不同农业经营主体化肥投入量的区域差异分析
——基于山东省第三次农业普查数据

□李长松 周 霞

[内容提要]文章以山东省第三次农业普查数据为依托，通过单因变量多因素方差分析法，比较分析不同农业经营主体化肥投入量的区域差异。结果表明：稻谷的化肥投入量最高、其次是小麦、以玉米最低，在10%显著性水平下稻谷和玉米差异显著；在农业经营主体中普通农户的化肥投入量最高、其次是规模农户、农业经营单位，在10%显著性水平下农业经营单位分别与普通农户、规模农户差异显著；各地区以半岛地区化肥投入量最高、其次是鲁西南地区、鲁中地区、鲁西北地区，在5%显著性水平下半岛地区和鲁西北地区差异显著，在10%显著性水平下鲁西南地区和鲁西北地区差异显著。地区、经营主体及作物种类×地区的交互效应对化肥投入量的影响显著。

一、引言

自2003年至2015年，我国粮食产量实现“十二连增”，化肥作为重要的农业生产资料，是促进中国粮食产量稳步提高、保障国家粮食安全的重要因素。但是，化肥的过量投入不仅增加农业生产成本，也造成资源浪费、土壤质量下降、农业面源污染等问题。2019年中央一号文件提出“加大农业面源污染治理力度，开展农业节肥节药行动，实现化肥农药使用量负增长，推进农业由增产导向转向提质导向”。因此，农业转型升级、绿色发展，科学合理地减少农业生产中化肥的使用，寻求促进农业生产中化肥减量的方式也是刻不容缓。

现有关于化肥领域的研究主要集中在以下几个方面。第一，测度了中国化肥施用强度及空间演化规律。近年来，中国化肥施用强度呈明显上升趋势[1]，2018年中国农作物的施肥强度为358.22kg/hm2，为发达国家225kg/hm2安全上限的1.6倍，已经远超过最优的经济施用量[2]，且化肥对粮食增产的边际效益和技术效益都在持续下降[3]。与此同时，中国化肥施用强度的空间差异也在不断减小[4]，玉米的化肥投入效率整体呈现“西高东低”的态势[5]。第二，从不同作物的角度测度化肥的投入效率。有学者通过C-D 生产函数检验了小麦、水稻、玉米的化肥投入效率，发现玉米的化肥投入效率最高，水稻次之，小麦最低[6]，玉米、小麦、稻谷分别有55.2%、14.13%、44.15%的节肥空间[5，7]。第三，实证分析了影响化肥投入的因素。研究学者通过微观调查数据，对影响农业生产中化肥投入的因素进行实证分析，发现年龄结构[8]、受教育程度[9]、家庭收入[5]、兼业程度[10]、土地规模[11]、地块集中程度[11]、土壤理化性质[9]、经济发展水平[1]、劳动力机会成本[12]等，都对农业生产中化肥的投入有不同程度的影响。

总体来看，国内外研究学者已经测度了当前中国化肥投入强度及空间演化规律，不同粮食作物的化肥投入效率，分析了农户家庭特征、农地经营特征、区域禀赋等对农业生产化肥投入的影响。但从不同经营主体的角度分析化肥投入量的区域差异的研究较少，有待深入。文章以山东省不同农业经营主体在粮食生产过程中的化肥投入量作为研究对象，利用方差分析法，比较分析不同农业经营主体化肥投入量的区域差异，以期为山东省落实“农业节肥行动，实现化肥负增长”提供政策依据。

二、研究假设、数据来源及模型选择

(一)研究假设

借鉴现有研究成果，结合山东省各地区种植结构、资源禀赋、不同农业经营主体等条件，提出影响粮食生产过程中化肥投入的六个方面研究假说：

(1)根据山东省农业普查的划分将农业经营主体分为3类：普通农户、规模农户和农业经营单位。三种农业经营主体存在土地规模及农业生产人员的差异，从普通农户到规模农户、农业经营单位其生产经营规模逐渐扩大，专业化程度更高，农业生产人员的年龄更为年轻化，接受教育的程度和专业技术培训的比例更高。随着土地经营规模的扩大，进行土地规模经营，实现集约化、专业化生产，化肥的投入量会迅速减少[13，14]；农业生产经营人员的年龄结构更为年轻，受教育程度更高，对化肥等生产要素的认识、了解更为深刻，对科学、合理施用化肥的意愿更强烈，对农业生产中化肥减量有显著的正向影响[9，15]。据此，提出研究假说1。

