水稻“機器換人”成本效益分析方法及其應用

作者信息：1浙江大學,310058，浙江杭州；2浙江省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定推廣總站,310020，浙江杭州；3金華市農(nóng)業(yè)機械管理站,321017,浙江金華

水稻是我國第一大糧食作物，種植遍及全國，在保障國家糧食安全中的重要地位毋庸置疑。近幾年來，人工成本推高了水稻生產(chǎn)成本尤其是在種植環(huán)節(jié)，致使水稻種植經(jīng)濟效益不高且呈逐年下降趨勢，并對水稻種植面積穩(wěn)定產(chǎn)生了很大影響。2018年1月農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)的《2018年種植業(yè)工作要點》，把主攻質量效益，以及堅持“兩條線”即“守住國家糧食安全底線，堅持農(nóng)業(yè)供給側結構性改革主線”等作為工作要點的重要任務內容[1]，這既強調了水稻種植的重要性，又指明了水稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。通過降低人工成本來減少生產(chǎn)成本，是提高水稻種植效益的有效措施之一。由于農(nóng)業(yè)機械化的直接作用是減少活勞動消耗，因而提高水稻機械的裝備及應用水平，能降低人工成本和生產(chǎn)成本，進而提升水稻種植效益，這些在歐美發(fā)達國家水稻發(fā)展歷程中都已得到證明。鑒此，本文利用技術經(jīng)濟學有關理論，建立定量分析模型，并結合相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，研究分析浙江省水稻生產(chǎn)成本效益變化，以及機械化發(fā)展對水稻生產(chǎn)人工成本的影響。在此基礎上，提出加快水稻“機器換人”實踐的措施建議，以期為該省有關部門出臺和完善水稻生產(chǎn)機械化扶持政策提供參考。

1 水稻成本效益與“機器換人”關系分析方法

1.1 水稻成本效益分析模型

（1）水稻生產(chǎn)總成本構成與計算。為便于分析水稻生產(chǎn)總成本的構成及其影響因素，根據(jù)水稻生產(chǎn)投入資源的來源屬性，將總成本分為生產(chǎn)成本和土地成本兩大類[2]，則水稻生產(chǎn)單位面積總成本可用如下公式表示：

式中：c(n)為第n年水稻生產(chǎn)單位面積總成本，元/hm2；c1(n)為第n年水稻單位面積生產(chǎn)成本，元/hm2；c2(n)為第 n年水稻單位面積土地成本，元/hm2。其中，生產(chǎn)成本主要包括物質與服務費用、人工成本兩部分，土地成本則是流轉地租金或自營地折租[2]。

（2）水稻效益評價與計算。由于利潤是補償全部資金消耗以后為社會創(chuàng)造的純增的價值，因而為了能更確切地表示資金消耗的經(jīng)濟效果，利潤也稱凈利潤或凈收益。鑒此，利用利潤和利潤率兩個指標分析水稻生產(chǎn)經(jīng)濟效益的變化情況。水稻單位面積所產(chǎn)生的利潤可用如下公式計算：

式中：p(n)為第n年水稻單位面積利潤，元/hm2；g(n)為第n年水稻單位面積產(chǎn)值，元/hm2；c(n)為第n年水稻生產(chǎn)單位面積總成本，元/hm2。

相應地，水稻單位面積利潤率的計算公式可表示為如下：

式中：r(n)為第n年水稻生產(chǎn)單位面積利潤率；p(n)、c(n)二者含義同公式（1）和（2），元/hm2。

由于目前人工成本是影響水稻種植效益的主要因素，了解人工成本占生產(chǎn)成本的比例，將有助于分析評估人工成本對水稻種植效益的影響程度。水稻生產(chǎn)中人工成本占生產(chǎn)成本的比例可用如下公式計算：

式中，lr(n)為第n年水稻單位面積人工成本占生產(chǎn)成本比例；c12(n)為第n年水稻單位面積人工成本，元/hm2；c1(n)為第n年水稻單位面積生產(chǎn)成本，元/hm2。

