苜蓿与竞争农作物投入产出的比较

石自忠，王明利

(中国农业科学院农业经济与发展研究所，北京 100081)

苜蓿(Medicagosativa)被誉为“牧草之王”，是最具发展空间和营养价值的牧草品种。20世纪90年代中后期，我国牧草产业逐步形成了包含种子繁育、牧草种植、产品加工、贮运和销售等环节的产业链条。苜蓿生产自20世纪80年代起，经历了“起步期-加快发展期-调整期-回升期”的转变，如今已形成“两带一区”的空间结构布局[1-3]。2004年，国家实施粮食安全政策后，苜蓿生产区域因农业结构调整而陷入困境，全国商品草产量低落至20万t左右[4-5]，至2010年全国商品草产量也仅有1 209万t[6]。近年来，苜蓿进口量不断增加，进口价格维持在400 USD·t-1左右，国内市场对牧草特别是苜蓿需求巨大，发展苜蓿产业势在必行[7-8]。但目前问题的根源在于苜蓿与农作物种植形成的激烈的土地竞争。

苜蓿生产的经济效益与竞争农作物用地之间的取舍，是决定经营主体是否进行苜蓿生产的关键。在牧草种植地区，农户种植传统农作物的势头仍在，而所能投入的要素有限，因此，如何将有限的资源在苜蓿与小麦(Triticumaestivum)、玉米(Zeamays)等农作物之间进行合理分配十分重要。本研究对苜蓿及其竞争农作物的成本收益进行分析和比较，对3种作物(苜蓿、小麦和玉米)的生产要素弹性进行分析，得出结论并提出建议，以期为牧草种植区农户的生产决策及政府的政策导向提供一定的借鉴。

1 数据来源与说明

本研究数据来源于2010年和2011年国家牧草产业体系产业经济研究室对宁夏回族自治区、山西省、新疆维吾尔自治区、山东省和内蒙古自治区5省(区)牧草种植区农户的跟踪调研。调研地区涵盖宁夏回族自治区彭阳县、固原市原州区，山西省曲沃县、朔州市的朔城区、临汾市的尧都区、大同市南郊区，新疆维吾尔自治区巴里坤哈萨克自治县、博乐市、昌吉市、富蕴县、新源县，山东省广饶县、高唐县、无棣县、阳谷县、东营市河口区，内蒙古自治区阿鲁科尔沁旗、林西县、土默特左旗等5个省(区)的19个县市区。

2010年，接受调研的农户有162户种植苜蓿，186户种植小麦，191户种植玉米，66户种植马铃薯(Solanumtuberosum)。根据研究需要，对数据进行分析和处理，去掉数据不合理的样本之后，可用数据的农户数量分别为109、169、185和65户。2011年，调研农户中有226户种植苜蓿，172户种植小麦，172户种植玉米，63户种植马铃薯。该4类数据的有效户数分别为165、126、127和35户(表1)。另外，由于马铃薯种植农户的有效户数较少，故只对苜蓿、小麦和玉米数据进行要素产出弹性分析。

表1 调研农户样本数量及分布Table 1 Sample size and its regional distribution

2 苜蓿与竞争农作物生产的投入产出比较分析

2.1各类作物的成本收益 种植苜蓿经济效益可观，但2011年农户纯收益较2010年低(表2)。2010年，农户种植苜蓿单位面积产量为10 469.55 kg·hm-2，单价为2.15元·kg-1，每公顷所需种子、肥料、水电、机械及人工成本等约4 051.20元·hm-2，纯收益约为18 458.33元·hm-2；2011年，由于调研区单位面积产量及市场价格下降，成本费用上升，农户种植苜蓿纯收益降为13 793.23元·hm-2。

小麦作为重要的粮食作物进行生产，其经济效益较低，两年的纯收益均不到4 000元·hm-2(表2)。2010年小麦单位面积产量为4 859.40 kg·hm-2，市场价格为1.97元·kg-1，所需各类成本费用约6 000元·hm-2，农户种植小麦每公顷可获得纯收益3 562.07元·hm-2；2011年，小麦单位面积产量和价格比上年有所上升，分别为5 072.70 kg·hm-2和2.01元·kg-1，各项成本总费用约6 541.65元·hm-2，每公顷的纯收益为3 654.48元。

表2 苜蓿与竞争农作物的投入与产出Table 2 Input-output of alfalfa and its competition crops

农户从事玉米生产收益较为可观，2010年纯收益为8 807.23元·hm-2，至2011年达12 480.46元·hm-2(表2)。2011年，种植玉米单位面积产量和市场价格都比2010年要高，两年的单位面积产量和单价分别为10 942.20、11 876.85 kg·hm-2和1.56、1.76元·kg-1。2010年，种植玉米每公顷需要各项成本费用约8 262.60元，而2011年该指标为8 422.80元，基本与上年持平，但由于产量和价格上长，故农户种植玉米的纯收益升高了。