H1：不同农业经营主体对化肥的投入量具有显著影响。

H2：作物种类对化肥投入量具有显著影响。

(3)根据山东省16地市的地形、地貌和地理位置特点，将山东省划分为四大地区，半岛地区：分布在山东省东部半岛沿海地区，地形以起伏和缓的波状丘陵为主，主要包括青岛、烟台、威海、潍坊、日照、东营6市；鲁中地区：分布在山东省中部，地势较高，地形以山地丘陵为主，主要包括济南、泰安、淄博、临沂4市；鲁西北地区：分布在山东省西北部，地处鲁西北平原，主要包括聊城、德州、滨州3市；鲁西南地区：分布在山东省西南部，地形主要以平原和低缓丘陵为主，主要包括菏泽、济宁、枣庄3市。

各地区的资源禀赋差异，使得其农业经济基础、农业发展水平及外部补偿手段差异较大，化肥投入与经济发展所处的阶段不同，政策需求方向及政府管控力度都存在不同程度的差异，这些差异的存在都将影响农业生产中化肥的投入[18]；另外，各地区的经济发展水平存在较大差异，伴随着经济的发展农村劳动力向城市大量转移，使得农村劳动力的机会成本提高，农业生产的禀赋结构及要素相对价格发生变化[12]。根据诱致性技术变迁理论，相对丰裕廉价的要素会替代相对紧缺昂贵的要素，形成以劳动节约型技术的选择偏向。据此，提出研究假说3。

H3：不同地区间差异对化肥投入量有显著影响。

(4)不同农业经营主体对粮食作物生产的要求和依赖程度不同，结合不同作物及经营主体各自特点，会使其在生产方式和管理模式上有所差异。加之不同农业经营主体在农业生产上对新技术应用程度、普及程度不同，也会影响农业生产中化肥的投入。据此，提出研究假说4。

H4：农业经营主体与作物种类的交互作用对化肥投入量具有显著影响。

螺栓紧联结或采用了顶紧块(抗剪板)的松螺栓组联结[9-10]，支铰座的联结螺栓组既承受轴向载荷FZZ，又承受翻转力矩MFZ，离中和轴距离最远的螺栓所受最大拉力为：

(5)地区间存在着经济发展水平及资源禀赋的固有差异，会使得地区间的农业经济基础、农业发展水平及农业外部补偿手段差异较大。加之，政府对农业的政策要求、管理力度不同，农户对科学施肥接受和认知水平的差异，结合不同作物种植过程的复杂程度、产量及收益的影响，会改变农业经营人员的种植偏好，且影响农业生产方式及肥料结构，最终影响农业生产中化肥的投入。据此，提出研究假说5。

H5：地区与作物种类的交互作用对化肥投入量具有显著影响。

(6)各地区间政府对农业生产的要求、农业生产结构、新型农业经营主体培育的政策、农业新品种新技术的培育和推广情况、土地规模、地块集中程度等差异较大，会对新型农业经营主体的发展、农业经营管理方式、农业生产成本、农业科技发展等产生较大影响，进而影响农业生产中化肥等外部补偿的投入。据此，提出研究假说6。

H6：地区与农业经营主体之间的交互作用对化肥投入量具有显著影响。

(二)数据来源

文章所用数据源自山东省第三次农业普查，从中筛选出山东省各地市不同农业经营主体主要粮食作物化肥施用量。样本涉及山东省17个地市，共153条数据，剔除数据缺失值，剩余141条样本信息。

(三)模型选择

单因变量多因素方差分析法，主要包括主效应分析和事后多重比较分析。主效应分析主要研究作物种类、地区、经营主体3个单因变量以及作物种类×地区、经营主体×地区、作物种类×经营主体3个交互作用变量是否对化肥投入量产生显著影响；事后多重比较分析可以进一步探讨作物种类、地区、农业经营主体之间化肥投入量的差异程度。

