农机服务规模经营对粮食生产效率的影响机理研究

彭新宇　卜宇轩　刘子玉　赵曼锱

摘 要：依据2009—2019年全国31个省（自治区、直辖市）的省级面板数据，运用随机前沿分析方法和Tobit模型，考量农机服务规模经营对粮食生产效率的影响及其作用机理。结果显示：2009—2019年，中国粮食生产效率总体递增，但区域间发展不平衡；农机服务规模经营通过技术引入效应和劳动力替代效应提高粮食生产效率，其中，技术引入效应的发挥受限于农业研发支出水平及其增速，劳动力替代效应在农业劳动力成本高的区域发挥的影响效用更佳。鉴于此，应加快农业科技创新，发展粮食生产全程机械化服务，完善农机社会化服务体系。

关键词： 农机社会化服务；服务规模经营；粮食生产效率；随机前沿分析

中图分类号：F323．8 文献标识码： A 文章编号：1003-7217（2023）06-0108-07

一、引 言

提升粮食生产能力是全方位夯实粮食安全根基的重要目标。2022年，中国粮食总产量6.87亿吨，是1978年3.05亿吨的两倍有余。单从粮食总产量来看，中国已成为“产粮大国”，但从农业科技水平和农业生产效率等方面看，离“产粮强国”尚有一定距离。现阶段粗放型粮食生产方式过分依赖生产要素的投入，给粮食产量带来的增长空间已愈发狭小。因此，實现“产粮大国”向“产粮强国”的发展，急需向高效率的粮食生产方式转变。在众多高效率的粮食生产方式中，农业机械化对粮食增产贡献巨大，1990年全国农作物耕种收综合机械化率仅为32.3%，2022年达到73.03%，缓解了农业劳动力存量面临老龄化和结构性短缺所带来的压力[1]，夯实了大国粮仓根基。

虽然农业机械化有助于提高粮食产量，但是中国有2.3亿承包经营农户，小农户大量且长期存在是中国的基本国情，小农户主体相对较弱的现实决定了中国农业的社会化服务导向[2]。小农户受资金和技术素养等约束，存在购置农业机械的预算门槛，以及重买轻用的技能风险。因此，提高农业机械化水平呼唤农机生产经营服务的介入。截至2021年底，全国农机服务组织19.34万个，全国乡村农机从业人员有4957.36万人①。农机服务业蓬勃发展，越来越多的农户将农业生产环节外包给农机服务组织，推动形成了农机服务规模化经营。服务带动型规模经营对于提高粮食生产效率、促进小农户和现代农业有机衔接、推进农业现代化具有重大意义[3]。作为农业社会化服务的重要形式之一，农机服务规模经营对粮食生产效率的影响值得进一步研究。

现有文献对农机服务规模经营进行了有益探索。首先，围绕农机服务需求端与供给端的相关研究。需求端的研究发现，相较于自购农机，农民通过将土地外包给农机服务组织，既能降低成本，也能提高农机使用效率，还能发挥闲散劳动力的辅助作用[4]。农机社会化服务还有助于促进农业劳动力转移[5]，培育新型农业经营主体[6]，改善农村老龄化[7]，缓解农村相对贫困[8]，促进小农户有机衔接机械化生产。也有学者从供给端出发，研究农机服务规模经营的利益机制，包括利益来源、成本约束、利益产生条件、利益联结与分配机制等[9，10]。其次，农机社会化服务对农业生产效率的影响研究，发现农机社会化服务提高了小麦生产的技术效率[11]，对粮食全要素生产率的增长[12]、粮食生产技术效率的提高[13]具有显著促进作用。最后，农机服务规模经营的量化指标研究。已有研究对农机服务的量化研究主要基于农户视角，研究农户对农机社会化服务的采纳行为[12]。从农户角度定义农机服务使用水平，可以规避耕地、播种、植保、灌溉、收割等某个农机服务环节的服务规模数据缺失问题。但该指标受到农机服务价格的影响，不能直接反映农机服务规模。而农机服务规模经营的定义应基于农机服务的组织视角，重点强调服务组织承接的农机作业土地“规模”。