2010年，农户种植马铃薯的纯收益为12 745.31元·hm-2，单位面积产量为16 221.45 kg·hm-2，市场价格为1.18元·kg-1，所需各类成本总费用约6 396元·hm-2；2011年种植马铃薯的纯收益比上年高，为13 746.39元·hm-2，单位面积产量比2010年提升许多，但市场价格下降为0.98元·kg-1，各类成本总费用约为8 666.85元·hm-2(表2)。

2.2成本收益比较 农户种植苜蓿的经济效益是可观的。2010年苜蓿每公顷纯收益是小麦的5.18倍，玉米的2.10倍，马铃薯的1.45倍。2011年，由于苜蓿单位产量和市场价格的下降，每公顷纯收益与马铃薯基本一致，比玉米高1 312.77元，是小麦的3.77倍(表2)。需要注意的是，苜蓿种植用地的地质远比竞争农作物差，倘若使用良田经营苜蓿，其经济效益更具优势，即发展苜蓿的潜在经济效益巨大(表2)。

就投入要素而言，苜蓿所需投入的成本是最低的。2010年和2011年两年，种植苜蓿每公顷地所需投入的种子、肥料和人工等费用最高分别为582.15、1 027.80和876.00元，要低于小麦、玉米和马铃薯所需同类费用；机械费与各类农作物相差不大，水电费要稍高于马铃薯所需投入(表2)。但总体而言，种植苜蓿的要素总投入要远低于小麦、玉米和马铃薯。

3 苜蓿及其竞争农作物的要素弹性分析

3.1模型设置 影响苜蓿及其竞争农作物单位产出的主要因素为土地等自然条件因素，以及种子、人工、肥料、水电和机械等成本要素的投入。作物产出会随着要素投入量的变化而变化，这反映了产出和投入之间存在的定量关系，即生产函数关系。最普遍用于农业生产过程的生产函数是柯布-道格拉斯生产函数。为研究农户种植苜蓿及竞争农作物的生产函数和要素产出弹性，选取2010年和2011年牧草种植调研地区农户数据(因马铃薯有效数据较少，故不对其进行分析)，即可得到6组观察值[(CiS,CiL,CiF,CiW&E,CiM,Yi):i=1,2,…,n]，其中，Yi为第i户农户种植苜蓿或农作物所得的单位产出；CiS,CiF,CiW&E，CiM和CiL,分别表示第i户农户种植苜蓿或农作物所花费的种子费、肥料费、水电费、机械费及人工费，其皆为农户种植苜蓿和农作物所投入的要素成本(元·hm-2)。需要注意的是，由于调研数据具有一定的误差，因此，本研究对两年数据进行拟合，综合考虑各要素对作物产出的影响。由柯布-道格拉斯生产函数推广得以下函数形式：

Y=ACSβ1CFβ2CiW&Eβ3CMβ4CLβ5.

为使分析更为严谨，引入虚拟变量Di(i=1，2,…,5)，其取值和含义如表3示。

取其对数形式，便可引入以下计量经济模型：

lnY=βlnCD+μ,其中,

该多元线性回归模型也可以表示为：

lnY=β0+β1lnCSD1+β2lnCFD2+β3lnCW&ED3+β4lnCMD4+β5lnCLD5+μ.

式中，Y为种植苜蓿、小麦或玉米的单位产出，CS、CF、CW&E、CM和CL分别表示农户经营作物所花费的种子费、肥料费、水电费、机械费及人工费，Di(i=1，2…，5)为虚拟变量；βi(i=0，1…，5)为投入要素的产出弹性，μ表示随机误差项。

3.2模型回归结果及讨论 将2010年和2011年生产各类作物的农户数据进行分析，用衍生的柯布-道格拉斯生产函数分别拟合两年苜蓿、小麦和玉米的生产函数(表4、表5)。

表3 虚拟变量取值及含义Table 3 Dummy variable’s numerical value and its meaning

表4 2010年苜蓿及竞争农作物产出模型回归结果Table 4 Regression results of alfalfa and its competition crops’ output model in 2010

表5 2011年苜蓿及竞争农作物产出模型回归结果Table 5 Regression results of alfalfa and its competition crops’ output model in 2011

