丹江口库区农户氮肥施用强度的影响因素分析3

郑 鑫

(中国社会科学院研究生院,北京100102)

丹江口库区农户氮肥施用强度的影响因素分析3

郑 鑫

(中国社会科学院研究生院,北京100102)

本文在对丹江口库区6县(市)223户农民的问卷调查基础上,以小麦和玉米的种植为例,运用一般线性模型对影响农户氮肥施用强度的因素进行分析,旨在寻找降低农户氮肥施用强度的有效途径。回归结果表明,在小麦和玉米种植上,农户的氮肥施用强度随种植规模的扩大而降低;地域因素对两种作物的氮肥施用都有显著影响,位于河南省的农户氮肥施用强度相对较高;有机肥对氮肥的替代效应不明显,在小麦种植上施有机肥对农户的氮肥施用强度有显著的正效应;农户家庭总收入、劳动力务农机会成本和测土配方施肥对氮肥施用强度没有明显影响;玉米的家庭需求比对氮肥施用强度有显著正效应。

丹江口库区;农户;氮肥;施用强度

南水北调中线工程南起丹江口水库,北抵北京,可以缓解北京及沿线广大地区的缺水问题,而控制和改善丹江口水库的水质是该工程能否成功的前提。除总氮含量超标外,丹江口水库能够长期稳定在国家Ⅱ类水质,富营养化是丹江口水库水质的主要威胁。农业生产中的氮肥施用量超过农作物的实际利用量,使土壤中氮素盈余并累积,地表径流、农田排水和淋溶把农田中的氮素带入水体,造成水体的富营养化[1]。对丹江口水库富营养化问题的研究主要集中在点源污染方面,鲜有从微观角度对库区农户氮肥施用行为的分析,本文基于2009年4-5月对丹江口库区农户的调查数据,利用经济理论和计量模型对影响库区农户氮肥施用强度的因素进行分析和研究,为进一步制订生态补偿标准提供参考。

以往对农户化肥施用行为的研究,主要从农户是农产品的生产者和销售者的角度进行分析[2-4],施肥强度是农户利润最大化的选择。研究发现了许多对农户施肥强度有较高显著性的因素,这些因素包括:化肥价格、是否施有机肥、是否接受过技术培训、非农就业比例、人均非农收入、农产品销售比、是否遭灾、耕地等级、户主受教育水平以及地域差异[2-6]。但是对于某些因素的作用效果,研究得出了不同的结论。

有机肥作为一种肥料可以起到替代化肥的作用,有机肥的施用对农户的化肥施用强度存在负效应[3,6],但是何浩然发现农户并没有因施有机肥而降低化肥施用强度[2]。农业技术培训可以提高农民有效施肥的能力,从而降低农户的化肥施用强度[3],何浩然发现参加过技术培训的农民会增加化肥的施用量,并把这种现象解释为化肥生产商和利益相关者以化肥促销和农作物促产为培训目标的结果[2]。巩前文的研究证实,农户随农产品销售比例的提高会增加化肥施用量,并把这种现象解释为农户可以从农产品销售中得到更多的现金收入,从而可以购买和投入更多的化肥[4]。马骥的研究发现,农产品销售因素对化肥施用强度有负效应[3]。

以往研究忽视了对以下因素的分析。农户是农产品的生产者和供给者,但不能忽视农户的农产品消费者和需求者角色,农户可以把农产品用于消费、生产性投入和销售,农产品用途的不同对氮肥施用强度产生的影响也不相同。不同农作物对化肥需求的种类和数量存在差别,小麦和玉米是喜氮作物,而烟叶是喜钾作物,忽视农作物的种类必然造成研究结果的偏差。对于同一种农作物,随着农户种植规模的扩大,化肥施用量应该存在规模经济,因此对施肥强度的分析同样不能忽视种植规模的影响。

本文在借鉴前人研究的基础上,把农户的农产品需求者角色、农作物种类和种植规模三个因素引入分析,以期更清楚的了解丹江口库区农户氮肥施用强度的影响因素。

1 样本农户的选择与基本特征

考虑到对丹江口水库的影响,样本农户选自河南省的淅川县、西峡县、邓州市和湖北省的丹江口市、郧县、郧西县,该6县(市)分别属于丹江口水库流域的丹江水系和汉江水系,其中丹江口水库的丹库部分主要位于淅川县,汉库部分主要位于丹江口市。基于对水库影响程度的考虑,选取的村主要位于水库或河流附近,农业生产相对比较发达;由于当地地理环境比较复杂,所选村力求体现地理环境的差异。本次调查包括了农户在2008年的大部分生产和生活活动。调查方式采用调查员在所选村中,随机选择样本农户,然后进行访谈并填写问卷的方式。本次调查共走访农户252户,剔除信息不完整样本,本文使用有效样本为223户,其中淅川县58户,西峡县37户,邓州市29户,丹江口市21户,郧县36户,郧西县42户。样本农户的基本特征见表1。

