我国农药施用效率的区域差异及其影响因素

冯 探， 王朋朋

(重庆大学 公共管理学院， 重庆 400030)

我国农药施用效率的区域差异及其影响因素

冯 探， 王朋朋

(重庆大学 公共管理学院， 重庆 400030)

为提高农产品质量安全水平，利用2002-2012年我国省际面板数据，采用随机前沿生产函数分析技术，研究我国各地区农药施用效率，并进行区域比较与影响因素分析。结果表明：1) 东、中、西部地区农药施用效率整体上呈上升趋势，东部明显高于中部和西部，2002-2006年中、西部差别较小，而2007-2012年西部明显高于中部并形成差距；东部各地区间农药施用效率差距随着时间的推移逐渐减小，而西部各地区间差距以2007年为临界年呈先扩大再缩小的变化趋势，中部各地区间差距总体较小。2) 农村居民知识文化水平、参与技术培训比例、农产品商品率及农产品价格对农药施用效率的正向作用显著，农村居民家庭收入结构却抑制农药施用效率的提高，药械覆盖率的作用尚未显现。提出了加大农民技术培训力度和积极推进农业产业化、规模化生产等针对性的政策建议。

农产品质量安全； 农药施用效率； 区域差异； 影响因素； 随机前沿

民以食为天，中国农产品质量安全是民众共享经济发展成果与高品质生活的基石，是一个从农场到餐桌的系统工程[1]，受到生产、加工和销售等供应链中不同环节的影响。其中，生产环节是关系农产品质量安全的根本与源头。1978年以来，我国农村改革不断深化，却依然未能根本解决农村和农业的协调与可持续发展问题。城市导向的发展战略，严重抑制了农业生产和农村发展，农村有效劳动力大量外流，可用耕地资源日趋紧张，而土地又大量撂荒，使中国农产品质量安全面临前所未有的冲击与挑战：一方面，国内农产品生产已不能满足需求，进口依赖度逐年增大；另一方面，国内农产品品质问题多发，毒大米和毒大蒜等诱发餐桌危机，严重地影响民众健康。为保证国内农产品在“量”上的安全，我国严重依赖加大农药投入实现农产品增产。根据国家统计局统计数据，2012年我国农药原药产量为354.9万t，同比增长19%，农药投入量为180.6万t，农药生产和投入规模均居世界之首。然而，农药的超量施用使其边际效用降低，并引发农药残留超标问题，催生了毒大米和毒大蒜等低品质农产品，造成严重的负外部性。2015年“两会”期间，李克强总理强调，必须加强农药兽药残留综合治理，全面提高农产品质量和食品安全水平，其关键在于提高农药施用效率，改变粗放的以“量”增“量”的农药超量低效施用方式，实现单位农药投入的最大产出。

在农产品农药残留超标导致农产品品质安全形势日益严峻的背景下，农药施用效率及其影响因素逐渐成为国内外众多学者研究的焦点。Headley[2]最早将农药作为一种投入要素处理，并利用Cobb-Douglas生产函数估算了农药边际生产率；Babcock等[3]和Fox等[4]采用损失控制函数估算技术发现，Headley(1968)的估算法存在一定偏误。此后一些学者也利用损失控制函数对中国的农药边际生产率进行了探索性研究[5-7]。针对农药施用效率影响因素的分析，已有文献多利用农户调查数据进行研究[8-12]发现，风险认知与偏好显著影响农户施药行为，农户风险偏好程度越小，由病虫害等意外风险造成损失的承受力就会越低，更倾向于加大农药施用量来规避风险；而农产品产量和价格会潜在影响农户风险认知与偏好[11]。同时，生产、销售环节的监管使农户面临的潜在道德风险也有效约束了其施药行为决策[13]。而农户自身具有高技术信息知识储备[9]和教育程度[7，14]能促进病虫害防治新技术的普及和农药的规范施用。此外，也有学者从天气[15]及施药器械[16]等角度研究了外部客观条件对施药效果的影响。这些极为丰富而深刻的研究，为本研究提供了理论借鉴和逻辑起点。但其也存在一些不足：传统C-D函数与损失控制函数等效率估算方法是忽略了农户施药中由于不当操作等造成的效率损失；农户调查数据使得样本数据获得更加详实，但局限于小范围内的调查与分析，数据主观性较强，调查样本量较小且可能存在有偏性，忽视广度。因此，笔者将研究范围覆盖全国，基于客观的省际面板数据，采用随机前沿分析方法研究我国各地区农药施用效率，并进行区域比较与影响因素分析，进而提出相关政策建议，以改善农药施用效率，有效减少农产品农药残留，对提高农产品质量安全水平具有重要的理论与现实意义。