本文从农机服务组织的角度出发，测度农机服务规模经营，即基于农机服务组织的主体和土地规模的服务受体，构建表征农机服务规模经营的指标，实证分析农机服务规模经营对粮食生产效率的影响，并结合劳动力替代效应和技术引入效应，探析农机服务规模经营对粮食生产效率的影响机理。

二、理论分析

（一）农机服务规模经营与粮食生产效率

农机服务规模经营是农户将生产过程中的全部或部分生产环节外包给农机服务组织，由农机服务组织承包并开展规模化农机服务的一种农业社会化服务规模经营形式。农机服务组织承接农业合作社、家庭农场等农业新型经营主体的外包服务时，农机服务的经营规模扩大，可以克服土地细碎化导致不利于开展农机作业的弊端，为农机作业的开展提供便利[14]，提高地块经济价值[15]，通过降低农机服务费用来提高农户购买外包服务的意愿[16]。农机服务规模经营有助于产权细化和分工深化，进而提高粮食生产效率[17]。经营权细分条件下形成的服务规模化经营，即能扩大产权交易的市场规模，也能深化产权细分的程度，增加产权交易的选择空间，从而降低交易成本，提高生产效率[18]。农机社会化服务实现了农业纵向分工，在技术密集型生产环节具有比较优势，可以有效地替代人工，并且允许一部分在经营上处于弱势的农户退出生产环节，从事自身相对优势较大的非农生产，促进农户增加收入。这可以使农户增加对农机服务的利用，形成良性循环[19]。

农机服务规模经营有助于发挥规模经济效应，进而促进粮食生产效率的提高。农机服务规模经营将分散的小农户土地进行集中化管理、统一化经营，有利于实现规模效益。农机服务组织承接众多小农户以及家庭农场等新型经营主体的生产环节外包业务，实际上形成了农机服务的规模化。在这一过程中，将产生规模经济，其表现为单位面积土地产出率的提高以及服务成本的降低。从农户角度来看，以合作社、村集体为组织形式的农户规模化购买农机服务，可以使农户信息搜寻成本得到更广泛的分摊，单个农户的交易成本会降低。从农机服务组织来看，规模化经营可以降低单位面积土地的农机作业成本，提高农机服务的协作效率。这种服务成本降低效应最终会体现在服务外包价格上，实现农户和农机服务组织的共赢，从而形成良性循环。基于此，提出研究假说：

H1 农机服务规模经营能够提高粮食生产效率。

（二）农机服务规模经营对粮食生产效率的影响机理

农机服务规模经营通过两条路径影响粮食生产效率：一是“机器换人”的劳动力替代效应，二是将先进生产技术引入生产环节的技术引入效应。

1．劳动力替代效应。农机社会化服务以机械替代劳动力，弥补了劳动力的不足，实现了劳动、资本、土地的合理匹配。农业机械相对于人工的优越性，能降低劳动投入强度和农地单位面积生产成本，提高劳动生产率与农地产出率。具体而言，在播种环节，机械播种能提高效率，比人工播种更均匀，更利于农作物生长；在深松环节，大型农机具深松更加彻底，有助于农作物根系生长和养分吸收，不易造成水土流失；在整地环节，机械化整地可以增加活土层厚度，增强土壤水肥储蓄能力，提高农作物水肥利用效率[20]；在植保环节，农机社会化服务采用无人机施药，能够提高施药对靶性，减少飘移损失，提高防治效果[21]；在收割环节，收割机和烘干机的使用能有效避免农产品产量的损失。因此，农户通过购买农机服务，用机械作业替代人工，有利于带动农业经营方式由粗放型向集约型转变，提高农业生产技术效率。同时，农机服务有助于缓解劳动力供给约束。农户兼业化提高了农业劳动力对农业机械的相对价格，产生了机械代替人工的需求[22]。在小农户因兼业化减少农业生产的背景下，农户将土地流转给农业生产经营大户，农机服务为农业生产经营大户提供农业机械替代人力的渠道，有助于破解劳动力供给约束难题，使土地潜在生产能力得到充分开发，有利于农业生产技术效率的提高[23]。基于此，提出研究假说：

