农户对夏玉米品种性状属性的支付意愿研究——基于选择实验的分析

王晓蜀，王文智，武拉平

(1.中国农业大学 经济管理学院，北京 100083；2.石河子大学 商学院，新疆 石河子 831300；3.山西大学 经济与管理学院，山西 太原 030006)



农户对夏玉米品种性状属性的支付意愿研究
——基于选择实验的分析

王晓蜀1,2，王文智3，武拉平1

(1.中国农业大学 经济管理学院，北京 100083；2.石河子大学 商学院，新疆 石河子 831300；3.山西大学 经济与管理学院，山西 太原 030006)

基于河南和山东农户调研数据，采用选择实验方法，应用随机参数模型与潜在类别模型分析农户对夏玉米品种的生育期、与干旱相关的产量特征、籽粒品质及穗位整齐度性状属性的偏好与支付意愿。研究表明，农户对玉米品种性状偏好具有异质性，根据这种异质性可以将农户分为穗齐偏好农户和产量稳定偏好农户，但追求产量目标的农户少于追求轻简目标的农户；农户对玉米品种的穗位整齐度的支付意愿最高，其次为玉米的产量特征和生育期，对玉米籽粒的品质属性支付意愿最低。因此，培育耐旱稳产型、适宜机械化操作的穗齐型且生育期较短的“轻简型”玉米品种是中国玉米育种的主要方向。

选择实验；支付意愿；随机参数模型；潜类别模型

一、引 言

在提高玉米单产水平的各种技术手段中，品种更新一直倍受关注。然而，近年来中国玉米品种不但更新速度慢，且种业同质化现象严重[1]。与此同时，跨国种业巨头纷纷进入中国抢占市场，由美国先锋公司选育的先玉335作为国外品种占据中国市场已经给中国玉米种业敲响了警钟。随着中国市场经济体系的日趋完善和农户收入水平的不断提高，农户自主决策能力得到增强，他们对玉米品种属性的偏好成为种业公司竞争成败的关键。根据农户需求培育玉米新品种，加速玉米品种更新，是商业化育种和提升种业竞争力的必然要求，对实现中国玉米增产潜力有重要意义。

选择实验(ChoiceExperiment)理论属于陈述性偏好的一种，常常被用来模拟真实的购买决策，研究消费者对不同商品或服务的购买行为，王文智等对选择实验理论及其在食品需求研究中的应用进行了详细的综述[2]。除食品消费外，选择实验方法还在资源环境、动物福利、医疗卫生等领域被广泛应用。Kolstad、宋奎勐等设置不同模拟场景研究医务人员对农村或偏远地区医务工作的偏好[3-4]。近年来，利用选择实验方法对农业生产资料属性支付意愿的研究在国外正逐渐兴起。Roessler等将雌性仔猪作为研究对象，应用选择实验方法，采用MNL模型分析指出自给型小规模农户将仔猪的环境适应性(患病率低)和仔猪生长率作为最重要的两个属性，市场导向的小规模农户则最看重仔猪生长率[5]。Ortega等采用选择性试验方法对中国南方水产养殖户改变养殖模式的意愿进行了研究[6]。Asrat等以高粱和埃塞俄比亚画眉草(非洲的一种粮食作物)为例，采用选择实验方法，研究了农户的种植偏好，表明农作物品种的环境适应性和产量稳定性是两个重要属性[7]。Ward等应用选择试验方法，将玉米品种属性分解为玉米生育期、制种方式(自交种VS杂交种)、每英亩耗种量、与干旱相关玉米产量(分为三种情况：极度干旱、中等干旱和正常年景)及每公斤种子价格，采用MixedLogit和MNL模型分析了印度农户对水稻耐旱属性的偏好及农户偏好的异质性，证明了风险和损失规避是农户效用的重要组成部分[8]。

总的来说，利用选择实验方法研究农户对动植物品种属性的偏好和支付意愿，对动植物育种方向的确定有重要的指导意义，但由于相关研究跨学科特征明显，要求研究者既要掌握计量经济学的研究方法，又要熟悉动植物品种的重要属性，因此相关文献还比较有限。加之该类研究必须结合当地的自然和经济环境，因此对中国动植物育种的指导意义不大。虽然近来中国国内采用选择实验方法的相关研究逐渐增加，但结合玉米品种，探求农户玉米品种属性和支付意愿的研究几乎空白，这也是本文的创新和理论价值所在。

