四川省水稻产投特征变迁及技术进步对单产的影响*

陈 勇，傅 勇，周 伟，孙 红，王 淘，任万军

(四川农业大学农学院,成都 611130)

0 引言

水稻是世界最重要的粮食作物之一。我国是仅次于印度的世界第二大水稻生产国，总产量位居世界第一，全国有8亿人以水稻为主食。四川是我国重要的稻作区，成都平原是我国重要的商品粮基地。改革开放以来，随着国民经济和农业投入的增加，四川省水稻新品种不断出现，栽培技术不断优化，管理水平不断提高。然而，长期以来四川水稻平均单产水平并未得到大幅度提高，技术进步在四川水稻单产水平上究竟起到多大推动作用，仍然不得而知，这一现象很值得研究。

针对技术进步贡献率测算的方法较多，索洛余值法因其计算方法简单、操作性强而得到广泛应用，该方法最早由索洛[1]于1957年提出。朱希刚[2]最早使用索洛残值法通过生产函数模型对我国农业技术进步促进农业经济增长的作用进行研究。此后，我国对农业技术进步在农业生产中的作用进行了大量的研究，采用的方法也更加多样化。王珺鑫[3]采用索洛余值法对山东省17市的面板数据进行了计量分析，明确了要素投入和技术进步对粮食总产的贡献率。田云[4]、李泽华[5]通过CD函数及索洛余值法，利用时间序列数据研究了我国水稻单产增长投入的动态产出弹性和要素贡献率及其变动。王明利[6]则结合DEA分析法的 Malmquist指数对我国不同种类水稻，从生产率增长、技术进步和技术效率方面分析了其时序变动趋势和空间分布特征，徐丽君[7]则采用此方法分析南方双季稻区6个省(区)水稻生产全要素生产率及技术进步率、技术效率的时序变动趋势及特征，并通过对技术效率的分解，得到规模效率与纯技术效率的时序特征。也有学者通过随机前沿生产函数研究技术进步效率，如王琛[8]采取随机前沿生产函数超越对数面板模型测算了全国省级玉米生产的技术效率和非技术效率影响因素。学者们对四川稻区水稻产投动态特征和技术进步的作用缺乏系统研究，该研究基于1980～2015年四川省水稻生产过程的时序数据，运用比较、计量等分析方法，研究了全省水稻生产经营的变迁以及技术进步在水稻单产变动中的作用，进而提出区域水稻单产水平提升的政策建议。

1 材料与方法

1.1 数据来源

水稻要素投入和产出数据来源于国家发改委价格司出版的1990～2016年的《全国农产品成本收益资料汇编》和《建国以来全国主要农产品成本收益资料汇编(1953～1997)》，包括水稻生产的物质和服务费用投入、人工投入。为了剔除价格变动和通货膨胀对投入水平的影响，使不同年份间的投入具有可比性，该研究所有投入产出水平通过历年四川省农业生产资料价格指数缩减为以1980年为基期的可比价格。1980～2015年四川省农业生产资料价格指数来源于国家统计局国民经济综合统计司出版的《新中国60年统计资料汇编》和国家统计局出版的1986～2016年各年份的《中国农村统计年鉴》。其中1992年的物质和服务费用数据、1993年和2006年的单产数据较为异常，为研究方便采用均值法进行矫正。

1.2 技术进步贡献率测算方法

基于Cobb-Douglas生产函数方程，可以将水稻产量和投入要素之间通过函数关系进行描述。

yield=f(input(1)，input(2)，input(3)，…，input(n))

(1)

式(1)中，yield为水稻产量;input(1)～input(n)为水稻生产过程中的各种投入要素;f表示水稻产量和投入要素之间的函数关系。

该文将影响水稻单产的投入要素归结为物质与服务费用投入、劳动力。根据美国著名经济学家索洛(R.J.Solow)于1957年利用“余值法”测算技术进步的思想，将水稻生产过程的技术进步因素设定为剔除物质投入、劳动力等要素对产量影响外所剩余的部分。其生产函数为：

yield=A×f(kapital，labor)

(2)

