水稻生产“机器换人”效果估算方法研究及实证分析

郑文钟 杜美丹，2 洪一前

水稻生产“机器换人”效果估算方法研究及实证分析

郑文钟1杜美丹1，2洪一前3

为加快提升农业设施装备水平，提高农业劳动生产率，促进农业发展方式转变，浙江省人民政府根据《国务院办公厅关于加快转变农业发展方式的意见》（国办发[2015]59号）精神，于2016年发布《关于加快推进农业领域“机器换人”的意见》（浙政办发[2016]19号）。农业领域“机器换人”是农业机械化发展的主要内容。推进农业领域“机器换人”仅停留在定性指导上是不够的，更重要、更具有指导意义的是在定性基础上的定量把握，才能对不同地区不同阶段农业领域“机器换人”工作做出科学指导。农业机械替换劳动力效果是评价农业领域“机器换人”工作成效的一个关键性定量指标，也是农业现代化的标志性参数。科学估算农业机械在农业生产中“替换”劳动力的效果，对管理部门从总体上把握农业机械化发展的水平、潜力和趋势，以及指导农业机械化科学发展都具有重要意义。鉴此，本文以水稻生产机械化为对象，综合考虑相关数据的可获得性，分析水稻机械化发展与水稻生产用工量之间关系，构建水稻生产“机器换人”效果估算方法，在此基础上利用浙江省水稻种植和机械化生产等相关统计数据，估算农业机械化发展对水稻生产“机器换人”效果，以期为浙江省各级政府部门科学决策和制定农业机械化发展政策，以及估算其他农业产业发展“机器换人”效果提供参考。

1 水稻生产机械化对劳动力替代估算方法

1.1 水稻生产用工量和农业劳动力需求量估算

（1）水稻生产用工量估算。目前国内种植的水稻种类有早稻、中稻（单季晚稻）和连作晚稻三种。若一个地区种植的水稻种类上述三种类型都有，则某年该地区的水稻种植总面积可表示为：

式中：S（n）为第 n年水稻种植总面积，hm2；S1（n），S2（n），S3（n）分别为第n年早、中、晚稻种植面积，hm2。

一个地区在水稻种植面积确定的情况下，水稻种植所需要农业劳动力用工总量主要与水稻种植面积大小和农业劳动力的生产效率即单位面积用工量有关，某年该地区水稻种植所需农业劳动力用工总量计算公式如下[1，2]：

式中：W（n）为第n年水稻种植所需农业劳动力用工总量，人·d；S（n）为第n年水稻种植总面积，hm2；w（n）为第n年水稻单位面积用工量，人·d/hm2，可查阅历年《全国农产品成本收益资料汇编》或实地调查获得相应的数据。

（2）水稻生产农业劳动力需求量估算。一个地区水稻生产所需要的农业劳动力总量与单个农业劳动力全年从事水稻生产时间有关。因此，某年一个地区水稻生产所需农业劳动力总量可用如下公式计算：

式中：L（n）为第n年水稻生产所需农业劳动力总量，人；W（n）为第n年水稻生产所需农业劳动力用工总量，人·d；t为第n年单个农业劳动力全年用于水稻生产的平均时间，d，可通过基层调查获得相应数据。

1.2 水稻生产机械化水平与农业劳动力替代关系

（1）水稻生产机械化发展对农业劳动力替代量估算。一般说来，水稻生产的单位面积用工量受农业机械化水平、农艺等农业科技因素影响。在单个农业劳动力全年从事水稻生产时间一定的前提下，随着农业科技的不断进步尤其是机械化作业水平的提高，水稻生产单位面积用工量必定呈现逐年减少的趋势，进而带来水稻生产所需农业劳动力的不断减少。为研究方便，在此假设水稻生产单位面积用工量的降低都是由农业机械化发展水平提高所引起，即农业机械化发展替代了农业劳动力，则一定时期内每年水稻生产减少的农业劳动力可用如下公式计算：

式中：ΔL（n）为第n年水稻生产机械化水平提高替代出的农业劳动力，人；L（n0）为在基准年第n0年机械化水平下（即第n0年水稻生产单位面积用工量条件）一定水稻种植面积所需农业劳动力，人；L（n）为第n年机械化水平下（即第n年水稻生产单位面积用工量条件）一定水稻种植面积所需农业劳动力，人。

（2）水稻生产机械化水平估算。分析农业机械化发展对水稻生产农业劳动力的替代效果，首先需要估算水稻生产机械化作业水平。考虑数据可获得性和计算方便性，现以水稻耕种收综合机械化水平来反映水稻生产机械化发展情况。根据农业部农业行业标准农业机械化水平评价（第1部分：种植业），水稻耕种收综合机械化水平计算公式如下[3]：