二、选择实验理论及计量模型

选择实验方法的理论基础是Lancaster消费理论，其统计分析基于随机效用模型。不同于传统消费理论，Lancaster的“产品特征”消费需求理论指出，消费者并不是从商品(服务)本身获得效用，而是从附属于商品(服务)之上的特征属性获得效用[9]。也就是说，任何一种商品或服务都可以分解成特征属性的组合。一般地，每种商品(服务)不只拥有一种属性特征，而是多个属性特征集于一体。根据兰卡斯特消费行为理论，玉米品种可以被视为集多种性状属性于一体的商品，农户之所以决定购买某种品种，是因为该品种的一些性状属性是农户特别在意，能够实现农户的产量、质量或其他目标。

若用计量方法来估计不同性状属性的支付意愿，则根据Lancaster消费理论理论，农户i从所选择的玉米种子j中所获得的效用Vij是从玉米品种的每个性状属性k(k=1,2,…，K)中所获得的效用vkij之和。效用Vij的线性方程为：

Vij=β1iv1ij+β2iv2ij+…+βKivKij

(1)

式(1)中，参数βKi表示单个农户i对于玉米性状属性K的效用vKij的权重。βKi提供了每个性状属性水平偏好强度的量化信息，其符号对模型建立的理论或模型的内在有效性提供了检验。

随机效用模型假设随机效用Uij由两部分组成：确定性部分Vij和随机部分εij，其中Vij是玉米品种性状属性的函数，而εij则是由不可观测的玉米品种性状属性和个人偏好决定。在选择实验中常常引入常数项ASCi作为虚拟变量，在本文的问卷设计中是以选项c的形式呈现的，详见表2选择集(模拟场景)示例。该选项又称为Opt-out选项，设置Opt-out选项能够避免在给定选项中强迫选择时可能导致的参数估计偏差[10]23-43。因此随机效用为：

Uij=Vij+εij

=βASCiASCi+β1iv1ij+β2iv2ij+…+

βKivKij+εij

(2)

偏好的异质性应通过合适的模型来反映，常用的模型包括随机参数模型(也称RPL模型)和潜类别模型(LatentClassesModel,LCM)。

不同农户对玉米品种属性的偏好不同，随机参数模型中受访农户i选择品种j的非条件概率Pij为：

(3)

式(3)中的m为选择项的数量(本研究中一个选择集中的选项数)。

虽然农户偏好是异质性的，但可以在这些差异中找到共性，也就是说可以根据这些差异将n个农户划分为c个不同类别，每个类别的农户具有近似的偏好[11]。因此，可以进一步利用潜类别模型，分析不同类别的农户的偏好差异。在潜类别模型中，f(β)不再是连续的，则潜类别模型中农户选择玉米品种j的概率为：

(4)

式(4)中，βc是c类别的参数向量，Qic是农户i可归为类别c的概率。

单个属性变化的边际替代率能够通过式(5)中的参数比值来代表，该比值也就是玉米品种性状属性的支付意愿。由于模型计算出来的价格参数符号一般为负，因此计算支付意愿时需要加上负号。

WTP=-(AttributeParameter/PriceParameter)

(5)

三、选择实验设计

(一)玉米品种性状的选择

玉米品种性状包括很多方面，例如品种的抗倒伏性、抗病虫害性、株高特征、产量特征、叶片的紧凑或平展特征、收获时的含水率等。有些性状对于农户选用决策来说非常重要但并没有被包括在选择实验当中，例如抗倒伏性和病虫害性，原因之一是农民将这两种性状作为玉米品种必备的属性，任何一个性状缺失农民都不愿选择，特别是在“高抗倒伏性和低抗病虫害性”或者“低抗倒伏性和高抗病虫害性”时，受访者拒绝选择；原因之二则是品种抗性与品种高产性、稳产性具有很强的相关性，这直接违背了选择实验设计的要求。选择实验是通过设置一定的选择场景对被访者进行实验，因此实验设计的品种性状属性项应当是农户关注的，有些性状对于育种专家来说非常重要，但农户的关注度很低。例如玉米的含水率，大多数农户不知道玉米收获时的含水率。对于这些农民并不关注的品种性状属性，不应当包括在选择实验设计集中。

在参考专家意见和历史文献的基础上，开展了两次预调研，结合当前农户的需求和选择实验对属性的独立性要求[12]，最终确定玉米品种的四个性状：生育期、产量特征、穗齐与否和籽粒品质。

玉米品种穗位整齐度影响机械化收获效果，特别是穗位过低，可能造成设备被绞住，甚至整块地玉米都无法收割[13]。在预调研中，一些农资销售处，将玉米穗位整齐作为种子的卖点之一，因而本文将玉米品种是否穗位整齐作为玉米品种农艺性状之一进行分析。