表1 样本农户基本特征均值Tab.1 The average value of sample farmer’s characteristics

样本农户主要种植11种农作物,其中小麦和玉米的种植面积占总种植面积的58.3%,而小麦和玉米的氮肥施用量占总施用量的68.6%。因此本文以农户在小麦和玉米种植上的氮肥施用行为作为研究对象。

2 农户氮肥施用强度的影响因素分析

2.1 理论分析

影响农户氮肥施用强度的因素有很多,主要可以归纳为经济因素、技术因素和农户特征因素三类。

2.1.1 经济因素

农户是农产品的生产者和消费者,农户的氮肥施用强度是在资源禀赋约束下实现利润最大化和效用最大化的最优选择。

(1)农户资金禀赋约束着氮肥购买量,如果不考虑农户从家庭外部获得资金融通,农户家庭收入构成氮肥投入强度的主要约束条件。

(2)氮肥和农产品的价格变化也会影响农户的氮肥施肥强度。本文分析的农户,地域分布接近,农业生产的时期相同,可以认为所有农户所面对的化肥价格和农产品价格趋同而不予考虑。

(3)有机肥主要由农村生产和生活所产生的有机物质,经农户处理而成。有机肥对氮肥可以起到一定的替代作用,施有机肥可以降低农户氮肥施用强度。有机肥还有改良土壤的作用,施有机肥可以消除土壤板结,从这个角度说有机肥和氮肥之间存在互补关系。随着有机肥收入的减少,有机肥对氮肥的互补作用增强,施有机肥对降低氮肥施用强度的作用下降。

(4)氮肥属资本性投入,劳动对氮肥有一定替代作用。农户劳动力丰富,可以通过采用劳动力密集的施肥方式,降低氮肥施用强度。

(5)农民农产品用途的不同会导致氮肥施用强度的差异。用于销售的农产品,农民按照氮肥投入的边际收益来确定氮肥施用强度;用于自己消费的农产品,农民出于对品质的要求,会适当降低氮肥施用强度,出于对产量的要求,则会适当提高氮肥施用强度;用于中间投入的农产品,农民氮肥施用强度的决策标准是农产品生产和加工环节总收益最大。

(6)农户农作物种植规模对氮肥施用强度的规模经济。主要氮肥品种碳酸氢铵的购买单位为50 kg/袋,而且碳酸氢铵易挥发,所以农户随着种植规模的扩大能选择更经济的投入量;农户要选择降低氮肥施用强度的方法,必须付出信息搜寻成本,随着农户种植规模的扩大,单位面积分摊的搜寻成本不断降低。规模经济的存在使农户的氮肥施用强度随农作物种植规模扩大而降低。

2.1.2 技术有效性因素

施用氮肥不仅需要经济考虑,同时还有一定的技术要求,不同的农作物和土壤类型需要的氮肥施用强度存在差异。

(1)农作物种类不同需要的氮肥量不同,由于本文对小麦和玉米的氮肥施用强度分别分析,因此可以不考虑农作物种类的影响。

(2)土壤的养分含量、灌溉、排水以及通风、光照等方面的差异都会影响氮肥的施用强度。土壤养分含量充足,可以降低氮肥施用强度,土壤的其他条件好则可以有效利用施用的氮肥,降低氮肥施用强度。

2.1.3 农户特征因素

农民是否能够做出符合经济原则和技术要求的决策,选择最优的氮肥施用强度,与其施肥能力密切相关。

(1)一般情况下,农户户主是氮肥施用强度的主要决策者,户主的受教育水平越高,越能够有效的利用氮肥,使氮肥的施用量与农作物、土质等相适合,从而减少氮肥施用。

(2)是否参加过施肥培训和进行过测土配方施肥也是影响农民有效施肥的因素。通过参加施肥培训可以使农民了解新的施肥技术和化肥品种;测土配方施肥可以针对土壤营养元素的盈缺,施用相应品种和适当数量的化肥。如果农民存在过量施肥,并且施肥培训和测土配方施肥是有效的,那么农民参加施肥培训或者进行测土配方施肥可以有效降低氮肥施用强度。

(3)农户的地域差异。地域差异包含了气候、种植习惯、地理特征等许多因素,也可以把地域因素看作是一个综合因素。农户的聚集会产生知识外溢,施肥知识会在农户之间传播,因此同一地域农户的施肥行为有一定的相似性。

