鄺佛緣 金建君,2* 邱 欣
(1.北京師范大學 地理科學學部 自然資源學院,北京 100875;2.北京師范大學 地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,北京 100875)
長期以來高投入、高消耗、高排放的粗放型農業(yè)經營方式已經導致我國耕地質量下降、土地退化、生態(tài)環(huán)境破壞等問題,農業(yè)生態(tài)環(huán)境的承載力迫近極限[1]。在此背景下,2021年中央一號文件強調推進農業(yè)綠色發(fā)展,持續(xù)推進化肥的減量增效。加快農業(yè)生產方式向綠色農業(yè)發(fā)展的轉型升級尤為迫切,推廣綠色生產技術是其中重要一環(huán)。測土配方施肥技術作為一項重要的綠色生產技術,通過前期的土壤測試結果,有針對性地調整作物現有的營養(yǎng)元素配比,從而實現精準施肥[2]。該技術通過轉變農戶盲目從重的施肥方式,轉向科學精準的綠色農業(yè)生產方式,可以有效地提高化肥利用率,減少化肥對農業(yè)生態(tài)環(huán)境、土壤土質等的破壞,在保障糧食安全的基礎上實現農作物的增產和農戶的增收[2-4]。農戶作為測土配方施肥技術的實際采納者,其采納行為直接影響到我國綠色生產技術的推廣效果[5]。然而,農戶由于缺乏知識、對技術效益的感知水平低、對技術采納的風險預期高和缺乏采納條件等因素,采納測土配方施肥技術的積極性并不高,采納比例較低[4-7],從而影響到我國綠色農業(yè)的推進步伐。因此,從農戶視角切入,有必要對農戶測土配方施肥技術采納行為及其行為效應進行分析。
梳理已有研究,諸多學者認為測土配方施肥技術的采納行為主要受到農戶主體內在驅動因素和外在環(huán)境因素的影響。內在驅動因素方面,主要包括個體特征(如農戶的年齡、性別、教育程度、技術感知水平等)、耕地資源稟賦和家庭稟賦特征[5-12]。外在環(huán)境因素,例如土地產權穩(wěn)定性、技術效益與展示、技術指導與支持等[5,8,13-14]。此外,也有部分學者探究了測土配方施肥技術對農戶增產增收或化肥減量施用的影響,認為技術采納具有明顯的經濟效應和生態(tài)效應[6,15-16]?,F有研究已經做出了較為系統(tǒng)地探索,但仍有待深化的空間。一方面,已有研究更多的關注農戶采納測土配方施肥技術的行為決策,而較少聚焦到農戶采納技術的行為效應,抑或只關注單方面的行為效應(經濟效應或生態(tài)效應)。另一方面,已有研究所使用的研究方法(最小二乘法、傾向得分匹配法或工具變量法)并沒有很好地解決測土配方施肥技術采納的內生性問題或樣本自選擇問題,研究方法還有待完善。
基于此,本研究利用鄱陽湖平原6個產糧大縣的607份農戶調查數據,運用ESR模型實證分析了農戶采納測土配方施肥技術的影響因素及其采納行為的經濟和生態(tài)效應。本研究識別出農戶采納測土配方施肥技術的障礙因子,以期為相關部門制定政策和工作開展提供實證依據;通過顯化技術的行為效應,有助于提高農戶采納該技術的積極性,從而更好地推動我國農業(yè)綠色發(fā)展的進程。
農戶作為理性經濟人,其做出測土配方施肥技術采納決策是基于效用最大化,這種效用主要體現在農戶采納該技術成本和收益的差值,即凈效用。具體而言,當農戶采納該技術的收益大于采納成本時,農戶會傾向于采納該技術;而當農戶采納該技術的收益小于采納成本時,農戶往往不會采納該技術。測土配方施肥技術基于田間肥料試驗和土壤測試,結合農作物在不同生產階段的需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應,有針對性地調整作物現有的營養(yǎng)元素配比,從而實現精準施肥[2]。