亲环境农业技术采纳的多元增益效应研究——以新型微灌技术为例

○张朝辉 周乾晨

（石河子大学经济与管理学院，新疆 石河子 832000）

一、引言

传统农业要素的增加和全要素生产率的提高是经济增长的主要源泉，资源的稀缺性决定了中国农业的持续发展不能依赖于农业要素的无限扩张，且过度开发农业资源、过量使用化肥农药等农业投入品、低效率利用灌溉水等传统粗放型农业经济增长不可避免地诱发一系列农业内源性污染与资源危机，并严重威胁农业可持续发展。基于世界农业发展趋向与中国农业发展态势，中国提出《关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》《推进水肥一体化实施方案（2016—2020）》等一系列规划方案，推广应用了科学施肥、安全用药、绿色防控、农田节水等亲环境农业技术，以降低传统农业生产的环境污染累积效应、适应自然资源的刚性约束。亲环境农业技术成为破解农业农村资源环境突出问题、培育壮大农业绿色发展新动力、实现农业可持续发展的关键支撑。作为典型的农业绿色技术，新型微灌技术通过节水、减肥、减药技术的整体式设计、模块化建设与一体化运营，实现农业产出最优、资源耗费减量与环境污染降低等同向同行。水肥药过量施用等非理性行为源于农户追求经济效益最大化的“理性”目标，新型微灌技术应用推广有助于实现农户个人利益与政府公共利益的相互调适[1]，实现生产、生态、生活“三生”融合。

作为典型的亲环境农业技术，新型微灌技术以高效节水灌溉为主要模块，以农田节水增效、化肥减量提效、农药减量控害为集成功能，但也存在基础投资高、回收周期长、资本和技术密集等特点[2]，加之技术回报预期的不确定性[3]、农户技术认知的非充分性[4]与家庭资源禀赋的差异性[5]等，不可避免地引发技术推广应用中的农户个体障碍[6]，使得技术推广效率低下、农户采纳需求弱[7]。尽管政府持续加大新型微灌设施设备的投资建设与补贴扶持力度，但新型微灌技术仍存在技术采用不充分、覆盖领域不全面等问题，新型技术的社会—经济—生态效益尚未全面凸显。因此，如何准确认知新型微灌技术的农户采纳决策机制，客观估计新型微灌技术采纳的增产、增收、降本等综合效应，是增强农户的新型农业技术采纳意愿、创新新型农业技术推广方式、提升新型农业技术推广效率亟待解决的关键问题。

二、研究区概况与数据来源

（一）研究区概况

研究区位于天山山脉中段南麓、塔里木盆地北部，是典型的生态脆弱区、灌溉农业区与退耕还林重点工程区，也是环塔里木盆地最大的优质果品生产基地。2018 年，研究区特色林果种植面积达15.12 万公顷，其中，红枣种植面积达9.63 万公顷，占全省红枣种植总面积的20.22%；特色林果产量188.18万吨，其中红枣产量56.71万吨，占全省红枣产量的16.34%。节水灌溉是研究区破解水资源短缺与土地稀缺矛盾、适应干旱区农业生产需要、促进农业可持续发展的重要举措。当前，研究区已基本完成红枣等特色林果业的规模化扩张，加快推进特色林果标准园建设、加快普及水肥一体化微灌等新型农业技术、加快提升特色林果供给质量与供给效率成为研究区特色林果业高质量发展的重要任务。近年来，研究区以特色林果标准化生产示范园建设为契机，坚持“一控两减三基本”农业生产约束，积极推广普及特色林果新型微灌技术，以提升水分利用效率（15%）、提高肥料利用率（10%）、提高林果产量（10%）与林果果品品质（5%）[8]，但研究区林果新型微灌技术的应用广度与使用深度仍待提升。

（二）数据来源

研究数据源于农户生产经营行为及生计状况问卷调查，调查区域涉及温宿县、乌什县、新和县与沙雅县等研究区，调查对象选择方式为典型随机抽样。为科学评价新型微灌技术采纳对林果产量的增长效应，选择三年及以上成龄红枣的种植农户作为研究样本，共获取有效样本573个。调查样本农户的平均红枣种植面积为15.51亩、平均年龄47.91岁、平均务农年限25.12 年，51.83%的农户采用了林果新型微灌技术。