中国玉米育种历史上曾将培育晚熟品种作为育种方向之一。但生育期越长，意味着生长期间遭遇的生物与非生物胁迫的可能性也越高，肥料的利用率下降，农民的劳动强度更高。为考查农户对玉米生育期是否有特别的偏爱，在此将生育期作为玉米性状属性之一进行研究。本文将玉米生育期划分为三个层次：早熟、中熟和晚熟。

玉米是饲料的主体，培育高油或高蛋白玉米符合畜牧养殖对优质原料的需要，在发达国家，玉米向专用型、高附加值型方向发展，如高油、高赖氨酸玉米等[14]349-350。本文将玉米籽粒品质属性划分为普通玉米和高油或高蛋白玉米两大类，具体如表1所示。

表1　玉米品种属性及其水平设计表

注：以每4 000粒种子作为计价单位，是因为平均而言一亩地耗种量为4 000粒。

产量是玉米品种的另一个重要性状，但产量与气候和环境相关。有些品种稳产性好，另一些品种虽然高产，但遭遇逆境时产量下降很多。干旱化是当前黄淮海夏玉米产区所面临最严重的环境问题，从而限制了玉米的增产[15]。本文将玉米的产量属性确定为稳产耐旱型和高产不耐旱型两种，其中稳产耐旱型确定为比平均亩产量高出10%，在干旱年景亩产量减产幅度较小，减产幅度为20%；高产不耐旱型比平均亩产量高出20%，在干旱年景产量减产幅度为30%。

为了计算支付意愿，实验设计要求选择集中必须包括一项可用货币度量的属性，一般而言，人们都选择研究对象的价格，本文也不例外。在此将玉米价格分为四个层次，分别为20元/4 000粒、40元/4 000粒、60元/4 000粒和80元/4 000粒。其中最后一档价格设置了一个高于当年，但在多数年份却在正常价格范围之内的数值，目地在于探求农户对高价玉米种子的需求。

(二)问卷的设计

根据本文选择实验确定的属性及其水平，若采用全因子设计，模拟场景为96个(41×31×23)，过多的选择场景既无必要，也不可行。一般地，选择实验的设计只要遵循正交性原则、水平平衡性原则和最小重叠性原则， 就可通过选择少量场景实现较高的代表性[10]23-43。具体来说，本文根据SAS软件正交试验的设计结果，设计了4份不同区组(Block)问卷，每份问卷10个选择集，每个选择集中有3个选择项，受访者要求在三个选项中做出选择，如表2所示。

表2　选择集(模拟场景)示例

(三)调查样本选择

黄淮海夏播玉米区，是中国重要玉米产区，包括黄河、淮河、海河流域中下游的山东、河南的全部，河北的大部，山西中南、陕西关中和江苏、安徽省北部的徐淮地区。由于山东和河南全境都属于夏玉米产区，考虑样本的代表性，本文选取山东和河南作为调研地点。2014年6-7月，项目组采用面对面的调研方式，共调研了样本省区8个县(市)，26个乡镇(如表3所示)，48个村，一共获得有效问卷388份，其中山东204份，河南184份，共形成3 880个选择集。

表3　样本分布情况表

四、实证分析

(一)样本农户描述性统计

表4　受访者描述性统计表

表4为样本农户的人口统计与社会经济特征，包括受访者的性别、年龄、受教育年限、兼业程度、样本农户收入水平自评、玉米种植面积及土地能否浇水。受访者以男性居多；年龄偏大，老龄化特征明显，40岁以上样本农户比例达90.98%；受教育年限较低，以初中文化为主，其次为小学和高中文化；兼业化程度较低，这可能与调研期间很多兼业农户不在家，无法被调研到有关；收入水平呈正态分布；小规模农户占大多数，85.31%的农户玉米种植面积低于或等于10亩；多数土地都能够灌溉。

(二)玉米品种属性偏好

本文利用NLOGIT4.0软件估计随机参数模型和潜类别模型参数。最大似然方法用于估计属性参数值，模型整体拟合优度用McFaddenPseudoR2来衡量，该值大于0.1即认为是可行的，该值介于0.2～0.4之间被认为拟合的很好[16]。

参数估计结果如表5所示。随机参数模型中对数似然函数值为-3 166，表明模型对数据的拟合程度良好，因此同质性偏好的原假设被拒绝。价格系数为负且显著，表明样本农户更愿意选择价格较低的玉米种子。玉米品种的其他四个属性：玉米的生育期、穗齐与否、籽粒品质、与干旱相关的产量特征的参数符号都为正，除籽粒品质的参数在5%水平下显著外，其余属性参数均在1%的水平下显著，表明模型解释力较强，且农户偏爱生育期短，穗位整齐，高油或高蛋白及稳产耐旱型玉米品种。