該技術基于農作物“缺什么補什么、缺多少補多少”的原則,實現土壤各種養(yǎng)分的平衡供應,滿足農作物的生長需求,從而提高化肥的利用率,實現農作物的增產和農戶的增收[2-4]。結合本研究而言,農戶更關注測土配方施肥技術是否能夠提高水稻產值和降低化肥施用量。具體而言,假定農戶i是否采納測土配方施肥技術的行為決策為Ai,農戶i采納測土配方施肥技術所能獲得的潛在凈效用是Uiy,則未采納測土配方施肥技術的潛在凈效用為Uin。那么農戶采納測土配方施肥技術的前提條件是采納技術所能獲得的凈效用大于未采納技術的凈效用,即當Uiy-Uin>0時。由于農戶是否采納測土配方施肥技術的凈效用是無法被直接觀測的潛變量,需要由一系列可觀測外生變量的函數表達式所表示,則農戶是否采納測土配方施肥技術的決策模型可以表示為:
(1)
式中:Ai=0表示農戶選擇不采納測土配方施肥技術,Ai=1則表示農戶選擇采納測土配方施肥技術。
我國農村的農業(yè)經營決策往往是由戶主或農業(yè)經營決策者主導,其個體特征會影響到測土配方施肥技術的采納行為決策。研究表明,年齡越大的農戶由于其受到傳統(tǒng)思想觀念的禁錮越大,對新技術的理解和接受能力也更差,往往會更不愿意采納測土配方施肥技術[5-6]。農戶對生態(tài)環(huán)境和施用化肥方面的認知存在性別差異,表現出男性農戶在環(huán)境保護和科學合理施肥方面的意識更強[17-18],這種認識有利于促進農戶采納測土配方施肥技術[8,14]。教育程度會影響農戶對環(huán)保和科學施肥的認知[17-18],也會影響農戶采納測土配方技術的能力[16,19]。因此,提出本研究的假說1:
H1:農戶采納測土配方施肥技術的行為決策受到個體特征的影響,農戶的年齡和受教育程度對采納測土配方施肥技術存在正向影響,且男性更有可能采納該技術。
家庭特征會影響到農戶的農業(yè)生產決策,尤其是一些勞動密集型或資金密集型綠色生產技術的采納。家庭人口數越多,往往更便于農戶開展農業(yè)生產[7]。家庭人口數越多的農戶往往從事各行各業(yè)的可能性更大,與外界接觸面更廣,獲取農業(yè)技術信息的渠道也越多,往往越愿意采納測土配方施肥技術[20]。家庭總收入作為衡量農戶家庭經濟能力的重要指標之一,而測土配方施肥技術的采納可能需要更多資金支持,農戶家庭經濟能力越好,其采納測土配方施肥技術的可能性越高[5,7]。家庭親朋好友中有擔任政府部門職務的農戶往往擁有更多農業(yè)資訊的獲取渠道,也更容易獲取農業(yè)技術支持,更可能采納測土配方施肥技術[7,9]。因此,提出本研究的假說2:
H2:農戶采納測土配方施肥技術的行為決策受到家庭特征的影響,家庭人口數、家庭總收入和家庭親朋好友中有擔任政府部門職務對農戶采納測土配方施肥技術有正向影響。
在家庭聯產承包責任制下,小規(guī)模分散經營是我國農業(yè)生產的主要特征,耕種面積越大的農戶往往更愿意采納測土配方施肥技術來應對土地質量異質性的問題,從而實現農業(yè)生產的增產增收和減少土地投入成本的目標[10,12]。有研究指出,土地破碎化會降低農戶參與非農勞動供給的概率,減少非農勞動供給時間[21],加大了勞動強度,提高農業(yè)技術采納成本,阻礙了農戶獲取規(guī)模經濟,從而不利于農戶采納測土配方施肥技術[11]。而耕地土壤肥沃程度越好的農戶,往往對測土配方施肥技術的需求迫切性更低,從而采納該技術的可能性也更低[21]。家離耕地的距離越遠,往往會增加土地經營的投入成本,從而削弱農戶對測土配方施肥技術的采納[11]。因此,提出本研究的假說3:
H3:農戶采納測土配方施肥技術的行為決策受到耕地資源特征的影響,耕種面積對農戶采納該技術具有正向影響,耕地破碎度、土壤肥沃程度和家離耕地距離則為負向影響。