三、结果分析

(一)主效应分析

通过主效应分析检验作物种类、经营主体、地区、作物种类×经营主体、地区×作物种类、经营主体×地区6个因素是否对农业生产中化肥投入量具有显著性影响。由表1结果可知，①经营主体(P=0.088<0.1)、地区(P=0.086<0.1)两个因素对化肥投入量在10%显著性水平下影响显著，因此假设H1、H3获得支持。②地区×作物种类间交互效应对化肥投入量在1%显著性水平下影响显著，因此假设H5成立。③作物种类(P=0.431>0.1)、作物种类×经营主体(P=0.449>0.1)、经营主体×地区(P=0.160>0.1)说明以上因素与因素间的交互效应对化肥投入量不具有显著性影响，因此假设H2、H4、H6不成立。

表1 主效应分析检验结果

注：***表示1%显著性水平；**表示5%显著性水平；*表示10%显著性水平。

(二)多重比较分析

通过事后多重比较分析进一步探讨作物种类、地区、农业经营主体之间化肥投入量的差异程度。进行事后多重比较，具体结果详见表2-4。其中“平均值差值”是反应不同影响因素间化肥投入量的均值之差；“显著度”表示影响因素之间化肥投入量差异是否具有显著性，当显著度<0.1时两者之间具有显著差异，否则两者之间没有显著差异。

(1)作物种类。基于对不同粮食作物的多重比较分析结果(表2)，通过对粮食作物化肥投入量进行比较分析得出：①稻谷与玉米的化肥投入量存在显著性差异；小麦与稻谷、玉米的化肥投入量均无显著性差异。②尽管小麦与稻谷和玉米的化肥投入量都不具有显著性差异，但就均值比较而言，稻谷的化肥投入量均值比玉米高43.370，比小麦高28.063，小麦化肥投入量比玉米高15.333，由此可见粮食作物化肥投入量存在规律:稻谷>小麦>玉米。

稻谷和玉米化肥投入量存在显著差异的可能原因是：虽然山东省稻谷总产量不高，但是其单产为玉米、小麦的1.3倍，且由于山东省是优质稻谷的产区，稻谷价格较高，种植稻谷的收益要远高于玉米、小麦，根据理性小农派提出的“利润最大化理论”，农户作为理性经济人，会选择为家庭带来利润最大化的经济方案，化肥在稻谷上的投入会给农户的带来更高的效用，因而理性的农户会选择更多种植稻谷且大量投入化肥。

表2 基于不同粮食作物的多重比较分析

注：***表示1%显著性水平；**表示5%显著性水平；*表示10%显著性水平。

(2)农业经营主体。基于对农业经营主体的多重比较分析结果(表3)，通过对不同农业经营主体化肥投入量进行比较分析得出：①农业经营单位分别与普通农户、规模农户化肥投入量存在显著性差异；普通农户与规模农户化肥投入量无显著性差异。②尽管普通农户与规模农户化肥投入量无显著性差异，但是就均值比较而言，普通农户化肥投入量均值比规模农户高1.426，比农业经营单位高41.340，规模农户化肥投入量均值比农业经营单位高39.915，不同农业经营主体化肥投入量存在以下规律：普通农户>规模农户>农业经营主体。由此可见不同农业经营主体土地面积越大、专业化集约化生产程度越高，化肥投入量越小。

农业经营单位分别与普通农户、规模农户存在显著差异的可能原因是：第一，从普通农户到规模农户再到农业经营单位，首先是其土地面积的扩大，土地面积扩大更易于实现农业规模经营，发挥化肥的规模效应，从而降低化肥投入量；第二，农业生产人员的年龄结构更为年轻，接受农业技术培训和受教育程度程度更高，更容易接受新得生产和管理技术，实现农业的专业经营和现代化管理，倾向于通过管理和生产技术进步替代化肥使用，从而降低化肥投入量；第三，其农业经营人员的兼业程度低，在农业生产中精耕细作的可能性比较高，会减少化肥的投入量。