表5　RPL模型和LC模型参数估计结果表

注：括号中的数值为标准误，***和**分别表示在1%和5%的水平下通过显著性检验。

邱皓政指出当样本数较大时，潜类别模型以BIC指标来判断模型的优劣，本文样本数为3 880个，故主要参考BIC指标[17]30-41。另Andrews和Currim证明BIC统计量不会出现拟合不足，但有时会出现过度拟合[18]。根据对数似然函数值、ρ2、BIC指标和参数显著性程度综合考虑，最终确定将本文潜类别模型分为两类。本文2类别模型的对数似然函数值为-2 745，McFaddenPseudoR2为0.36，表明回归结果总体显著，拟合优良。86.83%的农户被分到第一个类别，13.32%的农户被分到第二个类别。在第一类别中属性参数值最大的为穗位整齐度参数，其次为玉米品种与干旱相关的产量特征、生育期和籽粒品质特征，这表明该类别农户对穗齐有强烈偏好，因此第1层可归类于穗齐偏好群体。比较第二类别中各属性参数值大小，最大的是与干旱相关的产量特征的参数值，其次为穗位整齐度、籽粒品质和生育期，表明第二层农户对稳产耐旱型玉米品种有强烈偏好。综合来看，第一类别农户对适宜机械化收割的玉米有强烈偏好，且这部分农户占绝大多数；第二层农户更为关注玉米产量，机械化收割问题紧随其后，但这部分农户比例较低。两类别农户都更为偏好生育期短的玉米品种，但第一层农户对玉米籽粒品质特征有积极倾向，而第二层农户不在乎玉米品质，主要原因是高油或高蛋白玉米与普通玉米在外观上难以区分，导致在玉米收购中优质优价原则常常无法体现[19]。

(三)玉米品种属性支付意愿

根据式(5)可以计算出农户对玉米品种性状的支付意愿，如表6所示。从随机参数模型来看，玉米生育期、品种的品质特征、与干旱相关的产量特征和穗位整齐度的支付意愿为正且数值较大，表明农户对这四种属性都有较高的支付溢价。受访农户对具有穗齐属性的玉米品种支付意愿最高，愿意为这一特征多支付162.10元/4 000粒，这表明农户对适宜机械化收割的玉米品种有更高的支付意愿。支付意愿排在第二的是与干旱相关的产量特征，由于数据界定中将高产但不抗旱型定义为0，将稳定耐旱型品种定义为1，这表明农户更为偏爱稳产型品种。农户对较短生育期的品种支付意愿为58.60元。农户对玉米品种的籽粒品质的支付意愿最低，只有21.69元/4 000粒。

表6　农户对玉米品种各属性的支付意愿表

潜类别模型能够反应出农户偏好的异质性，计算两类别农户的支付意愿。比较两个类别农户与总体农户(随机参数模型)的支付意愿的差异，可以发现，第1类穗齐偏好农户与总体农户的支付意愿比较相近，四个属性的支付意愿值的排名相同；第2类别农户与总体农户的支付意愿差异较大。

在第一类别中，农户对玉米品种的穗位整齐度支付意愿最高，为157.95元/4 000粒。在玉米生产各项环节中，玉米收割是最费体力的，也是农户机械化意愿最强的环节，但玉米机收受制于较高的收割成本和较低的收割质量，玉米机收比重低于机播比重，样本数据反映，玉米机械播种农户比重是75.26%，机械收割农户比重为53.35%。提高玉米的穗位整齐度无疑能够在现有的玉米联合收割机水平下迎合农户的需求，因此，第一类别的农户机械化意愿较强。支付意愿排在第二的属性是与干旱相关的产量特征，其支付意愿为81.32元/4 000粒，玉米品种的生育期属性的支付意愿为54.31元/4 000粒，而玉米品质属性的支付意愿为41.27元/4 000粒。

在第二类别产量稳定偏好农户中，玉米品种与干旱相关的产量特征的支付意愿最高，高达173元/4 000粒。第二类别的农户虽然对玉米品种的产量比较关心，但对玉米穗齐与否的支付意愿为143.77元/4 000粒，与第一类别农户相近。支付意愿排在第三的是玉米品种的生育期(46.82元/4 000粒)，支付意愿最低的是玉米籽粒的品质特征(-55.37元/4 000粒)。第二类别农户对玉米籽粒的品质特征支付意愿为负，可能的原因是这部分农户特别注重玉米的产量(或数量)，而忽视其质量(或品质)，特别是如上所述，目前优质优价还不能很好地体现。