2.2 模型设定和变量选择

本文的目的在于确定影响丹江口库区农户氮肥施用强度的具体因素,结合对影响农户氮肥施用行为因素的理论分析,本文采用一般线性模型进行回归估计。模型一般形式如下:

Y:小麦(玉米)的氮肥施用强度,以小麦(玉米)每亩的氮肥折纯施用量表示;

β0:常数项;

X1:农户家庭总收入,2008年农户全年各项收入之和;

X2:是否施用有机肥,定性变量,由施有机肥和不施有机肥两类组成,引入1个虚拟变量,施有机肥时取1,不施则取0;

X3:家庭常住劳动力的平均收入,反映施肥劳动的稀缺程度和机会成本;

X4:农户自己需求的小麦(玉米)占总产量的比重;X5:农户种植的小麦(玉米)的规模;

X6:小麦(玉米)的亩产量,替代变量,表示耕地的肥沃程度,产量高则说明耕地相对肥沃,反之则相对贫瘠;

X7:农户户主的受教育程度,定性变量,包含小学及以下、初中和高中及以上3个类别,引入2个虚拟变量,当户主只受过初中教育时取1,否则取0,当户主受过高中及以上教育时取1,否则取0;

X8:农户是否进行过测土配方施肥,定性变量,包含进行过测土配方施肥和未进行测土配方施肥两个类别,引入1个虚拟变量,如果没进行过测土配方施肥取1,否则取0;

X9:地域变量,引入1个虚拟变量,农户位于湖北省取1,位于河南省取0;

ε:随机扰动项。

2.3 回归结果和分析

本文使用Eviews 6.0软件的最小二乘法对方程进行逐步回归估计(STEPLS),剔除对小麦和玉米的氮肥施用强度不存在显著影响的因素,回归结果见表2。小麦和玉米氮肥施用强度影响因素的回归方程通过了显著性检验,但是在对小麦和玉米影响显著的影响因素上存在差异。

(1)家庭总收入对氮肥施用强度的影响不显著,农户可以不受资金约束,选择最优的氮肥施用强度。从调查结果看,农户的年平均化肥支出为2172.9元,只占农户家庭总收入的5.4%,家庭总收入几乎不存在对购买氮肥的资金约束。家庭总收入对小麦氮肥施用强度的回归系数为负,说明随着家庭收入的提高农户对粮食品质的要求强于对粮食产量的要求。

(2)施有机肥对小麦氮肥施用强度有显著的正向影响,而对玉米影响不显著。有机肥对氮肥有替代和互补两种作用,随着有机肥施用的减少,有机肥对氮肥的替代作用减弱,而互补作用增强。调查发现,在小麦种植上施有机肥的有41户,占总种植户的25.6%,在玉米种植上施用有机肥的有24户,占总种植户的13.4%,所以施有机肥没能成为显著的负影响因素。

有机肥已经成为比化肥更稀缺的投入,农户会把有机肥施用到最重要的耕地上,因此施有机肥还有显示耕地收成稳定与否的信息功能。样本农户的耕地中有相当比重的坡地和消落地,坡地和消落地的收成相对不稳定,农户会在收成稳定的耕地上多施有机肥和氮肥,这就造成了小麦生产中有机肥对氮肥施用强度的显著正向效应。

(3)常住劳动力的年平均收入对小麦和玉米不存在显著影响,说明农户施氮肥过程中劳动和资本的替代关系较弱,农户之间的劳动禀赋通过市场或社会网络实现了调整。

(4)农户的农产品家庭需求比重对小麦的氮肥施用强度没有显著影响,而对玉米在5%的水平上有显著的正向效应。小麦生产主要为农户提供口粮,51%种植小麦的农户生产的小麦全部自己消费,因此小麦的家庭需求比重对氮肥施用强度影响较小。

农户主要把玉米用于中间投入和直接销售,农户家庭需求玉米的比重高说明农户把更多的玉米用于中间投入,如饲养家禽和家畜。从回归结果看,农户家庭收入中来自玉米作为中间投入的部分越大,农户的氮肥施用强度就越高。

(5)种植规模对小麦和玉米存在负效应,分别在5%和1%的水平上显著,小麦和玉米生产上存在对氮肥施用的规模经济。小麦和玉米的种植规模每增加1亩,氮肥施用强度分别下降0.36 kg/亩和0.62 kg/亩。回归结果证实了规模经济在氮肥施用强度上显著存在,这也是以往研究所忽略的。