式(2)中，yield为水稻产量；kapital为物质与服务费用投入水平；labor为劳动力投入水平。

因此，联合Cobb-Douglas生产函数和索洛“余值法”思想，生产函数模型的具体形式：

yield=A0kapitalαlaborβ+μ

(3)

对式(3)进行对数变换，得到

lnyield=lnA0+αlnkapital+βlnlabor+ε

(4)

将式(4)取偏微分，得到

A′=yield′-αkapital′-βlabor′

(5)

式(5)中，A′为技术进步速度;yield′为产量增长速度;kapital′为物质与服务费用投入增长速度;labor′为劳动力变动速度。α为物质与服务费用投入的产出弹性水平，β为劳动力投入的产出弹性水平。

由式(5)可以测算技术进步、物质与服务费用投入增长、劳动力投入变动变化对水稻产量增长的贡献率EA′、Ekapital′、Elabor′。

(6)

(7)

(8)

1.3 数据分析

数据分析采用Eviews 7.0进行计量经济分析，采用Sigmaplot 12.0作图。

图1 四川水稻播种面积、单产和总产变动趋势

图2 四川水稻生产物质和服务费用及人工投入变化

2 结果分析

2.1 四川省水稻产投特征变迁

2.1.1 水稻播种面积和产量变动特征

1980～2015年，四川水稻播种面积总体呈现减少的趋势(图1)。与1980年相比， 2015年水稻播种面积下降了11.71%，由1980年的225.5万hm2降低至2015年的199.1万hm2。从具体变化趋势来看， 1980～1984年全省水稻播种面积保持较快增长， 1984年达到233.90万hm2的最高值。此后播种面积波动减少，尤其是1999～2003年，由于国家实施了农业结构战略性调整的政策，水稻播种面积从1999年的217.6万hm2快速下降到2003年的193.00万hm2，降幅高达11.31%。2004年以后，在国家粮食直补、免除农业税的政策及连续14个重点关注三农问题的“中央一号”文件推动的政策驱动下，全省水稻播种面积有所回升，并基本稳定在200万hm2的水平。

与1980相比，全省水稻总产量从1980年的1 207.40万t增加到2015年的1 552.60万t，增幅达28.59%。其中， 1980～1992年全省水稻总产增长最快， 1992年达到1 720.40万t。经过1993年和1994年回落后， 1995年开始逐渐恢复，并于1999年达到1 724.40万t的最高水平。经历2000、2001年的总产量快速下降，从2002年逐步开始恢复，除2006年因严重旱灾影响外，全省水稻总产基本保持稳定。

近36年来，四川水稻单产总体表现为增加的态势，由1980年的5 572.50kg/hm2提高到2015年的7 798.90kg/hm2，增长了39.95%。其中， 1980～1990年全省水稻单产提升十分迅速， 1990年达到7 672.50kg/hm2的水平，此后水稻单产保持总体稳定。1993年和2006年水稻单产出现大幅下滑，分别仅为6 365.93kg/hm2和5 997.00kg/hm2，分别比上年单产水平降低15.05%和19.43%，原因主要是由于当年出现了严重的自然灾害。

2.1.2 水稻生产成本收益变动特征

1980～2015年，四川水稻生产物质和服务费用投入总体表现为先增加再降低，然后再增加的趋势(图2)。物质和服务费用投入水平从1980年的489.15元/hm2增加到1998年的652.50元/hm2后，持续下降到2006年的522.45元/hm2，之后再继续上升至2015年的710.75元/hm2。劳动力的投入表现为持续下降的趋势，从1980年的738.00工日下降到2014年的135.30工日，减少了81.67%。

投入结构上看(表1)， 2015年全省水稻总生产成本为2 402.55元/hm2，其中土地成本、物质与服务费用投入成本、人工成本3项分别占总成本的9.70%、29.58%、60.69%，人工成本占比最大。从近5年间生产成本变动看， 2015年全省水稻总生产成本较2011年增加了38.51%，其中人工成本增长最快，从2011年的935.72元/hm2增加到2015年的1 458.83/hm2，增加了55.90%，同期的物质和服务费用、土地成本分别增加17.63%和19.67%。