數據來源于課題組2020年12月在鄱陽湖平原6個產糧大縣(都昌縣、永修縣、鄱陽縣、新建區(qū)、余干縣和進賢縣)的實地調研。實地調研采取簡單隨機抽樣和分層隨機抽樣相結合的方式選取樣本點和樣本農戶,采用調查問卷和小型專題座談會等參與式農村評估工具對6個樣本縣(區(qū))開展入戶訪談。根據各縣(區(qū))的鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模、人口數量和地理位置,從每個縣(區(qū))中選擇2個鄉(xiāng)鎮(zhèn),每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)隨機選擇3個村莊,在每個村莊隨機邀請15~20戶農戶進行問卷調查,共發(fā)放630份調查問卷,經過問卷數據的檢查,剔除了存在信息不全、自相矛盾等問題的問卷,最后共獲得607份有效問卷,問卷有效率為96.35%。
由于決定是否采納測土配方施肥技術是農戶分析預期收益后的自選擇,存在一些如農戶個人偏好、管理技能等不可觀測的因素,這些因素同時對農戶測土配方施肥技術采納行為與行為效應水平產生影響,也就是說存在樣本自選擇問題。如果忽視樣本自選擇問題,采用最小二乘法來估計,可能得到有偏估計。諸多學者采用傾向得分匹配法來解決選擇性偏差問題,然而該方法并不能解決不可觀測因素導致遺漏變量的內生問題。此外,也有學者嘗試采用工具變量法來估計,但該方法未考慮處理效應的異質性問題。本研究將使用Maddala[22]提出的ESR模型來探討農戶測土配方施肥技術的采納行為效應。
ESR模型估計了3個方程:行為選擇方程(農戶是否采納測土配方施肥技術)、結果方程 Ⅰ(控制組,即未采納農戶的行為效應水平方程)和結果方程 Ⅱ(處理組,即采納農戶的行為效應水平方程),其方程表達式分別為式(2)、(3)和(4):
Ai=φZi+δWi+μi
(2)
Yin=βnXin+εin
(3)
Yiy=βyXiy+εiy
(4)
式(2)中:i表示第i個農戶,農戶未采納測土配方施肥技術用n表示,已采納則用y表示;Ai表示農戶是否采納測土配方施肥技術的二元選擇變量;Zi表示影響農戶是否采納測土配方施肥技術的各種因素;Wi表示識別變量向量,用來保證ESR模型的可識別性;φ和δ分別表示Zi和Wi的估計系數;μi是隨機誤差項。式(3)和(4)中,Yin和Yiy分別表示未采納農戶和采納農戶兩個樣本組的行為效應水平;Xin和Xiy表示影響農戶行為效應的一系列因素,βn和βy分別表示Xin和Xiy的估計系數;εin和εiy分別是各自方程的隨機誤差項。
通過ESR模型的估計系數,運用反事實分析框架,通過對比真實情景與反事實假設情景下測土配方施肥技術未采納農戶與采納農戶的效應水平期望值,來估計測土配方施肥技術采納行為對農戶效應影響的平均處理效應。計算公式分別為式(5)、(6)、(7)和(8):
E[Yin|Ai=0]=βnXin+σμnλin
(5)
E[Yiy|Ai=1]=βyXiy+σμyλiy
(6)
E[Yiy|Ai=0]=βyXin+σμyλin
(7)
E[Yin|Ai=1]=βnXiy+σλiy
(8)
因此,未采納測土配方施肥技術農戶效應水平的平均處理效應,即控制組的平均處理效應(ATU),可以表述為式(5)與(7)之差:
ATUi=E[Yin|Ai=0]-E[Yiy|Ai=0]=
(βn-βy)Xin+(σμn-σμy)λin
(9)
相應地,實際采納測土配方施肥技術農戶效應水平的平均處理效應,即處理組的平均處理效應(ATT),可以表述為式(6)與(8)之差:
ATTi=E[Yiy|Ai=1]-E[Yin|Ai=1]=
(βy-βn)Xiy+(σμy-σμn)λiy
(10)
1)被解釋變量。根據上述的模型設定,被解釋變量設定為評價農戶采納測土配方施肥技術的經濟效應和生態(tài)效應的指標。借鑒現有研究[6,12],選擇水稻單位面積產值和化肥施用量2個指標來衡量。