三、模型设定与变量选择

（一）模型设定

农户生产行为与农业绿色技术采纳行为存在着“同时决策”的可能，并基于农民个性特征与家庭资源禀赋的异质性形成“自选择”问题[9]，农户的不可预测特征可能影响其技术采纳决策与采纳效应[10]。由于忽略了未预测异质性和选择性偏误的存在，普通最小二乘法、工具变量法估算的技术采纳净效应可能出现估计偏差[11]，倾向得分匹配法也仅用解决可预测因素的异质性。内生转换模型综合考虑了可观测变量与不可预测变量引发的选择性偏误问题，构建反事实情景估算平均处理效应，有效弥补了倾向得分匹配方法的缺陷[12,13]，为林果新型微灌技术的增益效应估算、技术采纳影响因素及最优推广策略制定等提供了有效信息。

作为理性经济人，农户选择应用林果新型微灌技术以实现综合经营收益最大化。假定农户i应用林果新型微灌技术的生产效应为Tia*，未使用林果新型微灌技术的生产效应为Tin*，则农户i选择采纳林果新型微灌技术的条件为Tia*-Tin*=Ti*>0，即农户使用新型微灌技术的生产效应大于未使用的生产效应。Ti*是无法被直接预测的潜变量，仅能由一系列可预测的外生变量的函数表示。农户的林果新型微灌技术的采纳决策模型为：

式（1）中，Ti表示农户是否采纳林果新型微灌技术，Ti=1 表示农户选择采纳林果新型微灌技术（即“技术采纳者”），Ti=0 表示农户没有选择应用采纳林果新型微灌技术（即“技术未采纳者”）。特色林果生产效应决定模型：

式（2）中，Yi为农户i的林果生产效应（取对数）；Xij表示影响林果生产效应的其他变量，包括户主性别、年龄、受教育年限、种植规模等个体特征、家庭特征与经营特征变量。αi与βj表示相应的待估系数，μi表示残差项。尽管模型（2）能够描述林果新型微灌技术采纳对林果生产效应的影响，但由于农户采纳新型微灌技术的变量Ti存在样本自选择问题与不可预测因素的内生性问题，难以准确评估技术的产量影响效应。内生转换回归模型（ESR）能够解决未预测异质性和选择性偏误[9,12,14-15]，科学评测新型微灌技术采纳对林果生产效应的增长机制。

ESR模型包括两个阶段的估计，第一阶段应用Probit 或Logit 模型估计农户采纳林果新型微灌技术的行为决策方程见式（3）；第二阶段，建立不同情境下的林果生产效应水平决定方程，技术采纳组的林果生产效应水平方程见式（4），技术未采纳组的林果生产效应水平方程，见式（5）。

式（3）、式（4）、式（5）中，Ti表示农户是否选择林果新型微灌技术的二元选择变量；Vi表示农户选择林果新型微灌技术的影响因素，Xiα与Xin表示林果生产效应的影响因素，且ESR允许Vi与Xiα与Xin重叠[12]。Yia与Yin表示技术采纳组的林果生产效应水平（处理组）与技术未采纳组的林果生产效应水平（控制组）。表示相应的待估系数，μi、εiα与εin表示残差项。

ESR 模型将估计各类因素对技术采纳农户与技术未采纳农户的林果生产效应的影响，并应用反事实分析框架，构建技术采纳农户、技术未采纳农户、假定采纳农户未采纳新技术、假定未采纳农户采纳新技术四种情景下的林果生产效应，进一步估计新型微灌技术对林果生产的平均处理效应，如下式（6）至式（9）所示。

此时，采纳新型微灌技术农户的林果生产的平均处理效应ATT（处理组），未采纳新型微灌技术农户的林果生产的平均处理效应ATU（控制组）表述为：

（二）变量选择

新型微灌技术是增加农业种植效益、提升农田水分生产率、提升化肥利用率、推进农药精准调控的亲环境农业技术[16]，其技术采纳具有显著的生态、经济与社会效益。但从农业技术采纳行为效应来看，理性经济农户更倾向于关注新型微灌技术采纳的增产效应、增收效应、降本效应等经济性产出。因此，本研究以红枣生产为例，从增产效应（单位面积产量增长效应）、增收效应（单位面积收入提升效应）、降本效应（单位面积成本减少效应）反映新型微灌技术采纳对红枣生产的综合影响。根据农户技术采纳影响因素的研究成果[2,4,6,7,17-18]，本研究将户主年龄、受教育年限、务农年限等农户特质因素，经营规模、劳动力情况、农用机械等家庭禀赋特征，与县（镇）的距离、技术培训、合作社等外部环境因素纳入模型进行分析（见表1）。