2010年，3个模型的拟合优度都较好，说明模型所包含的变量对作物的产出变化具有一定的解释能力。苜蓿产出模型的R2为0.370 5，说明在当前条件下，苜蓿单位产出变化中有37.05%的部分可以由种子费、肥料费、水电费、机械费和人工费5个因素来解释；同理，小麦和玉米的产出模型其R2分别为0.552 2和0.448 1，说明小麦和玉米单位产出变化中有55.22%和44.81%的部分可由这5类投入要素进行解释。各模型的F值都通过了显著性检验(表4)。

另外，2011年的模型选择变量对苜蓿、小麦和玉米的产出变化具有一定的解释能力。苜蓿、小麦和玉米产出模型中，产出的变化分别有51.52%、68.27%和34.25%的部分能被种子费、肥料费、水电费、机械费和人工费等要素解释。此外，3个模型的F值也均通过了显著性检验(表5)。

从经济学层面对上述两年共6个模型的回归结果进行分析，可以得到以下结论。

3.2.1苜蓿产出模型 综合两年苜蓿生产函数的模型结果来看，种子、肥料、水电、机械和人工5类要素都是影响苜蓿生产的显著因子，其中人工、水电和种子投入对苜蓿产出影响最大，其次为机械投入，影响最小的是肥料投入。

2010年的产出模型中，种子费和水电费的T值分别为3.419 3和6.924 6，通过了1%水平下的显著性检验，说明种子和水电两个要素的投入对苜蓿产出具有极显著影响；种子费和水电费的要素弹性分别为0.180 2和0.179 4，这说明每增加1单位种子或水电投入，将使苜蓿产出分别增加0.180 2单位和0.179 4单位。该年度人工费的T值为2.512 1，通过了5%水平下的显著性检验，要素弹性值为0.154 7，说明每增加1%的人工投入，苜蓿单位产出将提高0.154 7%。2011年的回归模型中，种子费、水电费和人工费的T值分别为3.828 0、6.547 2和3.247 4，皆通过了1%水平下的显著性检验，说明这3类要素的投入对苜蓿产出具有极显著影响；三者的弹性系数分别为0.086 9、0.084 1和0.141 1，说明每增加1元的种子、水电或人工投入，将会使苜蓿的产出增加0.086 9元、0.084 1元、0.141 1元。水电投入弹性也在一定程度上反映了苜蓿对优质土地的需求，有了水分较为充足的土地，其产出将会进一步增加。

机械费在2010年模型中不显著，T值为0.296 2，未能通过显著性检验。但在2011年的模型中，机械费的T值为4.173 9，通过了1%水平下的显著性检验，弹性系数为0.083 5，说明每增加1单位的机械投入，将使苜蓿产出增加0.083 5单位。2010年和2011年肥料费的T值分别为1.663 6和1.781 7，通过了10%水平下的显著性检验，说明肥料投入的增加对苜蓿产出的变化具有显著影响。

3.2.2小麦产出模型 综合两年回归模型结果看，种子费对小麦的产出水平有显著影响。2010年种子投入的产出弹性为0.072 1，通过了10%水平下的显著性检验，而2011年降为0.009 5，说明就目前条件下，种子要素投入量已经达到了极值，要使农户种植小麦获得更多的效益，就必须要进行新品种培育和推广，适当对小麦种子价格进行调整。

肥料和人工投入对小麦生产具有极显著影响。2010年小麦出产模型中肥料费的T值为5.745 3，人工费的T值为5.908 7，皆通过了1%水平下的显著性检验，两者的弹性系数分别为0.226 0和0.225 8，这表明只要农户增加1%的肥料或人工投入，小麦的产出就会分别增加0.226 0%、0.225 8%。2011年肥料费和人工费的T值分别为3.829 8和7.900 8，通过了1%水平下的显著性检验，说明肥料和人工投入对小麦的产出具有极显著影响；农户每增加1单位肥料投入，小麦产出将会增加0.153 0单位，每增加1单位人工投入将使小麦产出增加0.274 6单位。

水电投入和机械投入对小麦产出也有影响。2010年，水电投入T值为3.598 1，通过了1%水平下的显著性检验，其弹性系数为0.046 9，说明农户种植小麦投入水电是必要的，每增加1%的水电投入可使小麦产出增加0.046 9%；2010年机械费对产出不具显著性影响，其系数为0.001 2，说明该年度每公顷地机械投入910.65元即将达到最高值，不应再增加投入。2011年，水电费对小麦产出不具有显著性影响，但该年度投入量为1 298.25元，是2010年的2.11倍，投入过多，也是小麦弹性系数为负的原因之一；2011年，机械费的T值为5.013 4，通过了1%水平下的显著性检验，说明2011年机械投入对小麦产出具有极显著影响，每增加1元的机械投入，小麦单位产出将增加0.106 0元。

