有偏技术进步与我国玉米生产格局分化

□邢怀浩 朱满德

[内容提要]农业技术进步因区域要素禀赋差异而表现出不同的变迁路径。采用单要素生产率方法构造技术偏向指数测度我国主要产区玉米技术变迁方向，结果表明：资源禀赋差异构成了技术创新的内生动力，深刻影响玉米生产格局的演变；要素价格变动推动了生产成本结构变化，进而导致要素使用量和投入结构的调整，进一步通过单产水平变动速率的差别塑造出玉米生产格局的动态调整与变迁。为增强科技对玉米生产的有效支撑作用，应完善现有农业科研体系；同时因地制宜推动适度规模经营，为农业机械技术与生物化学技术的发展及推广铺就道路。

一、引言

粮食乃农业之根本。稳定粮食有效供给，不仅关乎十四亿人的口粮安全，也是保障经济社会平稳运行的关键支撑。改革开放40多年来，我国粮食总产量由1978年的30477万吨快速增长到2018年的65789万吨，年均增长1.9%。其中，玉米产量由5595万吨增至25717万吨，已超过稻谷和小麦，占到粮食总产量的39%。播种面积不断扩大和单产水平稳步提高共同驱动着玉米产量的持续增长[1]，期间玉米单产由2.8吨/公顷提升至6.1吨/公顷，增长1.2倍；播种面积从1996万公顷扩张到4213万公顷，翻了一番有余。

通过品种改良、耕作方式革新、田间管理改善等农业生产和管理技术来提高农作物单产水平已成为促进农业增产的现实选择。一方面，单位面积产量是农业科技水平的综合体现。伴随育种技术的更新迭代和农业工业体系的渐趋完备，科学技术进步在推动农业生产力快速增长、推进农业现代化等方面的驱动作用愈发显著。另一方面，我国土地供给弹性小，后备耕地资源匮乏，扩大农作物种植面积潜力总体有限。工业化和城镇化进程加快推进挤占部分优质耕地，使农作物结构调整的空间日益萎缩。资源环境约束趋紧也迫切需要我国走集约化高效经营的路子，以提高作物单产水平为突破点实现农业的可持续发展。

总体上，我国粮食供给不断增加，但不同区域在资源禀赋、经济发展和科技水平等方面差异较大，主导农业增长的技术进步动力结构并不相同，这无疑会对农业供给格局的分化造成显著影响。以玉米单产为例，2018年新疆达8吨/公顷，居全国之首；而湖北只有4.1吨/公顷，仅相当于全国平均水平的68%。我国粮食生产向优势产区集中的空间分异格局已初现端倪，其中玉米生产重心加速向东北地区迁移。黑龙江已跃升为我国最大的玉米产区，2018年占到全国玉米播种面积的15%和产量的16%。值得关注和探究的是，各地区玉米单产水平的差距缘何形成？技术进步表现出怎样的特征？又如何影响全国玉米生产格局及其变迁？厘清这些问题，对于促进我国玉米生产稳定和产业健康发展等意义重大。

二、理论基础与文献综述

速水佑次郎与弗农·拉坦将希克斯的“诱致性发明”(即要素禀赋决定技术变革方向)拓展至农业发展分析范式中，形成了揭示外生自然资源条件下农业技术演进的“诱致性技术创新理论”[2]。该理论指出，要素相对价格的变动将诱导农业资本、劳动和土地等生产要素之间相互替代，据此农业技术进步的有偏演化可概括为节约劳动的机械型技术进步(即M技术)与节约土地的生物化学型技术进步(即BC技术)两种类型[3]。