1.2 “機器換人”對水稻成本效益影響分析

（1）“機器換人”對水稻用工量和人工成本影響。農(nóng)業(yè)機械對勞動力具有替代作用，其實質是用物化勞動替代活勞動過程[3]。通常水稻單位面積的用工量受農(nóng)業(yè)機械化水平、農(nóng)藝等農(nóng)業(yè)科技因素影響[4]。為研究方便，在此假設水稻單位面積用工量降低都是由農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平提高所引起的，即農(nóng)業(yè)機械替代了農(nóng)業(yè)勞動力。隨著水稻生產(chǎn)機械化水平的提高，水稻生產(chǎn)勞動時間消耗將減少，水稻生產(chǎn)單位面積用工量下降和人工成本降低。為定量分析水稻生產(chǎn)機械化水平提高與其單位面積用工量減少之間的相互關系，可建立二者間的線性回歸模型：以水稻單位面積用工量為因變量，水稻生產(chǎn)耕種收綜合機械化水平為自變量，建立線性回歸模型。其線性回歸模型形式表示如下：

式中：w（n）為第n年水稻單位面積用工量，人·d/hm2，可查閱歷年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》或實地調查獲得相應的數(shù)據(jù)；A（n）為第n年水稻生產(chǎn)耕種收綜合機械化水平，可查閱某一地區(qū)歷年統(tǒng)計年鑒和農(nóng)機化管理統(tǒng)計報表，并結合有關公式計算而得；a0為常數(shù)，人·d/hm2；a1為系數(shù)，表示機械化水平增減1百分點，水稻單位面積用工變化量，人·d/（hm2·%）。

相應地，由于水稻單位面積用工量減少所節(jié)省的單位面積人工成本可用如下公式計算：

式中：△c12(n)為第n年水稻生產(chǎn)機械化水平提高1百分點而減少的單位面積人工成本，元/表示機械化水平提高1百分點時，水稻生產(chǎn)單位面積用工量的減少量；l（n）為第n年水稻單位用工價格，元/（人·d），可通過實地調查獲得或利用《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算獲得。

（2）“機器換人”對水稻機械作業(yè)費用的影響。機械化作業(yè)必然有燃油、維護保養(yǎng)等各種費用支出，且這些費用隨著水稻生產(chǎn)機械化作業(yè)水平的提高和燃油價格的上漲而增加。定量分析水稻生產(chǎn)機械化水平與其機械作業(yè)費用之間變化的相互關系，同樣可采取建立二者之間線性回歸模型方式加以量化估算：以水稻單位面積機械作業(yè)租賃費用為因變量，水稻生產(chǎn)耕種收綜合機械化水平為自變量，建立線性回歸模型。其二者的線性回歸模型形式可表示如下：

式中：m（n）為第n年水稻單位面積機械作業(yè)租賃費，元/hm2，可查閱歷年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》或實地調查獲得相應的數(shù)據(jù)；A（n）的含義和數(shù)據(jù)獲取同上；b0為常數(shù)，元/hm2；b1為系數(shù)，表示機械化水平提高1百分點，水稻單位面積機械作業(yè)費用增加量，元/（hm2·%）。

（3）水稻“機器換人”凈節(jié)本估算。如前所述，提高水稻生產(chǎn)機械化水平，雖然能減少單位面積用工量和降低人工成本，但同時也增加了水稻機械作業(yè)租賃費用。要定量分析水稻“機器換人”所帶來的節(jié)本凈收益，須將增加的機械作業(yè)租賃費用從節(jié)省的人工成本中扣除，那么，由于水稻生產(chǎn)機械化發(fā)展，所產(chǎn)生的“機器換人”凈節(jié)本可用下式計算[5]：