从产值和效益来看， 2011～2015年全省水稻单位面积总产值变动较小，最高年份出现在2013年，总产值达到2 800.73元/hm2， 2014年和2015年均有所降低。由于成本的快速增加而产值变动较小， 2011～2015年全省水稻生产净利润逐年降低，从2011年的941.85元/hm2降低至2015年的351.40元/hm2，降低了62.69%，成本利润率从2011年的54.30%降低至2015年的14.63%(表1)。因此，目前全省水稻生产面临着十分严峻的形势，越来越呈现出“高投入、低收益”的态势，如若不加紧提升产量水平或控制生产成本的快速增长，水稻生产将出现亏本的局面。

表1 近5年四川省水稻生产成本利润构成 元/hm2、%

2.1.3 稻作生产经营技术变迁特征

农业技术进步是一个技术发明、技术创新、技术扩散等各环节综合的过程，结合四川水稻生产过程，该文从水稻品种、栽培与管理技术、推广技术、稻作经营方式和农业政策等方面探讨四川省稻作生产经营管理技术的变迁。

(1)品种变迁。四川省自1980年组织水稻育种攻关以来，水稻品种选育上取得了显著的效果，育成了一批优质的不育系和恢复系，选育了K优、C优、D优、Ⅱ优及其他系列高产优质水稻品种。20世纪90年代，重穗型水稻品种选育形成了一批以Ⅱ优6078、Ⅱ优838、Ⅱ优746等Ⅱ优系列为代表的重穗型水稻品种，产量显著提高[9]。近年来全省水稻品种选育在产量和品质上都有很大进步，全省选育了F优498、宜香优2115、宜香优4245、徳香4103、德优4727等被农业部认定为超级稻品种的水稻品种，高产潜力品种得到进一步挖掘，同时也选育出了如川优8377达到国颁一级标准米质的品种，旌3优177达到外观品质一级标准的品种，碾米品质较高的旌3优177、宜香2905等品种。

(2)栽培与管理技术变迁。20世纪80年代以来，全省水稻育插秧栽培技术不断变迁，育秧环节从20世纪80年代的两段育秧、20世纪90年代的旱育秧、发展到目前适宜于优化定抛栽培的抛秧盘育秧及机械栽插的塑盘育秧； 移栽方式上从20世纪80～90年代的宽窄行栽培发展到21世纪优化定抛、三角强化栽插、机械栽插、机械直播等移栽技术。在田间管理技术上，从20世纪80～90年代“在一定基本苗基础上依靠分蘖成穗，在一定穗数水平上争取穗大”的高产栽培管理到21世纪的“育插秧一体化，肥料综合运筹”高产高效生产技术[10]，肥料运筹管理上突破传统的“底追一道清”向“氮肥后移、钾肥中移”的高产环保管理技术，有效实现“穗多、穗大、抗倒”的作用。整体来说，近年来全省水稻栽培与管理呈现轻简化、高效化、环保化方向发展。

(3)推广技术变迁。四川稻作区农业推广体系经历了1979～1985年的重建恢复、 1986～1989年巩固发展、 1989～2000年的健全完善、 2001～2005年的调整创新和2006年后的加快发展阶段，推广体系不断健全。政府部门主导的水稻优良品种、育插秧技术、田间肥水管理、病虫害防控等新技术的示范与推广得到快速推进，新品种、新技术、新模式、新方法得到快速扩散。据统计， 2013年四川省支持了70个水稻生产大县集中育秧，带动了全省集中育秧大田面积的16.40%。农业技术推广方法上，四川省完善了以政府推广机构公益性服务为主导，龙头企业和合作组织为骨干，社会力量广泛参与的“一主多元”农技推广体系。可以界定清晰产权的农业技术如品种、化肥、农药等新技术，充分依托专利制度和知识产权制度的保护，通过市场机制交由种子公司、农资经营公司等私人农业推广部门进行供给。对于具有准公共物品的水稻高产高效生产技术培训、水稻生产技术咨询与信息服务等环节，则由政府财政给予技术和信息提供者适当的补贴，实现了高效的推广。而对于稻田保护性耕作、机械化育插秧及管理、优化定抛栽培及管理、秸秆还田、节肥节药栽培、病虫害预报等具有典型公共物品属性的稻作生产管理技术，在扩散和转移过程中由于很难做到排他性，易产生技术效益的外溢，私人推广部门很难得到应有的收益，政府在实践过程中通过财政转移支付或政府购买服务的形式实现高效推广。

