不同环节农机社会化服务对粮食生产技术效率的影响
——以早稻为例

杨思雨 蔡海龙

(中国农业大学 经济管理学院，北京 100083)

1 问题提出与理论分析

1.1 问题提出

实施乡村振兴战略离不开健全农业社会化服务体系，实现小农户和现代农业发展有机衔接，并依此促进农业生产效率的提高[1]。在我国已经蓬勃发展多年[2]的农机社会化服务在粮食生产中发挥着不可替代的作用，一方面促进分工深化、诱导市场容量进一步扩大，实现“服务规模经济”[3]，一方面替代了外出务工的农村劳动力，最终保证以技术密集型环节(播种和植保)服务避免家庭留守劳动力耕作技能降低土地产出、以劳动力密集型环节(机耕、收获和排灌)服务避免留守劳动力体力限制降低土地产出[4]，这些都助力实现了2019年中国粮食产量实现“十六连丰”。在向现代农业过渡阶段中，确保农机社会化服务推动粮食生产效率提升是农业转型的重要手段。

由于不同作物、不同生产环节采用的生产技术和生产标准化程度不同，劳动监督成本不尽一致，对粮食生产技术效率的影响也不同。陈超等[5]的研究即发现相比以劳动替代为主的农机社会化服务而言，以技术替代为主的农机社会化服务能够带来更大的生产技术效率。为深入分析农机社会化服务对粮食生产效率的影响，有必要针对不同环节农机社会化服务进行对比分析，帮助全面把握农机社会化服务的作用效果。同时聚焦早稻这一我国主要口粮作物，控制作物间生产函数匹配性不足问题。

农机社会化服务与粮食生产技术效率都是农业经济学研究中的重大热点问题，相关研究文献较多。然而，在农机社会化服务是否能提高粮食生产技术效率的问题上，学者们基于不同的样本数据，得到不一致的结论。有观点认为由于农村劳动力的大量转移，农户自家劳动力在数量和质量上都不能满足粮食生产需求，而农机社会化服务标准化程度较高，易于监管，能够有效替代农业劳动力，农户采用农机社会化服务对粮食生产技术效率则存在显著的正向影响[6-8,1]，但是也有学者[9]从劳动分工视角分析，认为农机社会化服务本质上属于雇工劳动，雇工劳动的生产率显著低于农户家庭自用工的生产率，进而农机社会化服务对粮食生产可能存在效率损失。此外，李慧等[10]基于2005—2015年河南省统计数据，采用DEA-Tobit模型，得出农业社会化服务对农业生产效率有抑制作用，且不显著，其原因可能在于河南省农业社会化服务业水平还不发达。但是已有研究仍然缺乏视角的系统性，且忽视不同环节农机社会化服务的影响差异。

有鉴于此，本研究基于2019年7省早稻种植户的微观调查数据，采用SBM模型测算农户的生产技术效率，在采用Tobit模型探讨农机社会化服务对早稻生产技术效率影响的基础上，进一步运用分位数模型分析农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响效应。以期较为准确估计出不同环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响作用，更为重要的是能为发展农机社会化服务、提高农业生产技术效率提供实证依据。

1.2 理论分析

1.2.1农机社会化服务总体效果

本研究所涉及的农机社会化服务定义为由农机服务组织、农机户向农户提供的种植业生产中的机械作业服务，具体包括：机耕、机播、机收、植保和灌溉排水环节。农机社会化服务作为一种新型生产要素，改变了传统农业生产方式，通过引入先进生产要素，推动农业规模经营，提高粮食生产效率[11-12]是农业现代化的重要标志。从农机社会化对粮食生产技术效率的影响逻辑来看，存在分工、劳动替代和技术引入三大效应：

分工效应保证了形成粮食生产环节的专业化分工优势、简化了粮食生产过程，加之农机社会化服务实现的服务规模收益降低了农机社会化服务的单位成本，促使理性农户采用农机社会化服务，这反过来扩大农机社会化服务的市场规模；农机社会化服务的市场规模扩大和分工深化互动的过程，使不同劳动单位在粮食生产各环节上发挥不同的比较优势，进而提高了粮食生产技术效率。

