山東省小麥玉米周年全程機械化丘陵山區綜合效益評價分析*

張悅，劉元義，于圣潔，胥備，宋心宇，張晟昊

(山東理工大學農業工程與食品科學學院，山東淄博，255000)

0 引言

2019年全國農作物耕種收綜合機械化率達到70%，同年山東省農作物耕種收綜合機械化率達到89.0%[1]，小麥、玉米等主糧基本實現機械化。但是丘陵山區農作物耕種收綜合機械化率只有48%，比全國平均水平低22個百分點[2]。由此看來，丘陵山區綜合機械化率低，優化丘陵山區小麥玉米全程機械化技術模式綜合效益評價，對丘陵山區糧食種植合作社實現糧食豐產增收有重要意義，也有利于當地政府的正確決策。

對于小麥玉米機械化效益的評價，李名威等[3]對小麥玉米節水豐產增效進行了社會效益評價，為農業技術的社會效益評價提供參考；范成方等[4]基于熵權算法對山東省小麥玉米種植效益進行了綜合評價，一定程度上完善了糧食效益評價體系；胡檜等[5]對丘陵山地小麥玉米機械化種植技術進行了研究與探討，根據不同的農藝要求選擇相應的作業機具，得到最佳效益配備；甄文超等[6]探索了一種科學合理的土壤輪作模式，并對綜合效益進行了評價；姚艷春等[7]對山東平原地區小麥玉米機械化種植模式進行了研究，重點對經濟效益進行了評價。

上述諸多方案一定程度上完善了對小麥玉米全程機械化的效益評價，但在丘陵山區的小麥玉米種植評價體系并不完備。本文針對山東省丘陵山區周年全程機械化現狀，構建綜合效益評價體系，有利于實現山東省全程機械化的目標。調研山東省多家農業合作社數據，創設一種綜合效益評價方法，改變以往從生態、經濟單一角度進行評價的不足，通過山東省小麥玉米的綜合效益評價分析來探究山東省周年全程機械化的發展方向。

1 數據來源

為確保綜合效益評價體系的科學性與真實性，調研方法為實地調研法。調研地區覆蓋淄博市、泰安市、青島市、濰坊市、濱州市、威海市、德州市、臨沂市等多個區域的多家農業種植合作社。

收集整理小麥玉米耕整地、播種、施肥、灌溉、植保等多個環節的種植方式及所需費用等基礎數據后，主要研究了淄博(博山西河崖)、威海文登(姚家、北廒、大澤頭、東爐、榮成東橋、榮成東灘)、臨沂郯城這3個丘陵山區的8家合作社數據，對丘陵山區合作社的經濟效益、生態效益、社會效益及綜合效益進行分析與評價。

2 綜合效益評價體系構建

2.1 效益指標制定原則

1) 定量與變量相結合原則。為確保評價結果的準確性和科學性，評價指標的設定分為定量指標與變量指標，定量指標與變量指標之間相互關聯，以定量指標為綜合效益的評分基礎，變量指標為綜合效益的加減分項。

2) 定量與定性相結合原則。評價指標是復雜的系統，對于不能量化的指標，也可采用定性指標，應力求科學、合理、實用、可行。

3) 易操作性原則。評價指標要抓住重點和關鍵環節，突出重點、意義明確、結構清晰、可操作性強、實施成本低。既要能充分表達小麥玉米全程機械化種植、成本消耗的特點、綜合性強，又要反映目標項目的主要情況，直觀且簡單易行。

2.2 綜合效益指標與權重確定

以調研合作社的原始數據為基準，利用專家評價法(德爾菲法)，依據當地研究所研究員、高校相關專業教授、當地合作社管理人員等30多名人員發放調查表、反復詢問意見。最終確定指標設立為三級，呈遞進關系，綜合參考文獻[8-11]采用層次分析法確定指標及權重。

該體系設置一級指標為經濟指標、生態指標、社會指標；經濟指標設置1個二級指標經濟收益，下設2個三級指標單位面積純收入和年人均收入；生態效益設置2個二級指標資源利用和土地保護，資源利用下設3個三級指標灌溉量與灌溉方式、肥料施用量、病蟲草害，土地保護下設1個三級指標秸稈還田；社會效益設置4個二級指標社會貢獻、機械化率、抗逆減災、推廣率，社會貢獻下設2個三級指標單產和種植面積，機械化率下設1個三級指標耕種收機械化率，抗逆減災下設2個三級指標新技術使用量、品質提升，推廣率下設2個三級指標輻射面積、培養培訓人員。