总体而言，农户对玉米品种属性的支付意愿较高。调研中农户反映只要种子质量好，价格高没关系，体现了农民“有钱买种无钱买苗”的经验积累，这也使得本文实证结果得出了较高的支付溢价。但实际上如果种子价格过高，无疑将会挤压本就不高的粮食经营收益。例如，2015年一些地区德美亚系列玉米种子价格上涨至100元～120元/4 000粒，农民表示无力承受。这也是选择实验方法在应用中的弊端，毕竟农户面临的是模拟场景，而不是实际购买行为。尽管如此，应用选择实验方法仍是获得农户偏好和支付意愿的可信度较高的方法。

五、结论与启示

基于夏玉米产区山东和河南农户选择实验数据，分析农户对夏玉米品种性状属性的支付意愿，研究结果表明，农户对玉米品种的穗位整齐度的支付意愿最高，其次为玉米的产量特征和生育期，对玉米籽粒的品质属性支付意愿最低，排序结果反映了农户对玉米适宜机械化采收的关注度高于对产量的关注。潜类别模型的实证结果表明，农户对品种性状属性的偏好具有异质性，根据这种异质性可以将农户分为两个类别：穗齐偏好农户和产量稳定偏好农户，但第一类农户所占比重为86.83%，第二类农户仅占13.17%。换句话说，追求轻简目标的农户多于追求产量目标的农户。

一方面，实证研究表明相对于高产不耐旱型品种，农户更愿意选择稳产耐旱型品种；另一方面，样本数据反映96.91%的土地都能够有效灌溉，且79.54%的土地实现了机井灌溉。也就是说，即使在灌溉非常便利的条件下，农户仍然偏爱耐旱稳产型玉米品种，原因之一是农户希望在整个玉米种植过程中不进行人工灌溉最省事最理想，换句话说，农户对耐旱稳产型品种的偏好还包含了农户节约劳动力的期望。

实证结果显示农户对生育期短的玉米品种有更高的支付意愿。最主要的原因是，玉米生育期越短农户投入的劳动力越少。可见，农户对早熟玉米品种的偏好实质上也是对节约劳力的偏好。

玉米籽粒品质的支付意愿最低，这主要是由于优质优价的原则难以在收购中体现。因此，若能培育出与普通玉米外观差异明显的高油或高蛋白玉米对高品质玉米推广将大有裨益。

根据诱制性技术创新理论，玉米品种性状偏好和支付意愿的背后本质上是农户对高价格生产要素节约的需求。要素价格对市场的调节在玉米育种行业应有所体现，即玉米育种应朝着节约劳动力的方向转变，然而，政府发展玉米生产主要目标之一是产量，因此，中国玉米育种应将产量目标与轻简目标有机结合，培育出稳产高产的“懒玉米”。

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Farmers'WillingnesstoPayforSummerMaizeVarietiesTraits：BasedonChoiceExperiments

WANGXiao-shu1，2,WANGWen-zhi3，WULa-ping1

(1.CollegeofEconomyandManagement,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China;2.CollegeofBusiness,ShiheziUniversity,Shihezi831300，China;3.CollegeofEconomyandManagement,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China)

BasedonthesurveydataofhouseholddemandinHenanandShandong,usingchoiceexperimentmethod,applyingtherandomparametersmodelandlatentclassmodel,thepaperanalyzefarmers'willingnesstopayforsummermaizevarietiestraitswhichincludeyieldcharacteristicsassociatedwithdrought,growthperiod,grainquality,andspikeposition.Theresultshowsfarmers'willingnesstopayforspikepositionishighest,followedbyyieldcharacteristicsassociatedwithdroughtandthegrowthperiod,andthewillingnesstopayforgrainqualityofmaizewasthelowest.Therefore,themaindirectionofmaizebreedinginChinaistofosteringdrought-tolerantandstableyield,earpositionmoreneatformechanization,early-maturingandsavingtypemaizevariety.

choiceexperiment;willingnesstopay;randomparametermodel;latentclassmodel

2015-11-21

国家自然科学基金项目《粮食市场化改革以来农户粮食经营行为及其对粮食市场的影响研究》(71273262)

王晓蜀，女，四川蓬溪人，博士生，讲师，研究方向：农业经济理论与政策；

F224

A

1007-3116(2016)08-0106-07

(责任编辑：马慧)

王文智，男，山西朔州人，管理学博士，讲师，研究方向：农业经济理论与政策，经济统计；

武拉平，男，山西文水人，教授，博士生导师，研究方向：农业经济理论与政策。

【统计调查与分析】