劳动替代效应缓解了农村劳动力进入非农业部门使农业劳动力机会成本不断升高的局面，农机社会化服务体系的建立还使农户具有选择要素替代的渠道[13]。农户采用农机社会化服务实现相对廉价、充裕的农业机械替代相对昂贵、稀缺的劳动力，缓解了农户的劳动力约束，突破了原有资源禀赋的限制，从而有利于提高粮食生产技术效率。

技术引入效应突破小规模农户对农业技术采用的被动性，农机社会化服务充当人力资本和知识资本的传送器，实现了植保无人机、深耕机、水稻插秧机等先进技术引入粮食生产，通过高效的经营管理方法和现代组织制度提高粮食生产的科技含量及产出，在一定程度上提高粮食生产技术效率。

由此可知，农机社会化服务通过分工效应、技术引入效应和劳动替代效应促进了粮食生产技术效率的提升。因此，提出假说H1:在其他条件不变的情况下，农机社会化服务对早稻生产技术效率有提升作用。

1.2.2农机社会化服务效果的生产环节间差异

由于分工效应存在，农机社会化服务凸显了不同粮食生产环节间的差异，对于粮食生产，特别是早稻生产而言，从种到收经历多个环节，这种作物生物性生长的特征导致不同环节中应用的机械具有较强的资产专用性，导致不同农机社会化服务所用机械存在环节间的结构性差异。作物生产阶段的生物性特征差异和机械利用结构差异，通过生产函数中要素组合的差异和产出水平的不同，综合导致不同生产环节农机社会化服务的效果差异。

由于劳动替代效应的存在，农机社会化服务极大解放了农户家庭经营中面临的要素约束，但也导致农户面临对于农机社会化服务提供者的监督成本。在利用自家要素转变为利用他人要素时，如何确保农机社会化服务的高质量是保证产出的一大关键因素。这引致出对农机社会化服务标准化的需求。经过多年发展，耕、种、植保几大重要环节的机械设备生产已实现标准化生产，由此促进了农机社会化服务的标准化作业，保证生产效率。机播不再是农业机械化的短板，机械播种比人工播种更均匀，更有益于作物生长。植保农机社会化服务采用无人机打药，能够提高施药对靶性，降低飘移损失，提高农药利用率，防治效果得到有效提升。早稻耕地、播种、植保环节农机社会化服务的机械化水平、标准化水平和机械作业效率确保了农机社会化服务促进早稻生产技术效率的正向效果。

从而提出假说H2a：早稻耕、种、植保环节农机社会化服务有助于促进早稻技术效率。

从生产环节来看，收获发生在有经济价值的早稻生物生长环节之后，收获环节的农机社会化服务不再促进早稻生长，其对产量的影响主要体现在收获的损失水平。而在相关机械设备水平提升、收割机和烘干机联合使用提高收获环节机械化程度后，早稻粮食损失问题、质量不稳定、清选能力弱、含杂率偏高等问题可能得到缓解，其对农业技术效率的影响是否存在显著性存疑。

灌溉排水能够做到集体决策的有效性、科学性[14]，但是灌溉排水环节社会化服务若要充分发挥作用，还需配备相对应的基础设施，才能保障早稻生长不同环节的水资源需求。灌溉排水环节社会化服务对早稻生产技术效率可能不具有显著影响。

从而提出假说H2b：收获环节和灌溉环节农机社会化服务对早稻生产技术效率影响显著性较低。

2 研究方法

2.1 产出导向的SBM方向性距离函数模型

不同于SFA对技术无效率分布形式的具体设定，DEA模型的基本假设和参数估计相对简单，其中SBM模型转变了传统DEA模型(BCC、CCR等模型)径向和线性分段形式分析的思路，在评价效率时考虑“非期望产出”、“副产品”[15]，基于Tone[16]提出的一个非径向、非角度的基于松弛量的效率评价模型，解决决策单元的投入和产出的冗余短缺问题，帮助测度有效的早稻生产技术效率。模型设定如下：