H2 农机服务规模经营能够通过劳动力替代效应路径，提高粮食生产效率。

2．技术引入效应。农机服务规模经营影响农业生产技术效率的另一条路径是技术引入效应。在没有农机服务的情况下，新兴生产技术难以向农村普及，因为小农户缺乏积极性和足够的学习能力使用新技术。农机服务组织具有现代化的组织制度，能通过高效的经营方式，向农村推广新技术，充当先进技术进入农业的载体。农户只需购买农机服务，即可将先进生产方式引进自家农田[24]。农机服务组织的先进生产方式，能提高农业标准化程度与生产精准度，避免农户在生产经营过程中操作不当引起的农产品产量下降，消除导致农产品产量降低的隐患，有效维护农产品产量稳定。同时，农机服务组织可以满足农产品生产规范化、工厂化、规模化的需求，实现分散小农户难以达到的科学化、标准化生产，有利于提高粮食生产效率。基于此，提出研究假说：

H3 农机服务规模经营能够通过技术引入效应路径，提高粮食生产效率。

三、研究设计

（一）数据来源

本文选取2009—2019年全国31个省（自治区、直辖市）的粮食生产投入产出面板数据进行研究。数据来自历年《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国农业机械工业年鉴》《中国人口和就业统计年鉴》以及各省份统计年鉴。

（二）模型构建

1．效率测算与影响因素分析。参照Battese和Coelli在1995年提出的随机前沿模型[25]，估计各变量回归系数并预测技术效率。选择Cobb-Douglas生产函数，具体公式如下：

scait表示农机服务规模经营，为核心解释变量。后四项为控制变量：disit表示受灾率，eduit表示农村劳动力受教育水平，ecoit表示区域经济发展水平，irrit表示灌溉率。其他变量设定同式（1）。

（三）变量选取

1．被解释变量：粮食生产效率。基于数据可比性和可获得性，选取以下变量作为测算粮食生产效率的投入产出变量，产出Y用粮食总产量表示，土地投入F用粮食播种面积表示，劳动力投入L用第一产业从业人员数表示，化肥投入M用各省（自治区、直辖市）的农用化肥施用量表示。具体指标如表1所示。

2．核心解释变量：农机服务规模经营（sca）。sca表示各省（自治区、直辖市）在粮食生产上的农机服务规模经营。现实中，粮食生产全程机械化服务涵盖制种、耕地、播种、植保、灌溉、收获、运输、烘干、秸秆处理等多个环节。在这些环节中，耕地环节是农机与农地第一个完整匹配环节，且因数据可获得性问题，本文聚焦于机耕服务开展研究，计算平均每个农机服务组织所承担的机耕面积。计算方法是：第一步，将农机服务组织数在农机服务组织和农户的总数中的占比作为权重ω1，以ω1乘机耕面积（S），得到由农机服务组织所承担的机耕面积，将该结果作为分子；第二步，用种植业总产值占农林牧渔总产值的比重作为权重（记作ω2），乘农机服务组织的机构数（N），得到种植业方面的农机服务组织机构数，将该结果作为分母；第三步，分子分母相除，把得出的比值乘粮食作物播种面积占农作物总播种面积的比重（并将该比重记作ω3），得到粮食作物的农机服务规模经营。计算公式为：

3．控制变量：受灾率、农村劳动力受教育水平、区域经济发展水平、灌溉率。所有变量的说明与描述性统计如表2所示。

四、模型估计结果分析

（一）效率测算

基于Jondrow等（1982）提出的技术无效率指标[26]，采用Battese和Coelli（1995）提出的技术效率值指标[25]，对31个省（自治区、直辖市）2009—2019年的粮食生产效率进行测算，结果如表3所示。囿于篇幅，表3采用间隔汇报方式，汇报2009年、2012年、2015年和2019年全国各省（自治区、直辖市）粮食生产效率结果。由于2009年西藏地区的农机服務组织数量较少，导致农机服务规模计算过大产生极端值，在SFA过程之前已做剔除处理，故无西藏2009年粮食生产效率数据。

从时间层面纵向梳理，2009—2019年，全国平均粮食生产效率呈现明显的上升趋势。省域层面横向比较，各省（自治区、直辖市）粮食生效率存在较大差异。以2019年为例，上海市的粮食生产效率达到0.987，贵州省仅为0.648。各省（自动区、直辖市）粮食生产效率提高的速度也不一致。2009—2019年，黑龙江省从0.559提升到0.778，年均增长率3.36%；相比之下，粮食生产效率较高的上海市仅从0.965提升到0.987，年均增长率0.23%。北京、天津、上海、江苏的科技水平和农业机械化程度高，平均粮食生产效率均在0.9以上。贵州、甘肃、云南等省份的粮食生产效率相对较低，历年平均值不足0.650，究其原因，可能是农业科技水平偏低、农业生产方式落后等。