1 资料与方法

1.1 数据来源

基于数据可得性、完整性和准确性，特以我国北京、天津等30个省市自治区为研究样本，剔除西藏、香港、澳门和台湾等地区。研究使用的历年数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国农村住户调查年鉴》《中国住户调查年鉴》《中国机械工业年鉴》《中国劳动统计年鉴》《中国教育统计年鉴》、各地区统计年鉴及国家统计局等。对于缺失数据，运用插值和加权平均等方法补齐。

投入与产出数据以2002-2012年度各省农作物产量作为产出变量(农作物包括粮食、油料、糖类、水果、蔬菜、茶叶、麻类、棉花和林产品等)。投入变量包括2002-2012年各省农药、资本和土地投入。资本投入用年均农业资本存量来度量，鉴于我国及各地区农业资本存量的统计缺失，资本存量数据直接采用李谷成等[17]针对Hall等[18]的改进测算方法，并以1997年作为基期测算历年省际年均农业资本存量(计算公式为Kt=It/(5.42%+gt)，I表示投资，以1997年为基期的历年实际农业固定资产投资表示；gt表示以1997年为基期的2002-2012年各省第一产业实际GDP年均几何增速)。土地投入以年末农作物播种总面积表示。为研究简便，农产品产量、农药、资本和土地等产出和投入数据均取与第一产业劳动力数量比值，作人均化处理，从而消除劳动力要素。

1.2 随机前沿分析技术

全要素生产率增长可分解为全要素增长率、技术进步、技术效率、配置效率与规模经济性[19]。其中，技术效率是指现有资源实现最优利用的技术，即给定投入条件实现最大产出，或者给定产出水平下实现投入最小的技术[20]。本研究中亦主要考察农药施用的技术效率。前沿分析方法是分析技术效率问题的重要工具，依据其前沿边界的确定形式，分为参数方法与非参数方法。前者以随机前沿分析(SFA)为代表，后者以数据包络分析(DEA)为代表。Aigner等[21]和Meeusen等[22]较早提出随机前沿分析技术，模型如下：

yi=f(xi;βi)+vi+ui，i=1,2,3,N

(1)

式中，yi表示产出，xi表示投入向量，β表示待估参数，vi表示随机误差项，ui表示技术效率相关的随机项，且ui≤0。最初的随机前沿分析技术主要适用于截面数据生产函数，解释和估计技术效率及其影响因素的方法包括两个阶段，即两步法，其估计参数存在低效和有偏的缺陷。

Battese等[23]提出的兼具估计随机前沿生产函数与技术效率影响因素的技术(一步法)，Wang等[24]研究证实一步法优于两步法。故采用一步法，模型如下：

Yit=exp(βXit+Vit-Uit)，i=1,2,3,t

(2)

式中，yit表示产出，X表示1×K维投入向量，β表示K×1维待估参数向量，Vit表示独立同分布于N(0,σv2)的随机误差项，exp(-Uit)为技术效率(TE)，可以定义为实际产出期望与生产前沿边界产出期望的比值。Uit(Uit≥0)表示服从正态截断分布N+(δzit,σu2)技术无效率相关随机项。当Uit>0时，TE<1，表示产出处于最优生产前沿边界下方，存在技术无效率；当Uit=0时，表示产出处于最优生产前沿边界上，则不存在技术无效率。

Uit=δzit+Wit

(3)

zit表示技术无效率影响因素向量，δ表示系数向量，反映因素z对技术无效率的影响，系数为正，说明该因素对技术效率存在负相关性，反之亦然。Wit为服从正态截断分布N+(0,σ2)的随机项。Battese和Coelli(1992)设定参数γ=σu2/(σu2+σv2)(0≤γ≤1)，γ越接近于0，表明实际产出与前沿面产出间偏离大部分由随机误差项引起；而其越接近于1，表明技术无效率函数随机项具有显著复合结构，即偏离大部分由生产的技术无效率引起[25]。

1.3 估计模型

农业生产是最为典型的投入-产出过程，生产出农产品，其投入要素有土地、劳动力、资本和农药等。在一步法随机前沿生产函数模型基础上，作超越对数生产函数设定：

(4)

则：

(5)

式中，i、t表示第i个省份t时期，Yit表示产出，Pit为农药施用量，Kit表示资本，Lit代表土地，Tit为年份赋值，2002-2012年依次取1，2，3，…，11，Vit为随机误差项，Uit为农药施用技术无效率项。