劳动节约型技术进步是指在向现代农业转变过程中，以务工机会成本和雇工价格衡量的劳动力成本快速上升，转移剩余劳动力的劳动节约倾向与引进新型要素的“资本深化”迹象共同造就“劳动生产率导向”。机械动力引致生产方式革新，逐渐实现从机耕、机播向机收的全流程机械化生产，并逐步向综合化和智能化方向延展，但资产专用性和“人多地少”的基本国情也限定了其应用前景与最适规模。土地节约型技术进步则指现代科技的发展驱使生物化学技术向效率更高和环境更友好的方向迈进，通过提高单位面积农业产出，纾解高度紧张的人地关系，形成“土地生产率导向”。以玉米品种先玉335为例，其高产、抗倒伏和籽粒含水量低等特质，使其在华北地区播种面积长期稳定在200万公顷以上；而耐寒新品种“德美亚”系列在黑龙江的试验过程中表现出良好的适应性与高产特征，从而使玉米在我国第四积温带大规模扩张成为可能。

基于诱致性技术创新理论，学界在测算我国农业技术进步偏向，进而分析不同区域和不同品种的技术选择方面已取得丰硕成果。早期研究多认为我国应大力发展生物化学技术，提高土地生产率，走“土地节约型”道路。新近研究则结合劳动成本快速上涨的新挑战，普遍认为我国农业增长路径已由土地生产率导向转为劳动生产率导向。为此，以机械为代表的劳动节约型技术将是未来农业技术进步的主要类型[4]。进一步探究可知，生物化学技术与机械技术在不同地区抑或不同品种间存在显著的效率差异[5]。周晓时等认为东部地区以机械技术为主导，而西部地区以生物化学技术为主导[6]。尹朝静等则发现东中部地区及粮食主产、主销区技术进步均偏向于节约劳动，而西部地区和产销平衡区技术进步偏向并不明显[7]。与此同时，农产品生产特点的异质性亦会带来不同的技术变迁模式。特别是劳动密集度越高的作物对劳动力相对价格变化的弹性越小[8]。孙玉竹等认为小麦和玉米同属机械型技术进步模式，而早稻以生物化学型技术进步为主导[9]。吴敬学等也指出玉米是适宜规模化和机械化种植的土地密集型农作物，普及机械技术将有助于玉米生产[10]。但也有研究表明玉米产业技术效率较高，生物化学型技术进步模式对玉米生产的贡献更为突出，将是今后一段时间提振玉米产能的主要途径[11]。

综合来看，现有研究多集中于技术进步动力结构与模式识别、品种与区域差异等方面。在研究视域上或立足于全国层面，或以经济状况划分，根据农产品产区特点进行的区域研究较少，尚未深入剖析不同禀赋条件下所引发的不同技术进步类型，及其影响农作物生产格局分化的内在机理。为此，本文将基于玉米主要产区生产要素投入结构变化，探讨要素禀赋的诱导效应及技术进步类型对玉米生产格局分异的影响。

三、有偏技术演进动力：生产要素投入结构变化

要素相对价格变动导致成本结构改变[12]，将诱导农户根据价格信号优化要素投入组合，从而演生出不同的技术选择行为。土地和劳动是最重要的生产要素，其稀缺性随农业发展而日益凸显。不断放松土地和劳动等资源对农业生产的束缚，是现代农业技术进步的基本特征。

(一)单位面积要素费用变化

玉米生产中各投入要素价格(采用每公顷对应的要素费用与投入量比率估算)均呈稳定上涨趋势，其中劳动价格上升幅度已远高于种子、化肥等要素。《全国农产品成本收益资料汇编》数据显示，玉米生产的劳动日工价从1978年的0.8元/日升至2018年的85元/日，年均增长12%。种子和化肥费用亦为上扬趋势，但与劳动价格的差距逐步拉大。其中种子价格从1978年的0.7元/千克增至2018年的29元/千克，年均增长10%，与劳动日工价之比由1.1扩增到3.0；同期化肥价格从0.5元/千克增至6元/千克，年均增长6%，与劳动日工价之比由1.6扩大到15.3。

要素价格攀升速率的差异致使玉米生产成本结构同步调整。物质与服务费用(含机械、种子与化肥等)、人工费用和土地成本是玉米生产成本的主要组成部分，三项投入额合计从1990年的1452元/公顷迅速升至2018年的14574元/公顷，其占总成本的比重也从74%增至93%。在三项支出中，物服费用和人工成本占比较大，但伴随土地成本快速上涨，三项支出的相对比重已由1990年的39:52:9变为2018年的32:45:23。