式中：v（n）為第n年水稻機械化水平增加1百分點所帶來的單位面積凈節(jié)本，元/（hm2·%）；△c12(n)的含義同公式（6），元/（hm2·%）。

相應的，第n年水稻機械化水平變化△A(n)后，則第n年水稻單位面積的生產(chǎn)成本將發(fā)生變化，并可用如下公式計算：

c'1（n）為第 n 年機械化水平變化△A（n）后的水稻單位面積生產(chǎn)成本，元/hm2；c1(n)， v（n）的含義同上。

2 方法應用——以浙江省水稻生產(chǎn)為例

現(xiàn)以浙江省水稻種植和機械化發(fā)展為例，利用上述建立的估算方法分析機械化發(fā)展對浙江省水稻生產(chǎn)成本效益變化影響情況。

2.1 水稻成本效益發(fā)展變化

（1）數(shù)據(jù)采集。限于浙江省水稻生產(chǎn)投入產(chǎn)出統(tǒng)計數(shù)據(jù)無法獲得，本文以全國水稻生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)近似反映，查閱《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》，可得1992—2016年期間歷年的全國水稻投入產(chǎn)出等方面統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其中水稻單位面積的產(chǎn)值、各種成本等各種數(shù)據(jù)如表 1 中的第 2，3，4，5 列所示[2]。

表1 1992—2016年全國水稻單位面積平均成本收益變化情況 元/hm2

（2）水稻成本效益變化情況。 結合公式（2）、（3）、（4），可計算出1992—2016年浙江省水稻生產(chǎn)單位面積凈利潤、利潤率，以及人工成本占生產(chǎn)成本的比例，結果見表1中的最后3列。由表1可知，水稻生產(chǎn)單位面積各類成本逐年上升，2016年與1992年相比，水稻生產(chǎn)單位面積總成本、生產(chǎn)成本分別上漲了5.25倍、4.51倍，生產(chǎn)成本中的人工成本則上漲了5.58倍；同期水稻單位面積利潤增長了1.10倍，但成本利潤率則由1992年的35.20%下降到2016年的11.81%，期間有的年份的利潤率較高，但總體上呈上下波動降低趨勢，這表明目前水稻種植經(jīng)濟效益偏低。與蔬菜種植相比，效益上差距就更大了，如2016年蔬菜種植凈利潤為30 337.95元/hm2，而同期水稻為 2 129.40元/hm2，這也是導致稻農(nóng)種植積極性不高的根本原因[2]。因此，提高種植經(jīng)濟效益是穩(wěn)定乃至擴大水稻種植面積的關鍵。

2.2 機械化水平對水稻成本效益影響

（1）數(shù)據(jù)采集。利用前述模型分析機械化在降低水稻單位面積用工量、減少人工成本支出等方面的作用，需要歷年水稻機械化作業(yè)水平，以及水稻單位面積用工量、人工成本、用工價格及機械作業(yè)成本等數(shù)據(jù)，考慮統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可獲得性，建模時水稻耕種收綜合機械化水平采用浙江省數(shù)據(jù)結果，而其他統(tǒng)計數(shù)據(jù)則從《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》中獲取。1992—2016年水稻機械化水平，以及單位面積用工量、成本、用工價格、機械作業(yè)成本等方面統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表 2 所示[2，5]。

表2 1992—2016年水稻單位面積用工、人工成本、用工價格及機械作業(yè)成本變化情況

（2）機械化水平對水稻單位面積用工量的影響。根據(jù)公式（5）和表2中的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并利用DPS統(tǒng)計分析軟件得到下列線性回歸方程[7]：

其中，回歸方程檢驗值F=1 722.597 9，回歸系數(shù)t檢驗值tA(n)=-40.591 9， 回歸調整后判定系數(shù)R2=0.993 1。

（3）機械化水平對水稻單位面積機械作業(yè)費用的影響。根據(jù)公式（7）和表2中的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并利用DPS統(tǒng)計分析軟件得到下列線性回歸方程[7]：