在借鉴相关研究的基础上，主要从劳动力文化知识水平、农村居民家庭收入结构、农产品商品率、药械覆盖率、农产品价格和技术培训等6个影响因素对农药施用效率进行分析，故技术无效率函数设定如下：

Uit=ω0+ω1JNYXit+ω2SRJGit+ω3SPLit+ω4YXFGLit+ω5JSPXit+Vit

(6)

式中，i、t表示第i个省份t时期；JNYX为劳动力文化知识水平，以农村劳动力平均受教育年限表示；SRJG为农村居民家庭收入结构，以农村居民家庭收入中经营性收入比重表示；SPL为农产品商品率，以农村居民家庭主要农产品出售量与产量之比表示；YXFGL为药械覆盖率，以机动喷雾机数量与第一产业劳动力数量之比表示；JG为农产品价格，以农产品生产物价指数表示(鉴于统计口径的变化，农产品生产物价指数以2002年为100进行换算整理)；JSPX为技术培训，以结业和注册在籍的农民技术培训学校人数与第一产业劳动力数量之比表示。

为检验估计模型设定的合理性和适宜性，运用似然比检验统计量，对模型(5)中参数进行假设检验，并作出以下假设：

1) H0：χ1=χ2=χ3=τ1=τ2=τ3=0，即不存在农药、资本、土地的二次项。

2) H0：τ1=τ2=τ3=φ=0，即不存在技术进步。

3) H0：χ1=χ2=χ3=τ1=τ2=τ3=φ=ξ1=ξ2=ξ3=ρ=0，即采用Cobb-Douglas生产函数形式。

似然比检验统计量为λ=-2[LR(H0)-LR(H1)]，其中LR(H0)是零假设下前沿模型似然函数值，LR(H1)是备择假设下前沿模型似然函数值。若零假设成立，λ符合混合卡方分布，自由度为受约束变量数目。

2 结果与分析

2.1 农药施用效率影响因素的随机前沿模型估计

从表1可知，模型1的γ值为0.000 03，且在5%水平上显著，但γ值接近于0，说明超越对数函数模型的随机误差项Vit-Uit中不可控随机因素比重接近于1，其复合结构不明显；模型2似然函数值为8.91，似然比统计量检验在5%水平上接受零假设，即模型中不包含有农药、资本、土地的二次项；模型3似然函数值为-8.4，似然比统计量检验在5%水平上接受零假设，即采用Cobb-Douglas生产函数形式，拒绝超越对数生产函数，且γ=1在1%水平上显著，随机误差项Vit-Uit的复合结构明显，表明技术无效率是造成产出偏离其生产前沿面的重要原因，各参数基本在1%显著水平上差异显著，具有较高的数据拟合度，随机前沿分析是合理有效的。因此，以下基于模型3进行分析。

表1 我国农药施用效率影响因素的随机前沿模型估计结果

注：*、**、***分别表示10%、5%、1%显著性水平。

Note：*,** and *** indicates significance of difference at 0.1, 0.05 and 0.01 level respectively.

2.2 农药施用效率的区域差异

从表2可知，2002-2012年我国大部分省份的农药施用效率逐年提高，但仍处于0.3～0.6的低水平；各地区的农药施用效率变动态势差异较大。其中，北京和天津呈较大幅度的下降趋势，湖北、江西、山西和云南等省表现较为平稳，其余省份呈不同程度的上升趋势。从年均几何增长率看，宁夏、陕西和江苏是农药施用效率上升最快的3个省份，年均效率上升速度分别为7.2%、5.9%和5.7%；除北京和天津是下降态势外，湖北农药施用效率上升速度最为缓慢，年均仅上升0.8%。2006年前，北京是全国农药施用效率最高的地区，2006年上海超过北京成为领跑者，2007-2009年广西超过上海；而2010年后上海成为我国农药施用效率最高的地区。研究统计期内，青海农药施用效率均处于全国最后一位，其均值为0.211 4。农药施用效率最高和最低省份之间的差距呈缩小态势，由2002年的0.797 9降至0.668 7。