(1)

2.2 Tobit模型

同时为分析农机社会化服务的影响效果，使用截尾回归模型(Tobit模型)，其中以农机社会化服务为核心解释变量，早稻种植户生产技术效率是一个介于0～1的受限变量，采用受限因变量的Tobit模型来检验。具体估计模型如下：

Yi=α+βservicei+γZi+εi

(2)

式中：Yi为早稻种植户生产技术效率值，service为是否采用农机社会化服务，Z为其他控制变量，ε为随机干扰项。

2.3 分位数回归

为进一步分析农机社会化服务对不同效率水平农户的差异性影响，采用分位数回归方法。分位数允许条件分布y|x不是对称分布，且追求残差绝对值的加权平均，在消除极端值影响的同时还能提供关于条件分布y|x的全面信息。

分位数回归的估计表达式为：

(3)

式中：yi代表因变量(早稻生产技术效率)的第i个观测值；xi代表自变量的第i个观测值；θ是估计时人为设定的分位数值，本研究设定为25，50和75；β是一个系数向量，代表的是模型的偏回归系数。

3 变量选择与数据来源

3.1 数据来源

本研究使用数据来自于2019年中国农业大学国家农业农村发展研究院在山东、安徽、江苏、湖北、湖南、江西、四川省对早稻种植户开展的农村调查。数据收集采取分层抽样和随机抽样结合的方式，依据产量大、涉及农户多等原则，抽取了全国早稻主产省份，即山东、安徽、江苏、湖北、湖南、江西、四川省。然后，在每个省份抽取2个开展了农机社会化服务、早稻产量高、位于该省不同区域、代表该省不同经济发展水平的样本县(市、区)。在每个县(市、区)抽取2个开展了农机社会化服务、早稻产量高、不同区域及经济水平的乡(镇)。最后，在每个乡(镇)抽取2个行政村。行政村的抽取规则为：抽取的2个行政村中至少有1个村开展了农机社会化服务。确定行政村后，依据早稻生产和农机社会化服务开展情况，随机抽取10个农户，通过走访、座谈等形式进行问卷调研。调查问卷的设计充分考虑了已有农机社会化服务与早稻生产的相关研究成果，并在正式调研之前随机选取部分农户进行预调查以进一步完善问卷。调研成员由中国农业大学的老师和研究生组成，采取与农户一对一访谈的形式，问卷由调研人员填写，充分保证每份问卷的真实性。基于早稻种植户的调查共回收问卷331份。

3.2 变量选择与测度

本研究采用SBM模型来测算早稻种植户的生产技术效率，由于在DEA模型中均以单位面积来衡量投入产出指标[17-18]，因此，本研究选取1个产出指标、6个投入指标，未将土地变量纳入模型。其中，产出指标是单位面积早稻产量，kg/hm2。投入指标分别是单位面积种子费用，元/hm2；单位面积化肥费用，元/hm2；单位面积农药费用，元/hm2；单位面积机械作业费用，元/hm2；单位面积劳动力投入，元/hm2以及单位面积其他物质费用，元/hm2。描述性统计如表1所示。

从表1可看出，早稻种植户之间生产要素投入产出差异较大，其中种子费用最大相差2 700 元/hm2，化肥费用最大相差2 850 元/hm2，农药费用最大相差2 250 元/hm2，机械作业费用最大相差4 500 元/hm2，产量最低只有3 750 kg/hm2，最高达到10 125 kg/hm2，相差6 375 kg/hm2。调研中发现，很多生产农户使用自留种，因此有些农户的种子费用为0元。

表1 投入产出指标的描述性统计特征Table 1 Descriptive statistical characteristics of input-output indicators