表2 回归结果Tab.2 The regression results

(6)以亩产量为替代变量的耕地肥沃程度,对小麦和玉米的影响都不显著。亩产量对小麦的氮肥施用强度回归系数为负,说明小麦亩产量越高,农户对小麦的产量要求越低,对品质要求越高。

(7)户主的受教育程度对小麦的氮肥施用强度没有显著影响,但是在对玉米氮肥施用强度影响上,只受过初中教育的户主比只受过小学及以下教育的户主氮肥施用强度高,该影响在10%的水平上显著。

(8)测土配方施肥对降低氮肥施用强度的效果并不显著。如果说技术培训带有农作物促产和化肥促销的目的,测土配方施肥主要由农业主管部门实施,带有更多的公益性目的,但回归结果并不理想。通过比较发现,种植烟叶的农户进行测土配方施肥后平均每亩可以降低近10千克的化肥折纯投入。施肥对烟叶的香气和烟碱等重要指标有很强的影响,所以烟叶种植的测土配方施肥相对严格和规范,后续服务也相对完善,这使得烟叶生产中测土配方施肥起到了显著降低化肥施用强度的作用。

(9)地域变量对小麦和玉米的氮肥施用强度都有非常强的影响。比较发现,在小麦和玉米的氮肥施用强度上湖北一侧普遍比河南一侧低。

3 结论和政策建议

通过对丹江口库区农户氮肥施用行为的分析,发现规模经济和地域差别对农户在小麦和玉米的氮肥施用强度上存在显著影响;由于小麦和玉米在生理上和用途上的差异,影响两种农作物氮肥施用强度的因素也存在一些差异;有机肥施用减少使施用有机肥不能对小麦和玉米的氮肥施用强度起到明显的降低作用,而互补效应和信息显示效应明显;农户的家庭总收入、家庭劳动禀赋和测土配方施肥对小麦和玉米的氮肥施用强度没有明显影响。

通过对丹江口库区农户氮肥施用行为的分析,本文认为采取有效措施降低农户氮肥施用强度应该从以下几个方面入手。

(1)加快农村劳动力城市化进程,促进耕地合理流转,扩大户均种植面积。不论是小麦还是玉米,在降低氮肥施用强度方面都表现出显著的规模经济,而且通过减少农民还可以减轻当地人口对农业的压力,从而降低氮肥施用强度。

(2)采取措施降低有机肥的生产和施用成本,增加施用有机肥的收益,以提高有机肥施用比例和数量。虽然有机肥对氮肥的替代作用不显著,而且在小麦种植上施有机肥还显示出正效应,但这正是有机肥施用减少所致,有机肥施用比例已经到了不能再低的程度。

(3)测土配方施肥必须科学开展,严格执行,持续服务。本应对降低氮肥施用强度产生明显作用的因素并没有达到预期的效果,说明实行测土配方施肥的单位或农户没有按要求持续的进行下去。

(4)充分考虑地域差异,因地制宜采取措施。样本农户所在的6县(市)在同一地域,但在氮肥施用强度上仍存在显著差异,因此必须充分考虑地域差异,以提高措施的针对性和有效性。

References)

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Influencing Factors on the Farmers’Nitrogenous Fertilizer Use in Dan jiangkou Reservoir Area

ZHENG Xin
(Graduate School,the Chinese Academy of Social Sciences,Beijing 100102,China)

Based the survey of 223 farmersof six counties in Danjiangkou Reservoir area,through the general linermodel,by the analysisof he farmers’nitrogenous fertilizer useon thewheat and corn,this article finds the effectiveway to reduce the farmers’nitrogen use rate.This egression results clarify some influencing relationship of the factors.Nitrogen use rate reduceswith the farms’production scale on wheat and corn.The regional factor has significant effect on wheat and corn and the nitrogenous fertilizer use rate is higher in Henan Province.The rganic fertilizer doesn’t have the substitution effect to nitrogenous fertilizer furthermore and has significant positive effect on nitrogen use strength duringwheat production.The farmers’household total income,opportunity cost of agricultural labor and the formula fertilization by soil testing don’t have significant effectson the nitrogenous fertilizer use rate ofwheat and corn.The ratio of the farmer household demanding has a positive significant effecton corn’s nitrogen use rate of corn.

Danjiangkou Reservoir area;farmer,nitrogenous fertilizer;use rate

F06212

A

1002-2104(2010)05-0075-05

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.05.013

2009-10-09

郑鑫:博士生,主要研究方向为中国农村工业化与城市化。

3国家科技支撑项目(项目编号:2006BAC18B04-1)。

(编辑:刘呈庆)