由于我国各地区自然资源禀赋和社会经济等农业发展宏观环境差异较大，划分东、中、西3个区域进行农药施用效率区域差异分析具有一定的科学性。从图示看出，2002-2012年东、中、西3个地区的农药施用效率时间趋势。三大区域的农药施用效率均呈波动上升趋势，东部农药施用效率明显高于中、西部地区；2002-2006年中、西部差异较小，但2007-2012年西部农药施用效率开始高于中部并形成一定差距，可能与2003年中央“西部大开发”发展战略的政策支持逐见成效有关。2003年后，三大区域的农药施用效率增速均呈放缓态势，可能与我国“非典”疫情爆发农村外出务工人员大量返乡，收入来源受限，工资收入水平降低，家庭收入中经营性收入比重上升有关。2008-2009年中部地区农药施用效率下降，东部和西部则比较平缓，可能是2008年1月我国中部与南部遭遇雨雪冰冻灾害及第四季度全球金融危机爆发波及到农业生产有关；而2010年后，东、中、西部地区农药施用效率呈缓慢上升趋势，可能与2009第二季度中央政府连续出台政策扶持和促进农业生产恢复和发展有一定的关系。

从图示还看出，2002-2012年三大区域总体上农药施用效率的地区变异系数时间趋势形态存在较大差异，东部在总体上表现出缩小态势。说明，区域内地区农药施用效率差距随时间不断缩小。其中，2002-2008年的下降态势较快，2009-2012年则出现小幅波动；西部的农药施用效率区域变异系数最大，处于0.4以上的较高水平，且在2007年出现明显的波峰。表明，其区域内各地区的农药施用效率差距以2007年为临界年呈先升高后下降的变化；中部的农药施用效率地区变异系数最小，整体处于0.2以下的较低水平，虽出现数次波动，但幅度较小。表明，其地区效率差距较小。主要是由于中部省份多为我国农业大省，省份间的自然资源禀赋和社会经济等农业发展宏观环境差异较小，影响农药施用效率有效资本的投入量，科技贡献水平和劳动力质量等要素投入水平较为接近。

表2 2002-2012年中国各地区农药施用效率

图示 我国不同地区农药施用效率(左)与区域差异系数的时间趋势(右)

Fig. Time trend of pesticide application efficiency of different areas (left) and time trend of regional difference coefficient (right)

2.3 农药施用效率的影响因素

2.3.1 劳动力的文化知识水平 研究结果显示，农村居民平均受教育的年限估计系数为负，且较为显著，表明提高农村居民平均受教育程度可以有效改善农药的施用效率。农业生产经营中，农药一般都有具体的使用说明书、稀释比例及科学规范的操作流程，劳动力文化知识水平可以一定程度上影响对说明书理解的准确性和施药操作流程实施的规范化水平，且随农药施用技术进步及农药研究成果的增多，劳动力的文化知识水平越高越有利于先进施药设备和低毒、绿色农药在第一产业的规模化推广，减少农药的低效过量施用行为，进而提高其施用效率。

2.3.2 农村居民的家庭收入结构 农村居民家庭收入结构估计系数为正，且同样较为显著，表明农村家庭经营性比重上升抑制其农药施用效率的提高。农村居民家庭收入结构反映了农村居民家庭的收入来源构成，其经营性收入是以家庭为生产经营单位，筹划和管理农业生产获得的收入。因此，依靠经营性收入的比重直接影响农户农业生产经营的态度和风险承受度，经营性收入比重越高，表明农户增加收入可依赖途径具有单一性，风险承受水平低。农业生产的低附加值特性必然潜在地驱使农户过量施用农药增加产出以降低风险。

2.3.3 农产品的商品率 农产品商品率在1%统计水平上显著负相关，说明提高农产品商品率可以显著改善农药施用效率。农产品商品率反映了农业生产成果的主要处理方式和市场化水平，是农业市场化和从业人员职业化的重要标志。农产品商品率越高，表明农业生产与市场对接机制越完善，农产品价值的市场化体现方式越明确。市场机制下，消费方“靠质投票”。农药作为农业生产的基本投入品，实现单位农药施用的最多农作物产出，防止过量施药而造成农药残留是农业生产者所追求和市场所要求的。另外，农业从业人员职业化可改变其风险偏好程度，抑制过量施用农药行为。

2.3.4 药械的覆盖率 施药作业中，农药喷洒雾滴的均匀程度决定其有效性、穿透空气沉降和覆盖植物的能力[26]。杀灭农业害虫一般在无风或风速小于1.5 m/s时，雾滴容积直径以50～200 μm为宜[27]，使用低容量或超低容量喷雾效果最好[26]。机动喷雾机的喷洒雾滴容积直径在100～150 μm，较手动喷雾器喷雾效果更好。该研究中以机动喷雾机数量与第一产业劳动力之比作为药械覆盖率变量指标检验其对施药效率的影响，结果并不显著。可能是机动喷雾机装备数量较少，其促进施药效率的作用尚未充分显现。