3.2.3玉米产出模型 种子费和人工费是影响玉米产出的最显著因素。2010年和2011年种子费和人工费都已通过了1%水平下的显著性检验，说明这两类要素的投入对玉米产出具有极显著影响。2010年，种子费和人工费的弹性系数分别为0.189 2和0.262 1，说明每增加1元的种子投入费用能使玉米产出增加0.189 2元，增加1元的人工投入，玉米产出将增加0.262 1元。2011年，种子费和人工费的弹性系数为0.118 1和0.247 1，说明每增加1%的种子投入或人工费用，农户生产玉米所获收益将分别增加0.118 1%和0.247 1%。

肥料费和水电费投入对玉米产出没有显著性影响。值得一提的是，2010年水电费的弹性系数为0.013 8，说明每增加1单位的水电费投入只能使玉米产出增加0.013 8单位，也即2010年775.95元的水电费投入对玉米生产来说相对过多，2011年该费用达1 913.55元，是上年度的2.47倍，且从弹性系数为-0.007 4知，水电费投入继续加大是不合理的，应在水电价格和补贴方面进行适当调整。

2010年机械投入对玉米产出影响不大；而2011年则具有显著性影响，T值为1.764 6，通过了10%水平下的显著性检验，机械投入弹性系数为0.054 3，说明农户每增加1元的机械投入将使玉米产出增加0.054 3元。综合两年回归模型分析，机械投入对玉米产出是有影响的。

3.3小结 种子、肥料、水电、机械和人工5类生产要素的投入对苜蓿、小麦和玉米的生产具有重要作用，但作为规模化需求较高的苜蓿来说，机械费的投入是影响其生产的主要因素，优质种质的利用也对苜蓿的单位产出影响重大。从以上分析结论可知，影响苜蓿生产的主要因素为种子、肥料、水电、机械和人工等的投入，增加这5类要素投入对苜蓿产出有积极影响，种子、水电和人工等3类要素的投入对产出影响最大，机械投入次之，影响最小的是肥料投入。这说明在当前条件下，我国苜蓿种植的机械化和规模化程度没有起到足够的作用，种子、水电和人工扮演着重要角色。影响小麦生产的要素为肥料、水电、机械、人工及种子5个要素，其中人工和肥料投入对小麦产出影响最大，其次为机械和水电投入等。影响玉米产出的最重要因子是种子和人工投入，其次为机械投入，肥料和水电投入对玉米产出无显著影响，但水电成本过高已成为削减农户收入的主要因素。

4 结论与建议

由上文分析可得出以下4个结论：1)农户种植苜蓿经济效益远高于小麦和玉米，同等土地条件下比竞争农作物更具优势，潜在效益巨大；2)种子、肥料、水电、机械和人工5类要素投入对苜蓿产出都有影响，但最主要的是种子、水电和人工投入；3)当前，肥料和人工投入是影响小麦产出的最主要因素，其次为机械和水电投入等；4)影响玉米产出的最主要因素是种子和人工投入，水电费成本不宜过多投入。

就苜蓿而言，良种化将成为产业发展的必然要求，优良品种的推广将对增加农户经营收入有积极影响；水电费投入的影响在一定程度上说明苜蓿种植对基本农田的迫切需求，具备灌溉条件的土地种植苜蓿产出更高；人工投入直接反映在苜蓿种植的田间管理层面，细致和高效的管理有利于苜蓿产出的增加；机械投入则间接反映了当前小规模种植的弊端，机械化、规模化和标准化应成为未来产业发展的现实要求。

根据以上结论，要对苜蓿种植区域合理分配资源，提高农户的经济收入，需要参考以下两条建议：

1)要合理分配耕地，加大苜蓿种植面积。苜蓿一般在较差的土地上种植，但其效益仍比小麦等农作物高，如果将优质耕地从饲料作物、经济作物、粮食作物经营中让一部分出来种植苜蓿，其效益将更好。此外，种植苜蓿所产生的生态效益是农作物无法相比的。当前制约苜蓿生产发展的根本原因为传统的生产观念，因此需要借政府之手大力推行，引导企业和农牧民积极转入苜蓿生产经营中。

2)要合理分配生产要素。牧草种植区农户在生产经营过程中，要注重种子、水电、人工、机械和肥料等要素投入对苜蓿生产的重要性及其主次分配，政府部门要适当进行奖励补贴，并推进苜蓿生产的机械化、规模化、标准化进程，积极组建合作组织以减轻农户农机投入压力，鼓励企业研发和生产牧草新品种。在小麦生产过程中，要注重肥料和劳动力投入，加大农机补贴和种质资源开发，规范种子市场价格。在玉米生产过程中，要强调种子和劳动力投入的重要性，警惕水电费过多、过高对农户所产生的负作用。

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