进一步区分玉米生产成本的构成可知，人工成本常年稳定在总成本40%左右，2018年为41.5%。土地成本和机械作业费逐年走高，其中土地成本从1978年的29元/公顷增至2018年的3413元/公顷，占总成本的比重从3.6%升至21.8%；同期机械作业费从11元/公顷增至1760元/公顷，占比由1.3%升至11.2%。种子费用变化较小，约占总成本的5%，2018年为5.3%。化肥费在2009年之前维持在18%左右，之后持续下滑，2018年已降至13.2%。

(二)单位面积要素用量变化

机械与良种等要素组合是农业技术进步最直观的表征。推进农业现代化，核心在于大力发展机械技术和生物化学技术以节约日益昂贵的劳动和土地等生产要素。在劳动价格与土地成本双重诱导下，玉米生产的要素投入结构发生显著变化(表1)。劳动投入量不断减少，机械动力逐步增多，化肥施用量大幅增长。数据显示，每公顷玉米的用工数量从1978年的465日降至2018年的75日，减少84%。在农村剩余劳动力向城市和非农产业转移的同时，农业机械动能因相对价格降低而得以快速积累，农机总动力从1.2亿千瓦增至10.0亿千瓦，增长了8.5倍。化肥、良种等新型要素投入的增加也对稳定粮食生产发挥了重要支撑作用。其中每公顷化肥用量从225千克增至375千克，涨幅66%；种子用量则维持在30千克左右，未有大幅增长。

表1 主要年份我国玉米生产投入与产出的基本情况

四、有偏技术演进模式：生态类型区的形成

我国幅员辽阔，不同区域要素禀赋迥异。东部农业资本丰裕、中西部农村劳动力充裕、东北耕地资源丰沛的区域禀赋结构呈现出固化倾向[13]。为了使研究更具指向性，将玉米产量常年占全国总产量95%以上的20个省(区)作为研究对象，该区域囊括了我国玉米主产地带，可根据自然条件与要素禀赋将其分为东北平原产区、黄淮海夏播产区、西南山地产区和西北灌溉产区。相关数据均来自于《全国农产品成本收益资料汇编》与《中国统计年鉴》(1998-2019年)；对个别缺失数据，采用拉格朗日插值法补齐。

(一)区域农业禀赋特征

东北平原产区(包括内蒙古、黑龙江、吉林和辽宁)。本区是我国耕地资源较为丰富的地区之一，地力肥沃，松辽平原素有“黄金玉米带”之称。该区农业生产条件优越，黑龙江有效灌溉面积612万公顷，人均家庭经营耕地面积0.9公顷，均为全国之最。内蒙古、吉林和辽宁人均家庭经营耕地面积也分别达到0.7公顷、0.6公顷和0.3公顷，分列全国第二、第三和第五位。

西南山地产区(包括四川、重庆、贵州、广西和云南)。本区农业人口众多，2018年该区乡村人口占地区常住人口比重为48.0%，远高于全国平均水平39.9%。其中贵州和云南有一半以上为农村人口。同时该区地形地貌复杂，山地较多，石漠化现象严重，土地细碎分散且坡度较高，难以集中连片，推广机械作业难度较大。

西北灌溉产区(包括新疆、甘肃、宁夏和陕西)。本区为传统农业省份，人均耕地较多，新疆家庭经营耕地面积人均0.4公顷，居全国第四。该区经济发展相对滞后，2018年农业总产值占地区生产总值13.0%，远高于全国平均水平(6.7%)。其中新疆为20.8%，仅次于黑龙江22.2%。且该区深居内陆，水源获取成本较高，有效灌溉总面积仅802万公顷。

黄淮海夏播产区(包括河北、河南、山东、山西、安徽、江苏和湖北)。本区以平原为主，土地较为平整，但人均耕地少，土地规模经营优势有待挖掘，如江苏人均耕地仅0.1公顷。同时该区机械化程度较高，灌溉条件较好。农业机械总动力占全国总量45.6%，山东和河南为10415万千瓦和10204万千瓦，分列全国第一和第二位；鲁豫两省有效灌溉面积也均超过520万公顷。