（二）SFA模型估计结果

为便于数据检验和模型构建，对个别极端数据进行剔除处理后，代入随机前沿模型，拟合模型（1）和模型（2），得到的参数估计结果如表4所示。从估计结果来看，σu，σv和λ都通过了显著性检验，初步证明了模型的合理性。由于SFA模型设计，当某项指标的技术无效率项的估计系数为负时，表明该指标对技术效率水平有正向影响，反之则有负向影响。从表4可以看出，农机服务规模经营的系数值为-1.57，且在1%的水平上通过显著性检验，说明农机服务经营规模越大，粮食生产效率将会显著提高，符合理论预期。

为了检验本文所设定的估计粮食生产效率及其影响因素的随机前沿生产函数模型的适宜性，接下来进行广义似然比检验（GLRT）。分别做以下三个检验：第一个适宜性检验，考察SFA模型中技术无效率项的存在性；第二个适宜性检验，考察农机服务规模经营是否影响SFA模型的技术无效率项；第三个检验，考察SFA模型中是否有时间效应。检验结果如表5所示，上述所有的假设检验结果都在1%的显著性水平下拒绝了原假设，说明所构建的模型设定恰当，可以充分拟合样本数据。

（三）影响机理分析

1．技术引入效应。农机服务规模经营有助于引入先进的农业技术，在农业科技投入力度大、技术进步快的时期，农机服务规模经营对粮食生产效率的影响会更明显。本文选取“全国农业内部研发支出（R&D）”来反映农业科技投入，数据来源于《中国科技统计年鉴》。该指标在2009—2019年的变化如图1所示。

从图1可知，2014年是农业内部研发支出（R&D）增长的拐点。因此，以2014年为界，区分两个时间区间进行面板Tobit回归。回归结果如表6所示，在2009—2014年这段时间，农机服务规模经营对粮食生产效率的影响系数为0.178，在5%的水平上显著；而在2015—2019年这段时间，农机服务规模经营的影响系数为0.375，且在1%的水平上显著。表明农机服务规模经营具有技术引入效应，有效提升了粮食生产效率，但受限于农业研发支出的增速水平。原因可能是，2009—2014年农业研发支出增长缓慢，农业科技成果产出不多，且科技成果转化应用率不高。

2．劳动力替代效应。劳动力成本越高，家庭劳动供给约束更为凸显，更适宜采纳第三方农机服务以发挥劳动力替代效应；反之，当地劳动力成本低时，农机服务的替代效果则不明显。以《全国农产品成本收益资料汇编》中“劳动日工价”指标作为比较指标，比较全国各省（自治区、直辖市）劳动力成本。结果如表7所示，劳动成本高的省（自治区、直辖市）农机服务对粮食生产效率的影响在10%的水平上通过了显著性检验，影响系数为0.163；劳动力成本低的省（自治区、直辖市），未能通过显著性检验。因此，农机服务规模经营能否充分发挥劳动力替代效应，与当地要素禀赋有关，在劳动力成本较高的区域，农机服务的劳动力替代效应更强。

（四）稳健性检验

为保证结论的可靠性，通过三种方法进行稳健性检验。分别是删除异常值（剔除农机服务规模经营的极端值）、替换被解释变量［用“某省（自治区、直辖市）粮食总产量/总机耕面积”来代理粮食生产效率］和替换解释变量（用水稻、小麦、玉米机械作业率来代理农机服务规模经营）。使用这些方法后回归结果依旧稳健②。

五、研究结论与建议

（一）研究结论

从时间上看，中国各省（自治区、直辖市）粮食生产效率总体呈递增趋势。从空间上看，各省（自治区、直辖市）由于资源禀赋、农业科技化程度的不同，粮食生产效率水平存在较大差距。从增速来看，大多数起点低的省（自治区、直辖市），粮食生产效率的年均增速快于领先的省份，区域间的不平衡正在缩小。农机服务规模经营对粮食生产效率存在显著正向影响，能够有效提高粮食生产效率。从影响机理来看，农机服务规模经营通过技术引入效应和劳动力替代效应提高粮食生产效率，技术引入效应的发挥受限于农业研发支出水平及增速，劳动力替代效应在农业劳动力成本高的区域效果更好。