(4)稻作经营方式变迁。长期以来，四川稻区由于土地十分零散，水稻生产经营规模过小，生产效益十分低下。随着城镇化不断推进，农村劳动力大量转移，农村家庭经营正面临着前所未有挑战的背景下，四川省稻作经营呈现规模化和专业化发展趋势。目前，全省水稻规模化经营虽然仍是以农户家庭经营为主体，但水稻生产专业合作社、农业企业、家庭农场等新型经营主体得到了快速发展。2013年，四川省已有农民合作组织3.7万个，覆盖了56%左右的行政村[11]。农机专业合作社、农事服务超市、农业科技特派员等技术服务组织的出现和壮大则大大降低了新型经营主体的生产经营成本，提升了适度规模经营的效率。四川崇州探索的以土地股份合作为核心，以农产品公共品牌服务、农业“专家大院”科技服务、“农业服务超市”社会化服务、农村金融服务四大服务体系为支撑的“农业共营制”模式实现了农民、合作社和农业职业经理人三者互动共赢的利益联结，成为了全国农业发展方式转变的典型。

(5)农业政策变迁。从20世纪80年代开始，国家农业政策对四川稻作农业生产的方式、体制等都具有统领作用。1982～1986年中央连续发布5个关注“三农”的“一号文件”，农村改革深入推进，农业生产呈现活力。2004～2017年中央已经连续发布了14个关注“三农”的“一号文件”，对农业生产的基础设施、水利建设、综合产能提升、供给侧改革、农业现代化等方面进行了重点部署。水稻支持政策正逐步由20世纪80～90年代重点支持个体家庭户向重点支持种植大户、农业合作社、家庭农场、农业企业等新型经营主体转变。

表2 模型估计

变量系数标准误T检验值A074755∗∗08707859lnKapital02814∗01211232lnLabor-00655∗00263-250 注：“∗∗”、“∗”分别表示在1%、5%水平上显著

2.2 四川省水稻生产技术进步贡献率变动特征

2.2.1 模型结果

根据建立的模型(4)利用Eviews7.0对1980～2015年四川水旱轮作区水稻单位面积产量、物质和服务费用投入、劳动用工投入的时间序列数据进行计量分析(表2)。

模型可决系数R2=0.50，拟合优度不是很高，表明生产函数中的要素变量和控制变量对因变量具有一定的解释能力，但单产还受其他因素的影响。F=16.39，生产函数在1%显著水平上通过检验。对残差序列进行单位根检验，其ADF统计值为-4.13，在1%水平上不存在单位根，属于平稳序列。

从函数方程的结果看，物质费用投入的弹性系数为0.281 4，为正数，表明依靠物质费用的增加对单产的提高具有正向的影响，每增加1%的物质费用的投入对产量增加的贡献仅为0.28%，但大幅度增加物质和服务投入以增加水稻单产的方式已经难以为继。劳动力投入的弹性系数为-0.065 5，系数的符号为负，表明随着时间的推移，劳动力投入增加并不能有效提高单产水平，呈现出边际报酬递减阶段。其根本原因是随着轻简增产栽培技术的突破和农业机械化的推进，劳动效率进一步提高，水稻生产过程对劳动的需求大幅减少。

2.2.2 四川省水稻生产要素贡献率

通过生产要素贡献率计算的方法，测算出1980～2015年全省水稻生产各要素贡献率如表3。从近36年的整体情况看，技术进步对全省水稻单产水平的贡献率最小，仅为6.24%，说明虽然全省水稻生产中品种更新换代、栽培技术不断更新为代表的科技进步逐渐转变为生产力，对全省水稻单产水平具有正向推动的作用，但并不是影响全省水稻单产水平的主要因素，全省水稻增产并未充分发挥科学技术进步的主导作用。相反，物质和服务费用投入、劳动力的投入对水稻单产的贡献率分别达到43.13%和50.63%，成为全省水稻单产水平提升的主导因素。从水稻投入数据可以看出， 36年间全省水稻物质和服务费用投入年均增长率达到0.16%，但年均单产增长仅为0.11%。