2)關鍵解釋變量。農戶測土配方施肥技術的采納行為被設定為本研究的關鍵解釋變量,通過詢問農戶“您是否采納了測土配方施肥技術”來測度。
3)其他解釋變量。參考已有研究[5-12],從農戶個體特征、家庭特征和耕地資源特征3方面選取指標。個體特征方面,選擇年齡、性別和教育程度3個指標衡量;家庭特征方面,選取家庭總收入、家庭人口數和政府官員3個指標衡量;耕地資源特征方面,選取耕種面積、耕地破碎度、土壤肥沃程度和家離耕地距離4個指標衡量。
4)識別變量。選取“信息獲取渠道”和“家離農技距離”兩個變量作為識別變量。選擇這兩個變量的原因是,更多的信息獲取渠道和家離農技機構更近有助于農戶更好地獲取農業(yè)技術、補貼等農業(yè)資訊,會直接影響到農戶采納測土配方施肥技術的行為決策。此外,農戶家離農技機構的距離是客觀存在的,并不會對農戶的水稻產值和化肥施用量產生直接影響。上述各個變量的定義與描述統(tǒng)計性分析如表1所示。
表1 變量的定義及描述性統(tǒng)計Table 1 Definitions and descriptive statistics of the variables
為了減小異常值和異方差等對模型估計結果的影響,本研究在進行回歸分析時對水稻單位面積產值和化肥施用量兩個變量進行自然對數處理,得到表2和3的回歸結果。其中,采納決策模型Ⅰ為選擇方程與經濟效應方程聯合估計結果,采納決策模型Ⅱ則為與生態(tài)效應方程聯合估計結果。如表2所示,兩次聯合估計的對數似然值檢驗和聯合獨立似然比檢驗均在1%的水平上顯著,表明模型的擬合效果較好。此外,兩個識別變量對農戶采納測土配方施肥技術的行為決策均具有顯著影響,對水稻單位面積產值和化肥施用量的影響未通過顯著性檢驗。因此,可以認為識別變量是有效的。
根據已有研究[23-24]提出的觀點,在ESR模型估計中相關系數ρμa和ρμn具有計量解釋。在ESR模型中,樣本自選擇效應主要通過測土配方施肥技術采納戶效應方程結構變量ρμa和非采納戶效應方程的ρμn反映出來。估計結果中,如果結構變量為0,則選擇外生轉換模型;如果顯著不為0,則說明有必要糾正選擇性導致的內生性偏誤,需要選擇ESR模型。如表3所示,結構變量ρμa和ρμn在同一個模型中至少有一個通過了顯著性檢驗,這表明樣本存在自選擇問題,農戶選擇是否采納測土配方施肥技術并不是隨機產生的,而是農戶基于采納技術前后自身效用變化后做出的“自選擇”,如果不進行糾正,所得到的估計結果將是有偏的。
由表2可知,農戶測土配方施肥技術采納行為主要受到性別、家庭總收入、耕種面積、耕地破碎度、信息獲取渠道和家離農技距離等變量的影響。具體而言,性別通過了5%的顯著水平檢驗,表現為男性更可能采納測土配方施肥技術。已有研究也有類似結果[17-18],可能原因是男性更偏好冒險且在科學合理施肥方面的意識更強,這種風險偏好和意識,有利于促進農戶采納測土配方施肥技術。由此,研究假說1得到部分驗證。家庭總收入對農戶采納測土配方施肥技術有顯著正向影響,這比較容易理解。相比于傳統(tǒng)的農業(yè)技術,測土配方施肥技術可能需要農戶投入更多的錢用于測土和使用配方肥等環(huán)節(jié),農戶家庭的經濟狀況越好,其采納測土配方施肥技術的概率越高[5,7]。到此,研究假說2得到部分驗證。耕種面積在兩個采納決策模型中均通過了1%的顯著性檢驗,表現為耕種面積越大,農戶越可能采納測土配方施肥技術。農戶進行大規(guī)模種植時,更希望通過采納測土配方施肥技術來減少化肥的投入成本,從而實現水稻的增產增收[10,12]。耕地破碎度變量對農戶采納測土配方施肥技術具有顯著負向影響,說明農戶耕種土地的破碎度越大,農戶采納測土配方施肥技術的可能性越低。類似研究就表明,農戶耕種土地的破碎度越大,往往會加大勞動力投入強度、增加土地投入成本,從而抑制農戶采納測土配方施肥技術[11,21]。到此,研究假說3得到部分驗證。信息獲取渠道和家離農技距離均通過了1%的顯著水平檢驗,分別對農戶采納測土配方施肥技術表現為正向影響和負向影響。信息獲取渠道和家離農技機構距離均可以反映農戶獲取農業(yè)技術等農業(yè)資訊的便利性,測土配方施肥技術作為一種新型農業(yè)技術,其運用離不開農業(yè)技術部門的支持,而信息不對稱是阻礙農戶采納農業(yè)技術的重要因素。