本研究采用SBM模型测算331个有效样本早稻种植户的生产技术效率值，得到它在各地区上的分布情况，见表2。

表2 农户生产技术效率分布情况Table 2 Distribution of farmers’ production technology efficiency

另在回归变量中将早稻种植户生产技术效率值作为被解释变量。核心解释变量分为两个部分，一是总体来看农户是否采用农机社会化服务，“0”表示未采用任何环节农机社会化服务、“1”表示采用任一环节农机社会化服务。二是分环节来看农户的农机社会化服务利用，这里考虑的环节包括耕地、播种、植保、排灌和收获，“0”表示未采用相应环节农机社会化服务、“1”表示采用该环节农机社会化服务。

除了农机社会化服务可能会影响粮食生产技术效率，还需控制其他可能影响农户早稻种植生产技术效率的因素，从而克服遗漏变量可能带来的内生性问题。本研究基于已有研究考虑农业经营变量、农户特征变量和加入农业产业化组织情况。农业经营变量，包括地块平均面积、土地质量、农业机械资产、家庭劳动力人数占比和家庭人均耕地面积；农户特征变量，包括户主年龄、户主文化程度、户主健康状况、家庭干部情况和家庭农业生产经营培训情况；加入农业产业化组织情况为加入合作社情况。

最后，本研究在技术效率模型中还加入一组地区虚拟变量，以控制不同地区在地理位置、水文条件、气候因素以及农业生产习惯等不可观测因素上的差异，消除地区因素对技术效率的影响。所有相关变量的定义、说明与描述性统计详见表3所示。

表3 变量定义及描述性统计Table 3 Variable definition and descriptive statistics

4 实证结果与分析

4.1 农机社会化服务基本情况

本研究通过调查国内7个省份的早稻种植户，了解农机社会化服务的基本情况，如表4所示。整体来看，中国农机社会化服务发展迅速，在全部样本中，有超过66.3%的农户购买一个或多个环节农机社会化服务，说明了农机社会化服务已成为中国农业生产的重要组成部分，直接影响中国粮食生产。其中，华东地区农户采用农机社会化服务的比例最高，达到82.8%。农机社会化服务在不同环节采用情况差异较大。在中国，收获环节是机械化程度最高的生产环节，三地区农户购买收获环节农机社会化服务最多，华东地区、华中地区和西南地区农户购买收获环节农机社会化服务的比例依次为73.12%、56.76%和60%；耕地与播种两个生产环节作业的机械化程度仅次于收获环节，农户购买耕地与播种环节农机社会化服务也较多；不同于早稻生产的耕种收环节，农户对植保和排灌环节农机社会化服务的认可程度不高，购买植保和排灌环节农机社会化服务则相对较少。

表4 早稻生产主要环节农机社会化服务购买比例Table 4 Proportion of agricultural machinery socialization service purchase in the main stages of early rice production

4.2 农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响分析

根据调查问卷的统计数据，本研究对早稻生产技术效率进行Tobit回归以及在分位数25%、50%和75%上采取自助法的分位数回归。农机社会化服务是农户进行粮食生产的一个行为，这个行为发生后，会影响农户在粮食生产时的各种要素投入决策，通过影响各要素投入来改变农户的技术效率。模型I的估计结果显示，农机社会化服务对早稻生产技术效率具有显著的正向影响，验证了本研究的假说。农机社会化服务是提高早稻生产技术效率的显著性因素，原因主要有两方面：一是农业技术的飞速发展和农机推广的之后形成巨大的鸿沟[7]，小规模农户难以获得先进农业技术。农机社会化服务以外包形式将新技术包含在服务中，间接提高早稻生产技术效率。二是城镇化使农村劳动力大量转移到城镇从事非农就业，造成农业劳动力短缺，农村老龄化、女性化现象严重。如果购买农机社会化服务，可保证每块耕地上的劳动质量一致，弥补因农业劳动力不足所造成的效率损失，间接提高早稻生产技术效率。

