塊，改善路、渠等田間基礎設施條件，達到能灌能排，機器能下田。針對適宜丘陵地區的水稻機型機具少，育秧機械化程度低，育秧環節較多導致成本高，中大苗移栽仍然比例大等問題，大力推進研發和改良適宜于丘陵地區的水稻機械化育插秧機型機具，推進育插秧機械化，推動再生稻區栽培管理和收獲機械化研究。各種稻作技術推廣主體要大力引進和推廣適宜于丘陵的中小型育插秧機械和收獲機械，大力推廣肥藥精準化、減量化、一體化的技術。通過這些技術和推廣途徑，大大降低物質費用、人工投入等生產成本，從而推動技術進步在丘陵地區水稻單產中的貢獻份額，實現水稻生產可持續發展。

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