式中：A（n）为第n年水稻耕种收综合机械化水平，%；A1（n），A2（n），A1（n）分别为第n年水稻耕整、栽植、收获机械化水平，%。

（3）构建水稻生产机械化对农业劳动力替代模型。为进一步分析农业机械化水平提高与被替代的水稻生产农业劳动力之间的相互关系，现建立二者间的线性回归模型。建模具体步骤如下[2]：以水稻生产耕种收综合机械化水平为因变量，以机械化水平提高替换出的历年水稻生产农业劳动力作为自变量，进行限制常数项的线性回归（令常数项等于基准年第n0年水稻生产耕种收综合机械化水平）,其线性回归模型如下：

式中：A（n）为第n年水稻生产耕种收综合机械化水平，%；A（n0）为基准年第n0年水稻生产耕种收综合机械化水平，%；ΔL（n）为第n年水稻生产机械化水平提高替代出的农业劳动力，人。

2 实证分析——以浙江省水稻生产为例

现以浙江省水稻生产和机械化发展为例，利用上述建立的估算方法分析浙江省水稻生产机械化发展对农业劳动力的替代效果。

2.1 水稻生产用工量和农业劳动力需求量估算

（1）数据采集。查阅《浙江省统计年鉴》和《全国农产品成本收益资料汇编》，并结合公式（1），可得1992-2014年期间历年的浙江省水稻种植面积、单位面积水稻生产用工量等有关水稻生产情况的基础统计数据[4,5]，见表1的第2，3列。

（2）用工总量和实际劳动力需求量计算。利用公式（2）计算1992-2014年期间历年的水稻实际用工量，再结合公式（3）计算出上述期间内的水稻生产所需农业劳动力（见表1中的第4，5列）。其中，根据在浙江省内基层调查分析，确定公式（3）中的水稻种植单个农业劳动力全年用于水稻生产的时间t=60 d。同理，可计算出基于1992年单位面积用工量条件下，1992-2014年期间历年水稻生产的总用工量和所需农业劳动力（见表1中的第6，7列）。

2.2 水稻机械化发展替代农业劳动力效果计算

（1）水稻机械化水平提高替代出的农业劳动力。根据公式（4），结合表1中第5，7列的数据，可计算1992-2014年期间在1992年水稻生产机械化水平基础上，浙江省水稻生产机械化发展历年所替换出的农业劳动力，见表1中的最后1列。

表1 1992-2014年浙江省水稻种植面积、水稻生产单位面积用工量及劳动力需求量

（2）水稻耕种收综合机械化水平的计算。查阅《浙江省农业机械化管理统计报表》，可得1992-2014年间每年水稻生产的机械化耕整地、栽植和收获面积[6]，结合相关公式可计算出上述期间浙江省历年水稻生产的机械化耕整地、栽植和收获水平，再根据公式（5）计算出1992-2014年水稻耕种收综合机械化水平，计算结果见表2。

（3）建立水稻生产机械化水平与农业劳动力替代关系模型。根据表2中的水稻生产三个环节的数据，结合公式（6）进行限制常数项的线性回归分析，其中限制常数项的值为1992年的水稻生产耕种收综合机械化水平。利用SPSS统计分析软件得到下列线性回归方程[7]：

其中，回归方程检验值F=317.602，回归系数t检验值tΔL=17.821，回归调整后判定系数R2=0.935。

表2 1992-2014年浙江省水稻生产耕整、栽植、收获及生产综合机械化水平

2.3 结果讨论与分析

（1）机械化水平提高与农业劳动力替代的回归统计分析。回归模型F=317.602＞F0.05（1，20）=4.35，表明回归方程在5%的显著性水平显著，即模型整体回归效果很好；回归系数t检验值tΔL=17.821＞t0.01（20）=2.845，可见参数ΔL在1%的显著性水平显著；同时调整后判定系数R2=0.935，说明回归模型拟合优度较高。另一方面，由回归方程自变量ΔL（n）系数可知，在1992年水稻耕种收综合机械化水平基础上，水稻生产机械化发展每替代1万人农业劳动力，其耕种收综合机械化水平就提高0.148百分点，或者说水稻耕种收综合机械化每提高1百分点，就替代了约6.7 568万人农业劳动力。

（2）机械装备保有量及其性能对农业劳动力替代影响。水稻生产过程中机械的使用是替代农业劳动力的前提。水稻单位面积相关机械保有量多少对替代从事水稻生产的农业劳动力数量具有决定性影响。1992-2014年浙江省每103hm2水稻种植面积的耕、育秧、种、收等几个环节机械装备保有量变化情况如表3所示。由表3可知，上述水稻生产几个环节的机械装备保有量逐年增加尤其是近几年快速增加，从而为水稻生产“机器换人”奠定了物质基础。另一方面，随着农机科技进步加快，水稻生产各环节机械装备的技术性能水平和作业效率的不断提升，水稻生产“机械换人”的能力也逐步得到增强，使得高性能机械装备在作业过程中能较传统功能性机械替换出更多的农业劳动力。