該體系設置一級指標權重經濟效益W1，生態效益W2，社會效益W3。根據打分情況構造判斷矩陣，通過兩兩比較下層因素對上層因素的相對重要性，將思維量化，通過判斷矩陣標度及構造的判斷矩陣進行進一步的計算[10]，通過一致性檢驗等步驟[11]測算出經濟效益W1為0.6，生態效益W2為0.2，社會效益W3為0.2，權重占比為W1∶W2∶W3=6∶2∶2[12]，并計算得出體系中一、二、三級指標權重。

以社會效益的二級指標為例，以社會貢獻、機械化率、抗逆減災、推廣率4個指標構建的矩陣進行步驟驗算。同理證明其他矩陣通過判斷矩陣一致性檢驗。

1) 將判斷矩陣A的每一列向量歸一化

(1)

2) 將歸一化的各行相加

(2)

3) 向量歸一化得到權重

(3)

4) 計算特征值

λmax=4.061

(4)

5) 計算一致性指標

(5)

6) 計算一致性比例CR，n為4，查表可知RI=0.9，得

(6)

通過構建矩陣，向量歸一化，計算特征值，計算一致性指標CI，計算一致性比例CR等一系列步驟，由于CR越小，判斷矩陣的一致性越好，當CR≤0.1時判斷矩陣的一致性可以接受，對n≠2的判斷矩陣進行檢驗。得出一級指標λmax為0.300，計算一致性指標CI為0.000，計算一致性比例CR為0.000；二級指標資源利用λmax為3.074，計算一致性指標CI為0.037，計算一致性比例CR為0.063；一級指標社會效益λmax為4.061，計算一致性指標CI為0.020，計算一致性比例CR為0.022。綜上求得指標權重，如表1所示。

表1 綜合效益指標權重

2.3 綜合效益指標分值確定

根據指標體系設計調查問卷，利用專家評價法(德爾菲法)，分發50余份調查問卷并召開多次會議，在指標體系二級指標權重的基礎上經反復探討。根據二級指標權重比例，即二級指標資源利用(S1)∶土地保護(S2)=3∶1，社會貢獻(S3)∶機械化率(S4)∶抗逆減災(S5)∶推廣率(S6)≈6∶3∶6∶5；三級指標單位面積純收入(T1)∶年人均收入(T2)=3∶1。最終確定評價分值為百分制，制定滿分值，賦予相應分值。

經濟效益類指標：由于丘陵山區與平原地區的經濟收入差異，三級指標設置兩檔即平原地區得分標準檔與丘陵山區得分標準檔，本文主要針對丘陵山區檔進行研究與論證。經濟效益指標分值設定如下：一級指標經濟效益，滿分為60分；二級指標經濟收益，下設2個三級指標。三級指標單位面積純收入，滿分為45分，基準值為36分，三級指標年人均收入滿分為15分，基準值為12分。

生態效益類指標：主要包括管理與收獲環節。生態效益指標分值設定如下：一級指標生態效益，滿分值為20分；設立2個二級指標，二級指標資源利用滿分為15分，基準值為12分，下設3個三級指標分別為灌溉量與灌溉方式、肥料施用量、病蟲害防治，滿分各為5分；二級指標土地保護，滿分值5分，下設1個三級指標，秸稈還田滿分5分，基準值4分。

社會效益類指標：涉及品種選擇與倉儲等環節。社會效益指標分值設定如下：一級指標社會效益，滿分為20分，基準值為16分。下設4個二級指標，二級指標社會貢獻滿分值6分，基準值4.8分，其下設2個三級指標分別為單產、種植面積滿分各為3分，基準值各為2.4分；二級指標機械化率滿分值5分，基準值4分，下設1個三級指標機械化率滿分3分，基準值2.4分；二級指標抗逆減災滿分為6分，下設2個三級指標新技術使用量與品質提升，滿分各為3分，基準值各為2.4分。二級指標推廣率，所占分值5分，下設2個三級指標輻射面積滿分為3分，基準值為2.4分，三級指標培訓人員滿分值2分，基準值1.6分。其中，三級指標的基準值定為滿分值的80%，選取丘陵山區8家合作社的數值樣本得分在基準值上下小范圍浮動，具有一定代表性，選取的樣本有一定差異性，科學合理。