表3 四川水稻生产各要素增长率和贡献率 %

2.2.3 不同时期投入要素对四川水稻单产增长贡献率分析

通过水平法分别计算1980～2015年各期水稻单产、物质和服务费用投入、劳动投入的增长率，并计算各要素对单产水平的贡献率，依据式(6)计算各期农业技术进步对水稻单产水平变动的贡献率(表4)。表4表明，全省单产水平在1995年之前均保持了较快的增长，其中1980～1985年这个时期，全省水稻单产水平年均增长0.36%，但在1995年后增长较为缓慢； 物质与服务费用投入增长率增长较快的时段出现在1986～1990年、2006～2010年、2011～2015年共3个时期，技术进步速度较快的3个时期出现在1980～1985年、1991～1995年和2001～2005年3个时期。对技术进步贡献率来说， 2005年前的5个时期均表现为科技进步对水稻单产具有较强的推动作用，贡献率较大。但在2006～2010年和2011～2015年两个时期科技进步并未对水稻单产进步发挥应有的作用，尤其在2011～2015年这个时期，全省水稻单产仅增加了0.03%，但物质和服务费用却增加了0.5%，是单产增长率的17倍，充分说明大量的物质和服务投入并没有带来相应的产出，资本投入对水稻增产的推动力正在丧失。从劳动力投入来看，模型是建立在劳动投入逐渐减少的基础上的，目前全省仍然是以家庭生产为主，新型经营主体共同发展的格局，随着生产和管理环节机械化水平的提升，劳动力投入水平还将持续降低。

表4 四川水稻生产各要素增长率和贡献率 %

近10年全省水稻单产的技术进步贡献率降低甚至为负数的原因是多方面的。一方面，从要素替代过程分析，全省水稻生产面临着很强的资源和市场约束，就单位面积水稻生产来说，面临物质、劳动等传统要素价格的持续上涨。而水稻生产者追求利润最大化要求要素投入得到优化配置，即物质、劳动等传统要素的密集度应持续下降，技术要素应逐步替代传统要素。然而近10年全省水稻平均产量持续徘徊，传统要素投入则快速增长，导致技术要素并未较好替代传统要素，而是传统要素投入替代技术要素维持了水稻单产的稳定。因而，全省水稻单产提升表现为典型的资本投入驱动型的发展。另一方面，从全省水稻产业生产发展来看，水稻产业逐步从过去单纯产量目标的重视转变为产量、品质、生态、安全等多重生产目标的重视。再者，全省大部分的水稻产区位于丘陵地区，田块面积小，户均块数多，分布过于分散，导致了水稻机械化、规模化等现代生产技术难以应用，技术进步并未对单产提升起到较大促进作用。

3 讨论与政策建议

3.1 讨论

四川稻作区是一个地形地貌十分复杂的地区，从西至东依次是川西平原单季稻区、川中丘陵单季稻区、川东南再生稻区。除川西平原单季稻区地势平坦，灌溉条件良好，其余两个稻区地貌复杂，地势起伏大，灌排条件差，田块碎小。虽然近年来全省的稻作生产技术有了很大改进，如育插秧机械化技术、机械直播技术、强化栽培技术等，技术的推广对川西平原稻区起到了较大的促进作用，但对全省约2/3种植面积的丘陵稻区，受客观条件的制约仍然很难推广，而育种家选育的优质水稻品种，因粮食收储制度形成了优质不优价的现象，很难实现高效推广。另外，四川虽然从事水稻科研的机构较多，水稻科技研发投入水平仍然不足，技术成果转化率仍然较低，尤其是可以大大降低水稻生产物质和服务费用以及人工成本投入的轻简化，高产高效栽培管理的技术远远落后，导致水稻生产成本不断攀升。在这些情况下，虽然近年来全省水稻生产技术水平得到了较大提升，并没有延缓报酬递减规律的发生，其主要原因是这些生产技术并没有大大提升丘陵、山地区域的水稻生产水平，产量的提升或维持还主要依靠要素投入驱动，属于粗放型增长方式。此外，技术进步对水稻单产水平的贡献率还取决于农业政策作用。作为粮食作物的水稻生产是传统的弱质产业，存在生产规模小、生产技术服务跟不上、传统生产观念强等问题。农民是否采用新技术，在很大程度上取决于是否有较大效益，也更取决于政府主导下的农业技术推广部门是否获得政府足够支持，并能够为水稻生产提供技术服务。