表3 基于不同农业经营主体的多重比较分析

注：***表示1%显著性水平；**表示5%显著性水平；*表示10%显著性水平。

(3)地区。基于对山东省各地区的多重比较分析结果(表4)，通过对山东省各地区化肥投入量进行比较分析得出：①从各地区化肥投入量均值来看，半岛地区化肥投入量均值比鲁中地区高27.440、比鲁西北地区高57.250、比鲁西南地区高3.509。由此可知山东省各地区化肥投入量存在以下现象：半岛地区>鲁西南地区>鲁中地区>鲁西北地区。②半岛地区和鲁西北地区化肥投入量存在显著性差异；鲁西北地区和鲁西南地区化肥投入量存在显著性差异；其他地区间没有显著性差异。

半岛地区和鲁西北地区化肥投入量存在显著性差异的可能原因是：第一，半岛地区的城镇化水平远高于鲁西北地区，城镇化过程中伴随着农村大量劳动力的转移，导致农村劳动力短缺的同时，劳动力的机会成本提高，为了节省劳动成本，人们不再遵循以往精耕细作的方式，会减少施肥次数，增加投入量。第二，各地区的农业经济基础影响化肥等外部补偿手段，半岛地区的高等地为54.1%远低于鲁西北地区的68.1%，半岛地区整体耕地质量较差，为了提高土壤肥力，获得更高产出，更多的依赖化肥等现代化要素的投入。

鲁西南和鲁西北地区化肥投入量存在显著性差异的可能原因是：第一，鲁西北地区的人均GDP是鲁西北地区的1.35倍。鲁西南地区经济发展水平较低，人们愿意增加化肥等要素的投入来增加产出、提高收益，忽略了对环境的保护；第二，鲁西北地区的农业机械化水平更高，农业机械总动力为西南地区的1.23倍，更倾向通过机械化水平的提高替代化肥等生产要素，减少农业生产中化肥的投入。第三，两地区土壤肥力相当，鲁西南地区的降水更高，更有利于肥料分解和作物对养分的吸收，人们为了追求更高的效应愿意增加化肥的投入。

表4 基于山东省不同地区的多重比较分析

注：***表示1%显著性水平；**表示5%显著性水平；*表示10%显著性水平。

四、结论与政策建议

(一)研究结论

通过主效应分析结果可知：①农业经营主体、地区、地区×种类3个因素对农业生产过程中化肥投入量的影响显著。②种类、种类×经营主体、经营主体×地区3个因素对农业生产中化肥投入量无显著性影响。

通过事后多重比较结果可知：①稻谷和玉米化肥投入量之间存在显著性差异，且化肥投入量整体呈现以下现象：稻谷>小麦>玉米。②农业经营主体与普通农户、规模农户化肥投入量之间存在显著性差异，且化肥投入量呈现以下规律：普通农户>规模农户>农业经营主体。③鲁西北地区分别与半岛地区、鲁西南地区存在显著性差异，各地区间化肥投入量有以下规律：半岛地区>鲁西南地区>鲁中地区>鲁西北地区。

(二)政策建议

第一、积极开展农业技术培训，推广有利于化肥减量的新技术。当前，中国化肥投入利用率低、浪费严重，“理性无知”的农民是化肥高投入的一个重要因素。通过农业技术培训，给予农民科学、合理的施肥指导，推广化肥减量的实用技术，解决农业生产过程中施肥不合理的问题，促进农业生产中化肥减量。

第二、鼓励适度规模经营，加快土地流转。各地区应在结合自身资源禀赋的基础上，加快土地流转形成适度规模经营，将传统小块、细碎的土地集中起来。一方面，充分发挥土地规模经营在提高化肥利用率、减少化肥投入方面的优势。另一方面，走劳动节约型发展之路，通过先进的农业生产设备替代稀缺昂贵的劳动力，减小劳动力转移对农业生产化肥施用量的影响。

第三、鼓励、扶持新型农业经营主体的发展。种植大户、家庭农场、专业合作社等农业经营主体专业化经营程度高，能科学合理地控制化肥的投入，在农业生产中化肥减量的示范效应明显，以点带面，充分发挥新型农业经营主体的榜样带头作用，带动周围农户进行化肥减量生产。