除农机社会化服务因素以外，地块平均面积、家庭人均耕地面积和户主文化程度也对早稻生产技术效率构成显著影响。首先，地块平均面积表征农户土地细碎化程度，地块平均面积越大，土地越集中，农户早稻生产技术效率越高。家庭人均耕地面积表征农户拥有的土地资源禀赋，家庭人均耕地面积越大，农户早稻生产技术效率也越高。其次，户主文化程度对早稻生产技术效率具有显著的正向影响，提高农户的平均文化程度可以提高早稻生产技术效率，文化程度的提高可增强农户学习和使用各类技术的能力，从而更容易接受先进的耕地、播种、施肥和植保技术等，促使早稻生产技术效率得到提高。

由于Tobit回归只能分析影响因素对早稻生产平均技术效率的影响，为了分析农机社会化服务在不同的技术效率水平上的作用，以下进行分位数回归。农机社会化服务在技术效率各个分位点上都对早稻生产技术效率具有显著正向影响。具体而言，农机社会化服务在技术效率50%分位点上，对早稻种植户技术效率提升效果更为明显；在技术效率25%分位点和75%分位点上，农机社会化服务对早稻种植户生产技术效率的提升效果不甚明显。这说明，采用农机社会化服务对中等技术效率农户的早稻生产技术效率提升更为有利，因此虽然农机社会化服务的推广普及有利于提升各分位点效率水平的农户达到最优生产前沿，且更利于中等以上技术效率早稻种植户的技术效率收敛，但可能并不利于原本技术效率较低早稻种植农户达到原本较高技术效率水平早稻种植户的生产前沿，从而仍然存在早稻种植效率的明显差异。由于技术效率是纯技术效率和规模效率的综合，因此有必要在推广农机社会化服务的同时，推动适度规模经营的实现，以促进早稻种植农户整体达到共同的生产前沿水平。

此外，家庭劳动力人数占比在25%分位点和50%分位点上显示出对早稻生产技术效率的正向影响效应，家庭农业生产经营培训情况在75%分位点上显示出对早稻生产技术效率的负向影响效应。

由表5可得，模型I的估计结果从整体上探讨农机社会化服务对早稻生产技术效率的平均影响。然而，整地、播种、植保、排灌和收获环节农机社会化服务生产特征和技术条件迥异[19]，对农户农业劳动力的替代程度不同，作业环节的标准化程度差异较大，劳动监督的难易程度并不相同。因此，不同环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响也不一样。模型III的估计结果显示了不同环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响。

表5 农机社会化服务对早稻生产技术效率影响的回归结果Table 5 The regression results of the impact of agricultural machinery social services on the technical efficiency of early rice production

由模型III的估计结果(表6)可知，耕地、播种和植保环节农机社会化服务均对早稻生产技术效率有正向影响效应，表明农户采用耕地、播种和植保环节农机社会化服务有利于早稻生产技术效率的提高。耕地和播种两个环节机械化程度和标准化程度较高，不易发生道德风险，劳动监督成本较低，可以有效替代劳动力，提高早稻生产技术效率。近年来，植保机械发展迅猛，引领农业生产模式的改变。植保、耕地和播种环节农机社会化服务构成早稻生产的产中环节，对其技术效率产生正向影响。

表6 分环节农机社会化服务对早稻生产技术效率影响的回归结果Table 6 Regression results of the impact of socialized agricultural machinery services on the technical efficiency of early rice production

由模型IV的估计结果可知，随着早稻生产技术效率分位点的提高，耕地环节农机社会化服务对其早稻生产技术效率的影响基本呈现上升的趋势。这说明，与技术效率较低的种植户相比，耕地环节农机社会化服务对早稻生产技术效率较高种植户的技术效率提升效果更大，意味着耕地环节农机社会化服务更发挥“锦上添花”的作用，而这可能并不利于早稻种植户的技术效率收敛。