3.2 政策建议

(1)加大水稻科技投入和研发水平，促进水稻生产节本增效

四川作为全国重要的商品粮基地和水稻优势产区之一，要继续加大水稻生产的科技投入水平，重点进行高产优质水稻品种选育、节肥节约高效生产管理技术、育插秧机械化高产高效栽培技术的研发，培育一批产量高、品质优、抗性强和机插适宜的品种，创新一批适宜于节本增效省工的栽培技术措施和生产管理机具，从而大大降低物质和服务费用成本支出，推动科技成果应用水平。

(2)“一主多元”积极联合，协同发挥推广优势

要在全省完善水稻生产推广服务体系，强力推动农业技术推广部门为主体，科研院所、新型主体、非政府组织等多元参与的水稻科技推广服务体系，充分利用“互联网+”，构建水稻技术线上线下联动推广平台，有效解决水稻科研成果的“最后一公里”的问题。要打破区内科研院所水稻技术研发各自为战的局面，提升总体协同研发推广能力。要充分利用“十二五”国家粮食丰产科技工程项目和“十三五”国家重点研发计划丰粮增效专项建立起的推广经验，大力“一主多元”不同推广主体之间的信息整合、资源共享和信息交流，从而取得突破性的推广成果。大力支持水稻新型经营主体和示范户进行水稻科技成果示范，通过示范带动技术成果的高效扩散。

(3)强化水稻生产管理技术培训，提升生产者科学种稻水平

随着城镇化的发展，四川省农村劳动力呈现快速老龄化趋势，“谁来种田、怎么种田、种怎样的田”已经到了必须解决的境地。绝大部分稻作农民和部分新型生产经营主体存在科学文化素质低、接受相关培训少等问题，成为制约稻作水平提高的主要障碍。目前，全省水稻生产从业者面临的主要问题包括优良品种选择难、肥水管理难、病虫害防治难、新技术应用难等，遇到生产上的问题往往出现束手无策，损失较大，出现这些问题的主要原因是面向生产者的培训和推广不到位所致。鉴于此，全省应切实增加稻作培训投入和补贴力度，加大面向新型经营主体、农业职业经理人的高效生产管理技术培训和知识更新培训，在水稻育秧、插秧、水肥管理、病虫害防治等重要的环节进行专题现场培训； 加大面向普通农户传统生产观念改变的培训，促进农民改变稻作生产方式，提升科学种稻水平。

(4)大力推进丘陵地区水稻生产节本增效生产技术

针对四川丘陵地区的田块分散和生产条件较差的实际，大力推进高标准农田改造，通过农地置换、土地流转等方式实现小块变大块，改善路、渠等田间基础设施条件，达到能灌能排，机器能下田。针对适宜丘陵地区的水稻机型机具少，育秧机械化程度低，育秧环节较多导致成本高，中大苗移栽仍然比例大等问题，大力推进研发和改良适宜于丘陵地区的水稻机械化育插秧机型机具，推进育插秧机械化，推动再生稻区栽培管理和收获机械化研究。各种稻作技术推广主体要大力引进和推广适宜于丘陵的中小型育插秧机械和收获机械，大力推广肥药精准化、减量化、一体化的技术。通过这些技术和推广途径，大大降低物质费用、人工投入等生产成本，从而推动技术进步在丘陵地区水稻单产中的贡献份额，实现水稻生产可持续发展。

[1] Solow R M.Technical change and the aggregate production function.Review of Economics & Statistics， 1957, 39(3): 554～562

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