3 案例分析

以山東省文登區姚家合作社為例，此合作社采用自有機械深松與每年一次深翻種植小麥，輪作免耕常規機械條播播種玉米，水肥一體化、管道灌溉、噴除草劑與高地隙噴藥滅蟲相結合，自有機械收獲與秸稈還田相結合的技術模式[13-14]。下面從經濟效益得分、生態效益得分與社會效益3方面得分進行綜合效益評判，如表3所示。

表2 綜合效益指標及評分標準

表3 山東省文登區姚家合作社綜合效益得分表

3.1 合作社經濟效益分析

該合作社經濟收益得分為41分，低于均值43分，其中單位面積純收入得分為26分低于均值33.1分，年人均收入的得分為15分略高于均值12.3分。雖然該合作社小麥玉米的耕種管收環節都是采用自有機械作業，但是小麥玉米每公頃收益低于當地的均值影響單位面積純收入，從而導致經濟效益得分低。

3.2 合作社生態效益分析

該合作社生態效益得分為16分，高于均值15.4分，其資源利用得分為11分略高于均值10.9分，其中小麥種植過程中肥料施用量得分為3分略高于均值2.6分，灌溉量與灌溉方式得分為4分低于均值4.4分；秸稈還田得分為5分高于均值4.5分。此合作社主要通過秸稈還田培肥方式進行土壤保護[15-16]，故生態效益得分高于均值。此合作社優化肥料類型，使用綠色高效藥劑、無機有機肥配施，故肥料施用量得分高于均值。但灌溉量與灌溉方式得分低于均值，建議灌溉方式使用微噴灌水肥一體化節水節肥技術，提高此項得分。此合作社土壤保護措施為秸稈還田，并且其他合作社此項得分大多為滿分，可以看出秸稈還田在合作社中應用較為普遍。

3.3 社會效益分析

該合作社社會效益得分為12.9分，低于均值14.3分，其抗逆減災得分為2分低于均值2.3分，原因為暫未使用新技術；機械化率是滿分3分，此合作社在耕種管收環節都是利用機械化種植；推廣率得分為3.7分高于均值3.6分，此合作社在種植面積、土壤保護與推廣率的得分較好。

建議合作社參加更多的新技術推廣會，將優秀種植技術更多的推廣到更多農戶手中。在所有調研合作社中，僅榮成東灘合作社的生態效益得分值占比低于社會效益，由此看出大部分合作社比較重視生態效益，調研中的大部分合作社的生態效益重要性占比高于社會效益。

4 結論

1) 通過實地調研與理論驗證，以丘陵山區合作社數據為基礎，利用專家評價法與層次分析法設定3個1級指標、7個2級指標與13個3級指標、計算權重及其對應分值，在經濟、生態、社會效益3個單一傳統模式評價基礎上，進行綜合效益評判，構建了一套針對丘陵山區的小麥—玉米周年全程機械化技術模式綜合效益評價體系，能改善當前已有評價體系指標過于單一、指標無法量化計算等問題。

2) 構建的綜合效益評級體系中，其一級指標經濟效益、社會效益、生態效益的權重占比為6∶2∶2，分值為60分、20分、20分；二級指標經濟收益權重為1，分值為60分，二級指標資源利用、土地保護權重占比為3∶1，分值為15分、5分；二級指標社會貢獻、機械化率、抗逆減災、推廣率權重約為6∶3∶6∶5，分值為6分、3分、6分、5分。通過大量樣本分析得出當地綜合效益評價分值的均值(三級指標設定的基準值定為滿分值的80%)，選取符合丘陵山區標準。

3) 以山東省文登區姚家合作社為案例，對其經濟、生態、社會效益三方面進行綜合效益評判，分析比較實際得分與均值之間的差異，發現8家合作社的數值樣本有一定差異，具有合理性；指標得分值在基準值上下浮動，在此區間具有一定的代表性。

研究結論符合實際，給出的評價方法簡單易行，對其他合作社進行理論驗證，并有指導意義。綜上，構建的綜合效益評價體系能較好地反映當地丘陵山區合作社、農戶等經營主體發展現狀，在一定程度上對農業機械生產與研發企業等具有指導意義[17-19]，對丘陵山區合作社作物種植與機械化作業有指導作用，對我國農業機械化的發展和實踐具有參考價值。