2.3.5 农产品价格 技术无效率函数实证检验结果表明，农产品生产价格指数具有5%显著负相关，说明农产品价格上升不利于施用效率提高。根据经济学基本原理，价格会影响供给与需求。农产品价格会影响农产品的生产量，较高的农产品价格会刺激农产品生产。但这可能会引发以量增量和以量换质的不安全生产行为，也从某种程度上说明农业生产收益预期对农药施用效率的影响。

2.3.6 技术培训 技术培训对农药施用效率的影响是正向的，并且这种作用在1%水平显著。技术培训是农村劳动力结束传统学校教育之外获得知识与培养的重要方式，接受农业技术培训可以提高其农业生产技能，强化其科学安全生产意识，这是建立绿色高效与科学发展农业的重要保证。因此，具体到农药施用方面，技术培训可一定程度上保证科学选药与施药，提高农药施用效率。

3 结论与启示

农药施用效率是保证农产品质量安全的关键。基于2002-2012年30个省份面板数据，利用随机前沿生产函数，对我国农药施用效率的区域差异和影响因素进行研究分析。主要结论如下：从地区差异来看，整体上三大区域农药施用效率均呈波动上升趋势，东部农药施用效率明显高于中西部，2002-2006年中、西部差别较小，而2007-2012年西部明显高于中部并形成一定差距；东部各地区农药施用效率差距随时间的推移而逐渐缩小；西部各地区以2007年为临界年呈先扩大再缩小的变化趋势；中部各地区农药施用效率差距总体较小。从影响因素来看，提高农村居民受教育年限和参与技术培训比例有利于提高农药施用效率；农产品商品率及价格也呈显著正向影响；药械覆盖率作用尚未显现；农村居民家庭收入结构则显著抑制农药施用效率的提高。

据此，得出如下政策启示：第一，提高对农民进行技术培训的重视程度，并积极予以引导和宣传，健全和完善农村继续教育体系，增加农民技术培训等继续教育渠道，探索和寻求技术培训的高效方式，保证培训质量，提高农业发展和农业生产的科学化水平；第二，大力提高我国农业生产与发展的组织化程度，积极推进农业产业化，创新农业产业园、商品基地及专业合作社等新型规模化生产方式，实现农业生产供给与市场需求的精确对接，有效解决农产品滞销和脱销问题，切实提高农产品商品化率，减少农业生产风险的发生；第三，加速农业现代化进程，推广增产增效与资源节约兼收的环境友好型生产技术；第四，改善农村工业化相对滞后的局面，扶持农村非公和民营经济发展，促进农村工业经济的发展和繁荣，保证农民非农收入的稳定增长，降低农村居民家庭收入中经营性收入比重，提高其风险承受水平。

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(责任编辑： 杨 林)

Regional Difference in Pesticide Application Efficiency and Its Influence Factors in China

FENG Tan， WANG Pengpeng

(CollegeofPublicAffairs,ChongqingUniversity,Chongqing400030,China)

The pesticide application efficiency of different provinces in China was studied by the stochastic frontier production function based on the panel data of provinces during 2002～2012. The difference in pesticide application efficiency among different provinces and the influencing factors were analyzed to improve quality safety of agricultural products. Results: 1) The pesticide application efficiency in Eastern, Central and Western areas shows a rising trend overall and the pesticide application efficiency in Eastern area is higher than Central and Western area. There is a little difference in pesticide application efficiency between Central and Western area during 2002～2006 but the pesticide application efficiency in Western area is significantly higher than Central area. The difference in pesticide application efficiency among different provinces in Eastern area gradually decreases as time goes on and the deference in pesticide application efficiency among different provinces in Western area represents a first increase and then decrease trend by taking 2007 as the critical value. The difference in pesticide application efficiency among different provinces in Central area is less overall. 2) Rural residents’ education level, proportion of participating in technical training, commercial rate of agricultural products and agricultural products’ price have the significant positive effect on pesticide application efficiency but the family income structure of farmer households inhibits improvement of pesticide application efficiency. The coverage rate of spraying equipment has no effect on pesticide application efficiency. The countermeasures to increase the farmers’ technical training strength and actively push agricultural industrialization and large-scale production are proposed in the paper at the same time.

quality safety of agricultural products; pesticide application efficiency; regional difference; influence factor; stochastic frontier

2015-09-29； 2016-02-29修回

冯 探(1991-)，男，在读硕士，研究方向：公共管理与农村经济发展。E-mail:1181010948@qq.com

1001-3601(2016)03-0117-0076-07

S482； F323.3

A