表2 農戶采納測土施肥技術的估計結果Table 2 The estimated results of farmers’ adoption of soil testing and formula fertilization technology
表3給出了農戶不同采納情景下經濟效應和生態(tài)效應的估計結果。經濟效應模型中,土壤肥沃程度、家離耕地距離、政府官員、教育程度、家庭人口數、耕種面積和耕地破碎度等變量影響農戶水稻單位面積產值。采納農戶組中,教育程度、政府官員和土壤肥沃程度對水稻單位面積產值具有顯著正向影響,表現為農戶的教育程度越高或親朋好友中有擔任政府部門職務或土壤肥沃程度越好,水稻單位面積產值越高。此外,家離耕地距離表現出顯著負向影響,即農戶家離耕地距離越遠,水稻單位面積產值往往越低。未采納農戶組中,家庭人口數、耕種面積、耕地破碎度和家離耕地距離變量對水稻單位面積產值有顯著負向影響,政府官員和土壤肥沃程度變量則具有顯著正向影響。具體而言,家庭人口數越多、耕種面積越大、耕地破碎度越大或家離耕地距離越大,農戶的水稻單位面積產值往往會越低;家庭親朋好友中有擔任政府部門職務或土壤肥沃程度越大的農戶,水稻單位面積產值往往會越高。
表3 農戶采納技術效應模型的估計結果Table 3 Estimation results of the effect of farmers’ adoption behaviors
生態(tài)效應模型中,耕地破碎度和土壤肥沃程度對測土配方施肥技術采納組和未采納組均通過了1%的顯著水平檢驗。這說明農戶的耕地破碎度越大,越傾向于施用更多的化肥;土壤肥沃程度越好的農戶,則會傾向于少施用化肥。在采納農戶組,性別對農戶施用化肥量有顯著影響,即男性在水稻種植時會更傾向于施用更多的化肥。在未采納農戶組,家庭人口數越多或家離耕地距離越大的農戶,往往在水稻種植時會施用更多的化肥。
如表4所示,總體而言,測土配方施肥技術的采納對農戶水稻單位面積產值有正向處理效應,對化肥施用量有負向處理效應,且均在1%的統(tǒng)計水平上顯著,這表明農戶采納測土配方施肥技術具有良好的經濟效應和生態(tài)效應,即該技術的采納有利于農戶實現水稻增收和化肥減量化施用的目標。具體而言,ATT的計量結果表明,對于已采納測土配方施肥技術農戶而言,假如農戶選擇不采納該技術,其水稻單位面積產值將分別下降6.38%、化肥施用量將增加2.14%。從ATU的估計結果可知,倘若未采納測土配方施肥技術的農戶能夠采納該技術,其水稻單位面積產值將分別增加1.83%、化肥施用量將下降1.00%。類似研究表明,測土配方施肥技術的采用可使水稻和小麥分別增產6.51%和8.22%,分別實現531.60元/hm2和492.15元/hm2的增收[15]。此外,也有研究結果發(fā)現,測土配方施肥技術不僅具有良好的經濟效應,還有生態(tài)效應,表現為測土配方施肥技術采用率每增加1%,化肥施用量降低0.09%[6]。
表4 農戶采納行為的平均處理效應Table 4 Average treatment effect of farmers’ adoption behavior