其中，回歸方程檢驗值F=70.861 2，回歸系數(shù)t檢驗值tA(n)=8.232 9，回歸調整后判定系數(shù)R2=0.862 7。

2.3 結果討論與分析

（1）機械化水平與水稻單位面積用工量的回歸統(tǒng)計分析?；貧w模型 F 值為 1 722.597 9＞F0.05（1，22）=4.30，表明回歸方程在5%的顯著性水平顯著，即模型整體回歸效果很好；回歸系數(shù)t檢驗值|tA(n)|=40.591 9＞t0.01（22）=2.508，可見參數(shù) A（n）在 1%的顯著性水平顯著；同時回歸調整后判定系數(shù)R2=0.993 1，說明回歸模型擬合優(yōu)度很高。另一方面，由回歸方程自變量A（n）系數(shù)a1可知，水稻耕種收綜合機械化水平在統(tǒng)計分析期內每提高1百分點，水稻單位面積能減少用工量 3.973 6(人·d)/hm2。

（2）機械化水平與水稻單位面積機械作業(yè)費用的回歸統(tǒng)計分析?；貧w模型F值為70.861 2＞F0.05（1，22）=4.30，表明回歸方程在5%的顯著性水平顯著，即模型整體回歸效果很好；回歸系數(shù)t檢驗值|tA(n)|=8.232 9＞t0.01（22）=2.508， 可見參數(shù) A（n）在 1%的顯著性水平下極顯著；同時回歸調整后判定系數(shù)R2=0.862 7，說明回歸模型擬合優(yōu)度較高。另一方面，由回歸方程自變量A（n）系數(shù)b1可知，水稻耕種收綜合機械化水平在統(tǒng)計分析期內每提高1百分點，水稻單位面積機械作業(yè)費用將增加44.69元/hm2。

（3）機械化水平對水稻單位面積人工成本影響的分析。農(nóng)業(yè)機械化就是用物化勞動（機器和油料）來代替活勞動的過程，其直接作用是在減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動消耗的同時，減輕勞動強度。水稻機械化生產(chǎn)中活勞動消耗減少具體表現(xiàn)在，隨著機械化水平的提高，水稻單位面積用工量減少，這點在上述的機械化水平與水稻單位面積用工量的回歸統(tǒng)計分析中已得到說明，用工量減少的同時隨之帶來水稻單位面積人工成本的降低。為定量說明機械化水平提高對降低水稻單位面積人工成本的影響，利用線性回歸方程（10）和公式（6），可以估算出歷年水稻生產(chǎn)機械化水平在原有基礎上提高5百分點后的水稻單位面積人工成本，如表3中第3列所示，第2列為歷年實際機械化水平下的水稻單位面積人工成本。由表3的第2、3列可看出，由機械化水平提高所帶來的水稻單位面積人工成本降低是明顯的。

表3 1992—2016年水稻不同機械化水平下人工成本、機械作業(yè)成本、利潤等變化情況

（4）機械化水平對水稻單位面積機械作業(yè)費用影響的分析。如前所述，完成機械化作業(yè)需要支出燃油、維護保養(yǎng)等各種費用，且各類費用隨水稻機械化作業(yè)水平提高而增加，這點也在上述的機械化水平與水稻單位面積機械作業(yè)費用的回歸統(tǒng)計分析得到說明。為定量分析機械化水平提高對水稻單位面積機械作業(yè)費用增加的影響，利用線性回歸方程（11），可估算出歷年水稻生產(chǎn)機械化水平在原有基礎上提高5百分點后的水稻單位面積機械作業(yè)費用增加量，如表3中第5列所示，第4列為歷年實際機械化水平下的水稻單位面積機械作業(yè)費用。由表3第4、5列可看出，水稻生產(chǎn)機械化水平在歷年基礎上提高5百分點后，歷年中原有水平越高的年份，水稻單位面積機械作業(yè)費用變化幅度越小，這一點是由機械化作業(yè)規(guī)模特點決定的。