表1 变量定义及赋值

（三）变量描述

根据变量描述性统计结果（见表2），新型微灌技术采纳者（处理组）与技术未采纳者（控制组）存在显著差异，处理组的红枣果品亩均产量比控制组高28.085 千克（P<0.1），处理组的红枣果品亩均收入比控制组高125.471 元（P<0.05），处理组的红枣果品亩均成本比控制组低13.765 元（P<0.1），初步表明农户采纳新型微灌技术具有显著的增产效应、增收效应与降本效应。具体来看，处理组与控制组的户主性别变量（P<0.01）、户主年龄变量（P<0.05）、户主受教育年限变量（P<0.01）、经营规模变量（P<0.01）、劳动力是否充足变量（P<0.05）、是否向银行或亲友借款变量（P<0.01）、是否接受技术培训变量（P<0.01）、亲友中是否有村干部变量（P<0.01）、是否有农用机械变量（P<0.01）、家与县（镇）的距离变量（P<0.01）、是否有智能手机变量（P<0.01）均存在个体异质性，这些差异不仅反映了农户的技术采纳偏好，也影响了林果生产综合效应。

表2 变量描述性统计与分组差异

四、结果分析

（一）新型微灌技术采纳综合效应的估计结果

农户新型微灌技术采纳决策与林果生产综合效应模型联立估计结果如表3 所示。技术采纳农户与未采纳农户的林果生产效应方程的逆米尔斯比（mills0/mills1）在1%水平上显著，农户技术采纳决策方程与林果生产增产效应方程（模型I）、增收效应方程（模型II）与降本效应方程（模型III）的联合独立性似然比均通过显著性检验，表明需要校正由不可预测变量引起的样本选择偏误。ρ1μ与ρ0μ表示技术采纳决策模型与技术采纳农户的林果生产效应模型、技术未采纳农户的林果产量模型误差项的相关系数。

表3 ESR模型估计结果

（二）林果生产综合效应模型估计结果分析

特色林果生产具有需水量大、化肥农药依赖强、劳动工作强度大等客观要求，水肥药利用效率与耦合效率直接决定了特色林果的产量差距、成本差异与价格水平，直接影响着林果生产的环境胁迫强度与资源耗费总量[16]。林果新型微灌技术采纳有助于提升林果产量的稳定性、要素利用的高效性、生产条件的持续性，增强技术应用与果树品种的匹配性[19]、与气候环境的适应性、与耕作制度的相容性等[16]，凸显出积极的林果种植产量优势、成本优势与收益优势，进而显著地影响农户技术认知与技术采纳行为。

务农年限变量（P<0.01）、经营规模变量（P<0.01）、劳动力是否充足变量（P<0.01）对技术采纳农户与技术未采纳农户的林果产量、销售收入与生产成本均具有显著影响。务农年限越长，农户的农业生产经验越丰富，林果经营管理的精准度与林果种植技术的熟练度越高，林果单位面积产量、单位面积收入越高，林果单位面积成本越低。研究区特色林果经营实践表明，农户仍未解决林果种植的“增规不增产、增规不增收”问题，林果经营规模将在一定程度上对其林果单位产量与单位收益产生消极影响，但也验证了规模化经营带来的经营成本节约[20]。劳动力数量与林果单位产量与单位收益呈现负向关联，与单位成本呈现正向关联，可能的解释是随着非农就业比较优势的不断增强，农户更可能单纯地追求非农就业等生计转型，片面地降低对土地收入的依赖，传统农业生产经营热情与农业劳动力投入受到抑制，进而影响其林果生产综合效应[21]。