播种环节农机社会化服务在各个分位点上均对早稻生产技术效率有正向显著影响。随着分位点的增加，播种环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的回归系数呈现增大趋势。表明播种环节农机社会化服务对早稻生产技术效率较高种植户的影响相对更大，而对早稻生产技术效率较低种植户的影响相对较小，说明播种环节农机社会化服务对早稻生产技术效率提高产生了拉动作用。

植保环节农机社会化服务在各个分位点上均对早稻生产技术效率有正向显著影响。随着分位点的增加，植保环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的回归系数呈现先增后减的趋势(即中间大于两端)。表明采用植保环节农机社会化服务对低技术效率和高技术效率农户早稻生产技术效率影响相对较小，而最大受益者为中等技术效率早稻种植户。

排灌与收获环节农机社会化服务在各个分位点上均显示出对早稻生产技术效率的影响并不显著。可能由于排灌环节农机社会化服务若要充分发挥作用，还需配备相对应的基础设施，才能有效保障早稻生长过程的水资源需求。在中国收获环节是机械化程度最高的生产环节，但是收获属于粮食生产的末端环节，因此对其技术效率的影响不明显。

5 结论与启示

5.1 结论

总体而言，在中国当前农村环境下，农机社会化服务对早稻生产技术效率存在显著的正向影响。然而，不同环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响存在差异，耕地、播种和植保环节农机社会化服务对早稻生产技术效率存在显著的正向影响，说明这三个环节的农机社会化服务能够改善技术效率；排灌和收获环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响则并不显著。进一步以分位数回归方法分析农机社会化服务和各环节农机社会化服务对不同技术效率水平农户的影响，实证结果表明农机社会化服务更能促进中等技术效率水平早稻种植户的技术效率，而对低效率水平和高效率水平农户的效率提升效果稍弱；不同环节农机社会化服务对不同技术效率水平农户的技术效率提升效果也存在明显差别，其中耕地、播种环节农机社会化服务对高效率农户具有更明显效率提升效果，而植保环节农机社会化服务对中等效率农户具有更为明显的效率提升效果。总体来看，农机社会化服务对早稻农户种植技术效率提升效果显著，但作用边际效果因原本技术效率水平差异而有所差别，这种差别也体现在各生产环节上。

5.2 启示

第一，农户土地权益与土地资源有效利用之间的矛盾可通过农机社会化服务来解决。当前中国城镇化进程深化，农机社会化服务整体上能有效替代农业劳动力，在一定程度上缓解由城镇化带来的农村劳动力短缺、女性化和老龄化对粮食生产的影响，并将各种先进技术要素以外包服务的方式导入粮食生产过程，促进粮食生产技术效率的提高。农机社会化服务在不改变农民土地承包权甚至经营权的基础上，采用农机社会化服务以服务规模化弥补经营细碎化的严重不足，为小规模农户实现较高水平的机械化提供了便利。鉴于农机社会化服务具有提升整个粮食生产技术水平的外部性，农业部门应对农机社会化服务组织给予一定的政策性补偿，支持鼓励农机社会化服务组织发展。

第二，不同环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响并不相同，收获环节是最早出现农机社会化服务也是采纳程度最高的环节，但本研究发现，真正能够显著影响早稻生产技术效率的是耕地、播种和植保环节农机社会化服务。其中，植保环节农机社会化服务的采纳程度偏低，这可能因为早稻种植户不重视施肥和病虫害防治，认为植保环节消耗零碎劳动力，而耕地和播种环节劳动量较大，早稻种植户对耕地和播种环节农机社会化服务依赖程度较高。国家应根据不同环节农机社会化服务的特性，制定相应政策措施，以提高粮食生产技术效率。重点扶持粮食生产的产中环节和重点环节，避免普惠性农机社会化服务支持政策导致的低效率，从而提高支持政策效能。

本研究的不足之处在于，受样本限制，本研究无法引入更多有效的控制变量。后续会根据农机社会化服务发展设计调查问卷，获取更为全面的调研数据进一步检验不用环节农机社会化服务对早稻生产技术效率的影响。