（二）建议

1．加快农机科技创新。强化科技创新意识，注重农机装备技术、农机作业技术的研发与创新，尤其是研发适合不同农区农情和耕地特征的农机，提升农业生产技术效率。当地政府主管部门、行业协会、农机研发单位、农机制造企业、农业合作社或农户共同参与，对粮食生产的各个细分环节所需的农机装备及作业技术进行精细化研发。对研发投入较多且研发成果较为突出的农机研发与制造单位，给予一定的政策支持。

2．发展粮食生产全程机械化服务。立足于粮食生产的耕地、播种、种植、植保、收割、仓储、粮食加工等全过程发展农机服务，加大不同农区、不同环节、不同种类的农机应用，实现粮食生产全程机械化服务。针对产粮弱省的薄弱环节，有针对性地实施粮食生产不同环节农机服务的不同支持政策，通过农机服务提升技术效率来抵消资源禀赋约束等短板效应，真正实现“藏粮于技”。政府部门要扩大农机购置补贴等补贴政策的覆盖面，提高政策的精准性，扩大粮食生产全程机械化服务的宣传，通过产粮强省的示范效应吸引和带动更多有需求的产粮弱省寻求机械化服务。

3．加快完善農机社会化服务体系。加大农机服务主体培育力度，加快发展农机作业服务业以及相关的农机教育培训、技术推广、维修、监理、信息、咨询、租赁等服务行业，形成完善的农机服务产业链。支持发展跨区作业、土地托管等服务模式，强化农机服务规模经营，形成粮食生产全程机械化作业格局。相关部门要通过服务价格补贴、农机购置补贴等优惠政策，为农机服务企业、农机合作社、农机技术推广机构等各类市场主体的发展营造良好的制度环境，发展壮大农机服务市场，规范农机服务业发展。

注释：

① 数据来源：中华人民共和国农业农村部，《2021年全国农业机械化发展统计公报》。http：//www.njhs.moa.gov.cn/nyjxhqk/202208/t20220817_6407161.htm。

② 限于篇幅，不进行汇报。

参考文献：

［1］ 杨慧莲，李艳，韩旭东，等.土地细碎化增加“规模农户”农业生产成本了吗？——基于全国776个家庭农场和1166个专业大户的微观调查［J］.中国土地科学，2019（4）：76-83.

［2］ 胡新艳，朱文珏，罗必良.产权细分、分工深化与农业服务规模经营［J］.天津社会科学，2016（4）：93-98.

［3］ 宦梅丽，侯云先，吕静.农机作业服务对中国粮食生产技术效率的影响：基于共同前沿方法的考察［J］.农林经济管理学报，2022，21（2）：136-145.

［4］ Phillip R S. Contract farming in Indonesia： Small holders and agribusiness working together［J］． Aciar Technical Reports， 2004（5）：16-18.

［5］ 孔德红，侯扶江.永靖县及其周边地区农机合作社的结构与功能［J］.中国农民合作社，2020（6）：68-69.

［6］ 郑宏运，李谷成，周晓时，等.农机社会化服务有利于培育新型农业经营主体吗？——以种植大户为例［J］.农业现代化研究，2018（2）：300-308.

［7］ 彭柳林，吴昌南，张云，等.粮食生产效率：农业生产性服务对农业劳动力老龄化具有调节效应吗？——基于江西省粮食主产县500农户的调查［J］.中国农业资源与区划，2018（4）：7-13.

［8］ 罗明忠，邱海兰.农机社会化服务采纳、禀赋差异与农村经济相对贫困缓解［J］.南方经济，2021（2）：1-18.

［9］ 彭新宇.农业服务规模经营的利益机制——基于产业组织视角的分析［J］.农业经济问题，2019（9）：74-84．

［10］李宁，周琦宇，汪险生.新型农业经营主体的角色转变研究：以农机服务对农地经营规模的影响为切入点［J］.中国农村经济，2020（7）：40-58.