(二)区域农业要素投入差异及其变化

各产区玉米生产的劳动用量均呈下滑趋势。其中，东北产区下降速度最快，每公顷用工数量从1998年的150日降至2018年的45日，减少68%；西北产区从225日降至120日，减少48%；西南产区则从315日降至150日，减少165日。以2018年为例，观测不同区域每公顷玉米的劳动投入可知，东北产区远低于其他产区，内蒙古和黑龙江仅为36日和39日。西南产区投入较多，重庆(156日)、贵州(164日)和云南(168日)均在150日以上。但最多的是甘肃(192日)，相当于全国平均水平的2.5倍。

各区域化肥投入均表现出上升趋势。其中，黄淮海产区增加最快，每公顷从1998年的240千克升至2018年的360千克，增加50%；西南产区从315千克升至330千克，仅增加6%；东北产区2014年以后基本稳定在375千克，2018年为390千克。从2018年的每公顷化肥用量上看，西南产区处于较低水平，四川仅270千克；西北产区化肥投入最多，比同期全国平均水平高出90千克。甘肃(510千克)和新疆(525千克)均超过500千克。

各地区机械作业费均显著提高。其中，西南产区每公顷的机械作业费从1998年的8元升至2018年的675元，增加额为667元；西北产区从315元升至2055元，年均增长10%；东北产区上升幅度最大，从240元增至1950元，每公顷增加1710元。仍以2018年为例，东北产区与西北产区位居全国前列，甘肃(2265元)、宁夏(2235元)、吉林(2100元)、新疆(2070元)、黑龙江(2055元)和内蒙古(2025元)均在2000元以上；同期西南产区处于较低水平，广西(645元)与重庆(120元)均未超过650元。

(三)单要素生产率增长状况

理解现代农业增长有“全要素生产率”与“单要素生产率”两种方式。相比全要素生产率，单要素生产率可区分技术进步形态，考量具体资源的利用效率，直观测度农业增长中的结构性变化，进而反映出技术变迁规律。因此，本文采用劳动生产率和土地生产率指标构建技术偏向指数[14]，以进一步说明不同区域要素禀赋所形成的有偏技术进步对玉米生产格局的影响。用Y表示产出(主产品产量)，用L表示劳动投入(用工数量)，用A表示土地投入(播种面积)，技术偏向指数即可表示为:

若β>1表示劳动生产率导向；若β<1表示土地生产率导向；若β=1表示技术偏向为中性。各产区玉米单要素生产率变动规律如下：第一，劳动生产率均呈上升趋势。黄淮海产区(3.1倍)和东北产区(3.1倍)增速较快。其中内蒙古(8.6倍)和安徽(4.8倍)增幅最大。西北产区增幅基本低于同期其他产区，甘肃(1.9倍)因劳动用量较多，劳动生产率增幅最小。第二，土地生产率均以上升趋势为主。西南产区增幅最大，到2018年已增长1.3倍，广西和重庆分别为1.7倍和1.6倍。黄淮海产区和西北产区较为接近，处于全国中等水平。东北产区在2000年后缓慢增长，但远低于其他产区增速，到2018年仅提高1.03倍。第三，随劳动力成为最稀缺、供给弹性最小的生产要素，各产区均表现出劳动节约倾向。尤其以黄淮海产区和东北产区最为强烈，推广机械作业对保障本地区玉米产能意义显著。西南产区与西北产区亦为劳动节约型技术进步方向，但不可否认土地节约型技术在该地区的重要作用。

(四)各生态类型区生产变化

我国玉米生产的区域变动趋势整体较为平

稳。东北产区玉米产能缓慢上扬，已超越黄淮海产区跃升为我国第一大玉米生产带，西南产区和西北产区则在15%和10%上下浮动。各产区资源禀赋及技术进步路径差异对当地玉米生产影响显著。