效應類別Effect category采納情形Adoptionsituation決策階段Decision stage采納Adopted未采納Unadopted處理組的平均處理效應ATT控制組的平均處理效應ATU變化率/%Change rate經濟效應Economic effect已采納戶7.2586.7950.463***6.379未采納戶7.1917.0620.129***1.827生態(tài)效應Ecological effect已采納戶4.0114.097-0.087***2.144未采納戶4.1424.184-0.042***1.004
值得提出的是,測土配方施肥技術被證實具有良好的經濟和生態(tài)效應,而實際采納率卻很低[4-7],其原因究竟是什么?一方面,本研究認為測土配方施肥技術的實際采納效應可能偏高。結合實地調研,農戶實際耕作時采納農業(yè)技術往往呈現兩個極端,基本不采納或采納多種農業(yè)技術,換言之,僅考慮單種技術進行估計,其行為效應估計結果往往偏高,這也為后續(xù)研究提供了一個方向。此外,采納測土配方施肥技術的農戶往往集中在規(guī)模經營的農戶,這類農戶的收入來源更大比重來源于農業(yè),也更有能力和動機來采納測土配方施肥技術,往往會采納多種農業(yè)技術。另一方面,測土配方施肥技術的宣傳和配套服務還有待加強。類似研究也指出,農戶對測土配方施肥技術還停留在簡單的認知水平,對技術的采納行為效應還有待進一步宣傳[5,14]。此外,測土配方施肥包含“測土、配方、配肥、供應、施肥指導”5個核心環(huán)節(jié),技術的采納離不開農業(yè)技術推廣部門的支持[2]。
本研究利用鄱陽湖平原6個產糧大縣607份農戶調查數據,以測土配方施肥技術為例,運用ESR模型探討了農戶綠色生產技術采納行為及其行為效應。主要研究結論為:1)農戶測土配方施肥技術采納行為主要受到性別、家庭總收入、耕種面積、耕地破碎度、信息獲取渠道和家離農技距離等變量的影響。男性、家庭收入越高、耕種面積越大,耕地破碎度越小、信息獲取渠道越多以及家離農技機構距離越近的農戶,更可能采納測土配方施肥技術。2)采納測土配方施肥技術的經濟效應和生態(tài)效應存在稟賦差異,土壤肥沃程度越好、家離耕地距離越近、親朋好友中有擔任政府職務的、教育程度越好、家庭人口數越少、耕種面積越小以及耕地破碎度越小的農戶,其水稻單位面積產值更高;耕地破碎度越小、土壤肥沃程度越好、女性、家庭人口數越少以及家離耕地距離越近的農戶,其施用化肥量越小。3)總體而言,測土配方施肥技術的采納有助于農戶實現水稻的增產和化肥減量化施用,表現為在反事實假設情景下,實際采納該技術的農戶若未采納,其水稻單位面積產值下降、化肥施用量增加;實際未采納該技術的農戶若采納,其水稻單位面積產值升高、化肥施用量減少。
基于以上結論,得到如下政策建議:1)降低耕地破碎度,實現適度規(guī)模經營。大力推動土地整治工程和高標準基本農田建設,通過土地平整、土地調整等方式,以村為單位實現土地的集中連片,有效地降低耕地破碎度;穩(wěn)步推進農地“三權分置”制度,培育農地流轉市場,構建以適度規(guī)模經營農戶為主體的現代農業(yè)經營體系,鼓勵農戶開展適度規(guī)模經營。2)加強技術的宣傳推廣,構建技術培訓體系。由農業(yè)技術推廣部門牽頭,大力開展測土配方施肥技術的宣傳與教育活動,提高農戶對測土配方施肥技術的認知水平;以地方農技部門為主導,整合農技科研機構、高校和農資企業(yè)等組織機構的力量,構建多渠道、多形式和多層次的技術培訓體系和培訓網絡。3)顯化技術效益,發(fā)揮技術的示范帶動效果。從種植規(guī)模、生產基礎和示范帶動效果等方面,篩選一些農戶或新型農業(yè)經營主體來開展技術的推廣示范,顯化技術的效益,發(fā)揮技術效益的示范帶動作用,讓廣大農戶更真切地感受到測土配方施肥技術所帶來的成效,提高農戶采納該技術的積極性。