［11］胡祎，张正河.农机服务对小麦生产技术效率有影响吗？［J］.中国农村经济，2018（5）：68-83.

［12］张丽，李容.农机服务发展与粮食生产效率研究：2004-2016——基于变系数随机前沿分析［J］.华中农业大学学报（社会科学版），2020（2）：67-77.

［13］刘成，唐晶，喻璨聪，等.我国农机服务投入对粮食生产技术效率的影响——基于不同土地规模视角［J］.中国农机化学报，2021，42（4）：205-210.

［14］顾天竹，纪月清，钟甫宁.中国农业生产的地块规模经济及其来源分析［J］.中国农村经济，2017（2）：30-43.

［15］纪月清，顾天竹，陈奕山，等.从地块层面看农业规模经营——基于流转租金与地块规模关系的讨论［J］.管理世界，2017（7）：65-73.

［16］劉相汝，李容.土地细碎背景下连片种植对农户获取地块规模经济的影响——以农机作业服务费为例［J］.中国农机化学报，2020，41（3）：185-191.

［17］杨宗耀，许永钦，纪月清.农机作业服务的地块规模经济研究——以江苏省水稻收割为例［J］.农业现代化研究，2020，41（5）：793-802.

［18］赵鲲.共享土地经营权：农业规模经营的有效实现形式［J］.农业经济问题，2016，37（08）：4-8.

［19］罗必良.论服务规模经营——从纵向分工到横向分工及连片专业化［J］.中国农村经济，2017（11）：2-16.

［20］李红.生产经营型农民合作社对农业发展与农民收入的影响及对策研究——以黑龙江省为例的实证分析［D］.哈尔滨：东北农业大学，2018.

［21］杨思雨，蔡海龙.农机社会化服务对小规模农户劳动力转移的影响研究［J］.农业现代化研究，2020，41（3）：417-425．

［22］郑旭媛，徐志刚.资源禀赋约束、要素替代与诱致性技术变迁——以中国粮食生产的机械化为例［J］.经济学（季刊），2016，16（1）：45-66.

［23］王洋，许佳彬.农技服务采纳提高玉米生产技术效率了吗？——基于黑龙江省38个村279户玉米种植户的调查［J］.农林经济管理学报，2019，18（4）：481-491.

［24］Zhang L， Yang J， Reardon T. Mechanization outsourcing clusters and division of labor in Chinese agriculture［J］. China Economic Review， 2017， 43：184-195.

［25］Battese G E， Coelli T J. A model for technical inefficiency effects in a stochastic frontier production function for panel data［J］. Empirical Economics，1995（20）：325-332.

［26］Schmidt P， Jondrow J. On the estimation of technical inefficiency in the stochastic frontier production function model［J］. Journal of Econometrics，1982，19（2-3）：233-238.

（责任编辑：钟 瑶）

Study on the Influence Mechanism of Agricultural Machinery Service Scale Management on Grain Production Efficiency

PENG  Xinyu1， BU  Yuxuan1， LIU  Ziyu2， ZHAO  Manzi1

Abstract：Based on the provincial panel data of 31 provinces （autonomous prefecture，municiplaities） from 2009 to 2019， this paper uses stochastic frontier analysis method and Tobit model to study the impact of agricultural machinery service scale management on grain production efficiency and its mechanism. The results show that： From 2009 to 2019， China’s grain production efficiency increased in general， but the development was unbalanced among regions; Agricultural machinery service scale management can significantly improve grain production efficiency; Agricultural machinery service scale management can improve food production efficiency through technology introduction effect and labor substitution effect. The effect of technology introduction effect is limited by the level and growth rate of agricultural research and development expenditure， and the effect of labor substitution effect is more effective in areas with high agricultural labor cost. In view of this， we should accelerate the innovation of agricultural science and technology， develop mechanized services for the whole process of food production， and improve the socialized service system of agricultural machinery.

Key words：socialized services of agricultural machinery; service scale management; efficiency of grain production; stochastic frontier analysis

收稿日期： 2023-07-23

基金項目： 国家社科基金项目（19BJL030）；湖南省教育厅创新平台开放基金项目（20K009）

作者简介： 彭新宇（1981—），男，湖南岳阳人，博士，长沙理工大学经济与管理学院教授，博士生导师，研究方向：产业经济学。