其一，东北产区人均耕地面积位居全国前列，机械型技术进步特征显著，玉米单产经历两次快速提升，在观测期内基本高于其他产区，代表着我国玉米生产水平的最前沿，2016-2018年(三年平均，下同)为6.7吨/公顷，相当于全国平均水平的110%；播种面积和产量亦逐年攀升，2018年玉米产量占全国产量43%，比1978年提高11个百分点。黄淮海产区经济较为发达，劳动成本上升引致机械技术的推广使用，玉米单产水平始终与全国平均水平同步波动，但提高速度较慢，仅从1978-1980年3.0吨/公顷增至2016-2018年5.7吨/公顷，规模扩张亦不及全国平均水平，种植面积占全国比重从1978年40%降至2018年37%。

其二，西北产区灌溉条件较差，生物化学型技术进步发挥重要作用，玉米单产提升速度最快，从1978-1980年2.6吨/公顷增至2016-2018年6.3吨/公顷，增长2.4倍，2000年以后实现与全国平均水平联动；播种面积和产量虽有提高，但不及全国平均上升幅度。西南产区推广机械化生产成本较高，土地生产率增速较快，玉米单产虽有提升，但基本处于全国末位，2016-2018年仅为5.2吨/公顷，相当于全国平均水平的86%；产量和播种面积占全国比例均大幅下滑(表2)。

表2 各产区玉米生产状况变动趋势

五、结论与建议

(一)主要结论

在农业生产“高成本”时代，农业技术越来越成为提高玉米单产、保障玉米供给的重要因素。从诱致性技术创新视角来看，农业技术进步因区域禀赋不同而具有典型的地域特征。在不同农业发展阶段，各生态类型区农业生产条件迥异，生物化学型与机械型技术效率存在显著差别，从而产生不同的技术进步方式。东北产区与黄淮海产区以机械型技术进步路径为主；而在西北产区与西南产区，生物化学型技术进步亦发挥重要作用。

资源禀赋差异构成了技术创新的内生动力，将深刻影响玉米生产格局的演变。生产要素价格的变化将会引致生产成本结构的变动，并进一步诱导农户根据价格信号调整其生产经营决策，进而导致要素使用量及投入结构的改变。不同资源禀赋所决定的技术进步路径反作用于农作物的成本收益结构，并通过单产水平变动速率的不同塑造出生产格局的动态调整与变迁。东北产区与黄淮海产区单产水平较高，长期占据我国玉米产业中的领先位置；西南产区和西北产区单产水平逐渐接近全国平均，而产能增长则略为滞后，占全国比重进一步下降。

(二)主要建议

第一，因地制宜加强农业生产技术保障能力建设。我国农业资源极度短缺，“藏粮于技”是促进农业可持续发展的必由之路。但技术进步不能作为一言以蔽之的灵丹妙药。各地生产条件的显著差异使我国不同地区呈现出不同的技术演进路径。在不断节约稀缺要素的过程中，各地区玉米生产的比较优势也在发生变化。保障粮食生产能力应遵循诱致性技术进步的基本规律，大力发展适宜当地生产条件的农业技术。如鼓励东北等玉米优势产区的农业经营主体引进大型机械等新型农业生产资料。

第二，以适度规模经营为机械技术创造有利条件。随着我国劳动力成本的不断攀高，农业机械化被认为是实现农业现代化的同义语，而农业经营的适度规模化将大大降低机械装备等固定资产的单位投入成本。完成这一目标主要有两种途径，一是通过土地流转，扩大家庭农场经营面积，实现土地规模经营；二是通过纵向一体化，以土地入股、托管的形式壮大农业社会化服务组织，实现在某一生产环节上的服务集约经营。

第三，建立科技研发创新的长效机制与正向反馈渠道。良种与化肥为我国农业增产贡献良多，未来需要进一步重视科技研发的重要作用。以科技促生产就是要以农业发展的现实需求为导向，为市场提供符合当地生产环境的优质生产资料。在完善现有农业科研体系的前提下，加大农业科研力度，鼓励多元市场主体参与农业创新，实现政府、涉农企业与农户之间的互利共赢，实现产前、产中与产后的有序互动与良性循环。