户主年龄变量（P<0.05）、亲友中是否有村干部变量（P<0.05）对技术采纳农户的林果单位产量、单位收益具有显著影响，是否加入合作社变量（P<0.05）对技术采纳农户的林果单位产量、单位收益、单位成本的影响均通过显著性检验。较之于技术未采纳农户，技术采纳农户的年龄因素对林果产量与林果收益的影响较为敏感，红枣等林果种植的田间管理劳动强度较大且林果整体机械化水平依然偏低，年龄较大的农户可能难以满足林果种植的管理要求而使得林果产量受损并影响种植收益[2]。对于亲友中有村干部的技术采纳农户而言，其往往能够获取更多的信息资源、技术资源与组织资源，更倾向于跟随村干部亲友的生产经营决策或接受村干部亲友的生产经营建议，进而获取更高林果生产单位产量与单位收益。对于加入合作社的技术采纳农户，合作社能够为社员提供林果种植技术信息、技术指导与技术服务，修正生产经营习惯、改变技术应用认知、提升要素使用效率，进而提高林果单位产量与单位收益、降低林果单位成本。

户主受教育年限变量（P<0.01）、是否向银行或亲友借款变量（P<0.01）、是否有智能手机变量（P<0.05）仅对技术未采纳农户的林果产量具有显著影响，反映了受教育程度、生产资金约束、信息获取等因素对技术未采纳农户的林果产量影响较为敏感。户主受教育年限越长，其学习认知能力、信息获取能力、技术吸收能力与经营管理能力越强，越倾向于采纳特色林果经营的新品种、新技术、新理念、新模式。生产资金是农户采纳新技术、投入新要素、扩大生产规模、抵御外部冲击的硬性约束[2]，农户向银行或亲友借款情况直接反映了农户生产发展的资金约束情况；对银行或亲友无借款的技术未采纳农户，其不存在显著的发展资金制约，更可能将资金用于购买化肥农药、采纳新技术、投建新设施。是否有智能手机变量是农户获取技术信息、市场信息与经营信息的代理变量，拥有智能手机的农户可能获得多元化信息以优化其林果生产决策与经营管理方式，进而提升林果生产综合效应。

（三）新型微灌技术采纳的林果多元增益效应分析

ESR模型测算了技术采纳农户、技术未采纳农户、假定采纳农户未采纳新技术、假定未采纳农户采纳新技术四种情景下的林果生产综合效应水平（见表4）。整体而言，新型微灌技术采纳对林果单位产量与单位收益具有显著的正向处理效应，对林果单位成本具有显著的负向处理效应。ATT 估计结果表明，对于已采纳技术的农户而言，若假设其不采纳新型微灌技术，其红枣单位产量将降低37.51（P<0.01）千克、单位收益将降低184.69（P<0.01）元、单位成本将提升18.66（P<0.01）元。ATU估计结果表明，对于未采纳技术的农户而言，若假设其采纳新型微灌技术，其红枣单位产量将提升104.60（P<0.01）千克、单位收益将提升400.63（P<0.01）元、单位成本将降低247.82（P<0.01）元。因此，新型微灌技术采纳有助于提升特色林果单位产量、提高特色林果单位收益、降低特色林果单位成本，增强农业经营产出水平与综合生产能力。

表4 技术采纳对红枣综合生产水平的平均处理效应

（四）进一步分析：经营规模差异下的林果多元增益效应

为进一步剖析技术采纳对不同经营规模农户林果生产的影响差异，本研究将经营规模变量进行四分位数处理，分析不同经营规模四分位数中农户采纳新型微灌技术对林果生产的影响（见表5）。从整体上看，林果新型微灌技术采纳对不同经营规模农户的林果单位产量、单位收益与单位成本等具有显著影响，不同四分位数经营规模农户的技术采纳处理效应仅呈现为影响幅度的差异。从经营规模第4 分位数分组来看，ATT 估计结果表明，对于已采纳技术的农户而言，若假设其不采纳新型微灌技术，其红枣单位产量将降低92.80千克、单位收益将降低412.87 元、单位成本将提高40.88 元。ATU估计结果表明，对于未采纳技术的农户而言，若假设其采纳新型微灌技术，其红枣单位产量将提升133.20 千克、单位收益将提高530.53 元、单位成本将降低239.91元。综合来看，经营规模第4分位数的农户技术采纳对林果生产的平均处理效应最高，表明经营规模为20亩以上的农户采纳新型微灌技术的收益最大。这也充分说明了新型微灌技术采纳的林果生产处理效应具有显著的异质性，根据农户家庭资源禀赋的不同而存在较大差异。