（3）机械化作业水平对农业劳动力替代影响。机械装备应用情况即机械化作业水平是影响水稻生产“机器换人”效果的另一重要因素。水稻生产耕种收综合机械化水平的提高，使得水稻生产的单位面积用工量逐年降低 （如前所述假设水稻生产单位面积用工量的降低都是由机械化作业带来的）。由表1，2可以看出，浙江省水稻生产耕种收综合机械化水平由1992年的26.58%上升到2014年的73.67%，综合机械化水平提高了47.09百分点约1.77倍，同期浙江省水稻生产单位面积用工量由289.50人·d/hm2下降到96.45人·d/hm2，减少了193.05人·d/hm2约66.68%。由此可见，水稻生产机械化水平的提高，不仅引起单位面积用工量的降低，而且还可减少水稻生产过程中的劳动力投入量。因此，提高水稻生产全程机械化水平是进一步提高“机器换人”效果的另一个重要措施。

表3 1992-2014年浙江省水稻生产耕、种、收环节机械装备保有量 台/（103hm2）

3 结论与建议

（1）水稻生产单位面积用工量受种植农艺技术变化（如栽植方式由人工栽插改为手直播、机直播）、生物化学除草杀虫技术及机械化技术等因素影响。目前水稻生产实际表明，农业机械在水稻生产各个环节的广泛应用是导致水稻生产单位面积用工量大幅下降的主要原因。本文从单位面积用工量角度，建立了水稻生产“机器换人”效果估算方法，并以浙江省1992-2014年间相关统计数据，测算分析了机械化水平与农业劳动力替换关系，结果说明水稻机械化发展对农业劳动力替换作用显著。由于水稻耕种收综合机械化水平快速提高，水稻生产对农业劳动力的实际需求持续下降（见表1）。可见，在农村青壮劳动力快速向非农产业流动和转移的今天，农业机械化发展对保障浙江省水稻生产稳定和粮食供给安全都发挥了重要作用。

（2）增加高性能水稻生产机械装备保有量是进一步提升水稻生产“机器换人”效果的支撑保障。可采取如下措施增加水稻生产尤其是薄弱作业环节中高端机械装备保有量[8]：一是各级政府部门要加大对水稻生产机械装备的补贴力度，重点补贴水稻栽植机械、宽幅喷杆式和无人直升机高效植保机械及粮食烘干机械；二是积极争取和协调银行信贷为农机作业服务组织和农户购置水稻生产机械装备提供优惠贷款、按揭贷款，以解决稻农购置高性能水稻生产机械装备资金不足；三是以提升水稻生产薄弱环节机械作业水平为目标，加快先进适用且性能好的机械装备的引进、示范、推广和应用。

（3）提高水稻生产全程机械化水平是扩大水稻生产“机器换人”效果的根本措施。可通过以下途径不断提高水稻生产尤其是栽植等薄弱环节机械化水平[9]：一是积极扶持水稻生产机械化作业大户、农机专业合作社、农机股份制合作作业公司等新型社会化服务组织发展，创新农机社会化作业服务模式和机制，不断提高农机具利用率和作业水平；二是加强水稻生产农机农艺融合，从水稻品种、农艺模式、种植模式入手，研究适应农机农艺融合需要的技术装备，以及机械作业标准和农艺标准，实现水稻品种、栽培技术和机械装备的集成配套，进而提高水稻生产薄弱环节机械化水平；三是加快土地流转扩大水稻经营规模，同时加强标准稻田、机耕道路等基础设施建设，为水稻生产机械化作业创造良好外部环境条件。

[1]马晓河,马建蕾.中国农村劳动力到底剩余多少？[J].中国农村经济,2007(12):4-9,34.

[2]张宗毅,刘小伟,张 萌.劳动力转移背景下农业机械化对粮食生产贡献研究[J].农林经济管理学报，2014, 13(6):595-600.

[3]中华人民共和国农业部.农业机械化水平评价（第1部分：种植业）：NY/T1408.1-2007.

[4]浙江省统计局,国家统计局浙江调查总队.浙江统计年鉴[Z].北京:中国统计出版社，1993-2015.

[5]国家计委价格司.全国农产品成本收益资料汇编[Z].北京:中国统计出版社，1993-2015.

[6]浙江省农业机械管理局.浙江省农业机械化统计年报[R].1992-2014.

[7]薛薇.统计分析与SPSS的应用（第三版）[M].北京：中国人民大学出版社,2011：266-267.

[8]郑文钟,洪一前.农业领域“机器换人”需要关注的几个问题[J].现代农机,2015(5):16-18.

[9]郑文钟,杜美丹,洪一前.浙江省农业机械化发展对农业劳动力替代研究[J].现代农机,2016(4):26-29.

作者信息：1浙江大学,310058,浙江杭州;2金华市农业信息中心,321017,浙江;3金华市农业机械管理站,321017,浙江