（5）機械化水平對水稻單位面積生產(chǎn)成本影響的分析。隨著機械化水平的提高，水稻單位面積人工成本和機械作業(yè)費用將發(fā)生減少與增加的變化，即使在其他條件不變的情況下，水稻單位面積生產(chǎn)成本也將發(fā)生變化。利用公式（8）、（9）可以估算出歷年水稻機械化水平在原有基礎上提高5百分點后的水稻單位面積生產(chǎn)成本，再結合公式（4）估算出上述條件下歷年水稻單位面積人工成本占生產(chǎn)成本的比例，如表3中第7列所示，第6列為實際機械化水平下的水稻單位面積人工成本占生產(chǎn)成本的比例。由表3的第6、7列看出，隨著水稻生產(chǎn)機械化水平的提高，單位面積人工成本占生產(chǎn)成本的比例呈降低趨勢。與此同時，人工成本降低，帶來了水稻單位面積生產(chǎn)成本和總成本減少，在其他條件不變的情況下，水稻單位面積利潤和利潤率都得到不同程度的提高，利用公式（1）、（2）、（3）可估算出歷年水稻機械化水平在原有基礎上提高5百分點后的水稻單位面積利潤率，如表3中第9列所示，第8列為歷年實際機械化水平下水稻單位面積利潤率。另外，為分析機械化水平提高而帶來水稻單位面積人工成本凈節(jié)約量，可利用公式（8）計算出1992—2016年在歷年機械化水平基礎上提高5百分點所節(jié)約的生產(chǎn)成本，結果如表3中最后1列所示，而表3中1992—2001年歷年的凈節(jié)省人工成本為負值，可能原因是機械作業(yè)面積不夠大，導致機械作業(yè)各種成本高于機械代替人工所節(jié)約的費用，這也說明必須達到一定面積的機械作業(yè)規(guī)模，機械化生產(chǎn)方式才能獲得經(jīng)濟利益[8]。

3 結論與建議

（1）“機器換人”是減少水稻生產(chǎn)成本和提高效益的有效措施之一。機械化水平提高能降低水稻單位面積用工量，進而減少水稻生產(chǎn)人工成本，提高種植效益。本文根據(jù)技術經(jīng)濟學原理，建立了水稻“機器換人”成本效益分析模型，并以浙江省為研究對象，利用1992—2016年的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，定量測算分析了機械化對水稻生產(chǎn)用工量、人工成本、效益等方面的影響。結果表明水稻生產(chǎn)機械化水平提高在降低水稻單位面積用工量、減少人工成本、提高經(jīng)濟效益等方面的作用非常顯著，且機械化水平越高作用越明顯。本文提出的水稻“機器換人”成本效益分析思路和模型對其他產(chǎn)業(yè)“機器換人”效果評估亦有較大參考意義。

（2）推廣應用農(nóng)機化新技術將進一步提高水稻種植經(jīng)濟效益。如前所述，農(nóng)業(yè)機械化的直接作用是減少活勞動消耗，同時能滿足農(nóng)藝要求的農(nóng)業(yè)機械還有不同程度的增加產(chǎn)量（如水稻寬窄行插秧機）和減少損失（水稻收獲機械）的作用。目前水稻機械化新技術如水田激光平整技術、水稻機栽同步側深施肥技術、水稻寬窄行插秧技術不斷涌現(xiàn)，其特點就是充分考慮了水稻種植農(nóng)藝要求即強化了農(nóng)機農(nóng)藝融合，并具有減少水稻種植活勞動消耗和增加水稻單產(chǎn)兩方面作用。因此，大力推廣應用上述各種水稻機械化新技術，不僅能大幅提高水稻種植經(jīng)濟效益，同時也是踐行國家“十三五”規(guī)劃中“藏糧于地、藏糧于技”的重要舉措。