表5 基于经营规模四分位数的农户技术采纳对林果生产的影响

（五）稳健性检验

为验证ESR回归分析结果的可靠性，本研究选择倾向得分匹配与双重稳健估计两种替代方法进行ESR稳健性检验（见表6）。倾向得分匹配采用K近邻匹配方法（K=3），新型微灌技术采纳的红枣单位产量处理效应为28.08（P<0.05）千克、单位收益处理效应为125.47（P<0.05）元、单位成本处理效应为-13.76（P<0.1）元。双重稳健估计得到的红枣单位产量处理效应为47.61（P<0.05）千克、单位收益处理效应为208.51（P<0.05）元、单位成本处理效应为-23.39（P<0.05）元。稳健性结果验证了农户采纳新型微灌技术对林果增产、增收、降本具有积极影响。值得注意的是，由于倾向得分匹配模型与双重稳健估计模型未考虑未观测到的异质性，而使得技术采纳的处理效应被低估了，这也表明了ESR在此类分析中优势[12,14]。

表6 稳健性检验

五、讨论

近年来，中国持续推进农业绿色发展与技术需求对接，农业绿色发展技术应用推广取得了显著成效。新型微灌技术是推进节水灌溉与化肥农药减量增效的新型水肥药一体化集成技术，是提升农业综合生产能力的重要技术实践。本文基于研究区农户的考察，新型微灌技术采纳具有显著的增产、增收与降本优势，且对于较大经营规模农户（20亩以上）的技术采纳增益效应最大。作为重要灌溉农业区与干旱半干旱地区，研究区推广应用新型微灌技术以应对气候变化、适应水资源硬性约束、落实节肥减药任务，但也仅51.83%的调研农户采用了林果新型微灌技术。这可能源于新型微灌技术初期投入偏大[2]、技术要求与运行频次的限制、农户对新技术认知深度不足、农业传统经营习惯路径依赖等因素约束[5]，使得林果新型微灌技术尚未全面推广。

农户的亲环境农业技术采纳表现为较强的个体行为[17]，这是个体、家庭、社会经济、环境因素等共同作用的复杂选择过程。农户年龄、受教育程度、技术认知、生态意识等个体特征因素，家庭收入水平、耕地面积、兼业情况、种植制度、社会资本等家庭经营特征因素，技术推广、用水制度、政策扶持等外部环境因素是影响农户技术采纳行为的重要因素[2,5,7,17,22]。农户自身要素禀赋的差异将产生不同的技术需求，技术需求的优先序则取决于技术采纳的盈利能力。因此，新型微灌技术的增产增收降本优势是激发农户制定技术采纳决策的关键要素[4]。

需指出的是，本研究应用内生转换回归模型克服选择性偏误问题，突破了选择单一指标探讨技术采纳处理效应的局限，从单位产量、单位收益与单位成本三个方面估算新型微灌技术采纳对农户的增产、增收与降本等综合增益效应，为农户采纳新型微灌技术提供了决策信息。未来研究将系统考虑新型微灌技术采纳带来的生态效益、社会效益等综合社会福利效应。

六、结论与建议

基于研究区573个红枣种植农户调研数据，应用ESR 模型修正不可预测因素和选择性偏误的影响，反事实考察了新型微灌技术对林果生产的增益效应。研究结果表明：第一，新型微灌技术采纳能够显著地提升林果单位产量、提高林果单位收益、降低林果单位成本，呈现显著的增产、增收与降本等增益效应。第二，技术采纳农户与技术未采纳农户的林果产量、收益与成本影响因素存在显著差异，务农年限、经营规模、劳动力是否充足等变量对技术采纳农户与技术未采纳农户的林果生产综合效应均具有显著影响。第三，从经营规模尺度来看，新型微灌技术采纳对不同经营规模农户的林果单位产量、单位收益与单位成本具有显著影响，且经营规模越大，农户采纳新型微灌技术的增益效应也最大。

为催生农户的林果新型微灌技术采纳决策，提升技术推广效率效果，有效提升林果综合生产效应，本研究认为：第一，应重点加大新型微灌技术增产效果、技术易用性与技术应用必然性的宣传，消除农户的技术不确定性，强化农户的技术认知深度。第二，应考虑到新型微灌技术采纳对产量增长效应的经营规模尺度差异，加大对农民合作社、家庭农场等新型农业经营主体的技术设施设备建设扶持力度，凸显新型农业经营主体的技术示范、带动与辐射作用。第三，应构建技术推广、技术咨询、技术培训与技术服务体系，提升新型微灌技术的农户认可度、推进新型微灌技术应用全覆盖。