山東省小麥玉米周年全程機械化丘陵山區(qū)綜合效益評價分析*

張悅，劉元義，于圣潔，胥備，宋心宇，張晟昊

(山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，山東淄博，255000)

0 引言

2019年全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到70%，同年山東省農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達到89.0%[1]，小麥、玉米等主糧基本實現(xiàn)機械化。但是丘陵山區(qū)農(nóng)作物耕種收綜合機械化率只有48%，比全國平均水平低22個百分點[2]。由此看來，丘陵山區(qū)綜合機械化率低，優(yōu)化丘陵山區(qū)小麥玉米全程機械化技術(shù)模式綜合效益評價，對丘陵山區(qū)糧食種植合作社實現(xiàn)糧食豐產(chǎn)增收有重要意義，也有利于當?shù)卣恼_決策。

對于小麥玉米機械化效益的評價，李名威等[3]對小麥玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效進行了社會效益評價，為農(nóng)業(yè)技術(shù)的社會效益評價提供參考；范成方等[4]基于熵權(quán)算法對山東省小麥玉米種植效益進行了綜合評價，一定程度上完善了糧食效益評價體系；胡檜等[5]對丘陵山地小麥玉米機械化種植技術(shù)進行了研究與探討，根據(jù)不同的農(nóng)藝要求選擇相應(yīng)的作業(yè)機具，得到最佳效益配備；甄文超等[6]探索了一種科學合理的土壤輪作模式，并對綜合效益進行了評價；姚艷春等[7]對山東平原地區(qū)小麥玉米機械化種植模式進行了研究，重點對經(jīng)濟效益進行了評價。

上述諸多方案一定程度上完善了對小麥玉米全程機械化的效益評價，但在丘陵山區(qū)的小麥玉米種植評價體系并不完備。本文針對山東省丘陵山區(qū)周年全程機械化現(xiàn)狀，構(gòu)建綜合效益評價體系，有利于實現(xiàn)山東省全程機械化的目標。調(diào)研山東省多家農(nóng)業(yè)合作社數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)一種綜合效益評價方法，改變以往從生態(tài)、經(jīng)濟單一角度進行評價的不足，通過山東省小麥玉米的綜合效益評價分析來探究山東省周年全程機械化的發(fā)展方向。

1 數(shù)據(jù)來源

為確保綜合效益評價體系的科學性與真實性，調(diào)研方法為實地調(diào)研法。調(diào)研地區(qū)覆蓋淄博市、泰安市、青島市、濰坊市、濱州市、威海市、德州市、臨沂市等多個區(qū)域的多家農(nóng)業(yè)種植合作社。

收集整理小麥玉米耕整地、播種、施肥、灌溉、植保等多個環(huán)節(jié)的種植方式及所需費用等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，主要研究了淄博(博山西河崖)、威海文登(姚家、北廒、大澤頭、東爐、榮成東橋、榮成東灘)、臨沂郯城這3個丘陵山區(qū)的8家合作社數(shù)據(jù)，對丘陵山區(qū)合作社的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益及綜合效益進行分析與評價。

2 綜合效益評價體系構(gòu)建

2.1 效益指標制定原則

1) 定量與變量相結(jié)合原則。為確保評價結(jié)果的準確性和科學性，評價指標的設(shè)定分為定量指標與變量指標，定量指標與變量指標之間相互關(guān)聯(lián)，以定量指標為綜合效益的評分基礎(chǔ)，變量指標為綜合效益的加減分項。

2) 定量與定性相結(jié)合原則。評價指標是復(fù)雜的系統(tǒng)，對于不能量化的指標，也可采用定性指標，應(yīng)力求科學、合理、實用、可行。

3) 易操作性原則。評價指標要抓住重點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，突出重點、意義明確、結(jié)構(gòu)清晰、可操作性強、實施成本低。既要能充分表達小麥玉米全程機械化種植、成本消耗的特點、綜合性強，又要反映目標項目的主要情況，直觀且簡單易行。

2.2 綜合效益指標與權(quán)重確定

以調(diào)研合作社的原始數(shù)據(jù)為基準，利用專家評價法(德爾菲法)，依據(jù)當?shù)匮芯克芯繂T、高校相關(guān)專業(yè)教授、當?shù)睾献魃绻芾砣藛T等30多名人員發(fā)放調(diào)查表、反復(fù)詢問意見。最終確定指標設(shè)立為三級，呈遞進關(guān)系，綜合參考文獻[8-11]采用層次分析法確定指標及權(quán)重。

該體系設(shè)置一級指標為經(jīng)濟指標、生態(tài)指標、社會指標；經(jīng)濟指標設(shè)置1個二級指標經(jīng)濟收益，下設(shè)2個三級指標單位面積純收入和年人均收入；生態(tài)效益設(shè)置2個二級指標資源利用和土地保護，資源利用下設(shè)3個三級指標灌溉量與灌溉方式、肥料施用量、病蟲草害，土地保護下設(shè)1個三級指標秸稈還田；社會效益設(shè)置4個二級指標社會貢獻、機械化率、抗逆減災(zāi)、推廣率，社會貢獻下設(shè)2個三級指標單產(chǎn)和種植面積，機械化率下設(shè)1個三級指標耕種收機械化率，抗逆減災(zāi)下設(shè)2個三級指標新技術(shù)使用量、品質(zhì)提升，推廣率下設(shè)2個三級指標輻射面積、培養(yǎng)培訓人員。

該體系設(shè)置一級指標權(quán)重經(jīng)濟效益W1，生態(tài)效益W2，社會效益W3。根據(jù)打分情況構(gòu)造判斷矩陣，通過兩兩比較下層因素對上層因素的相對重要性，將思維量化，通過判斷矩陣標度及構(gòu)造的判斷矩陣進行進一步的計算[10]，通過一致性檢驗等步驟[11]測算出經(jīng)濟效益W1為0.6，生態(tài)效益W2為0.2，社會效益W3為0.2，權(quán)重占比為W1∶W2∶W3=6∶2∶2[12]，并計算得出體系中一、二、三級指標權(quán)重。

以社會效益的二級指標為例，以社會貢獻、機械化率、抗逆減災(zāi)、推廣率4個指標構(gòu)建的矩陣進行步驟驗算。同理證明其他矩陣通過判斷矩陣一致性檢驗。

1) 將判斷矩陣A的每一列向量歸一化

(1)

2) 將歸一化的各行相加

(2)

3) 向量歸一化得到權(quán)重

(3)

4) 計算特征值

λmax=4.061

(4)

5) 計算一致性指標

(5)

6) 計算一致性比例CR，n為4，查表可知RI=0.9，得

(6)

通過構(gòu)建矩陣，向量歸一化，計算特征值，計算一致性指標CI，計算一致性比例CR等一系列步驟，由于CR越小，判斷矩陣的一致性越好，當CR≤0.1時判斷矩陣的一致性可以接受，對n≠2的判斷矩陣進行檢驗。得出一級指標λmax為0.300，計算一致性指標CI為0.000，計算一致性比例CR為0.000；二級指標資源利用λmax為3.074，計算一致性指標CI為0.037，計算一致性比例CR為0.063；一級指標社會效益λmax為4.061，計算一致性指標CI為0.020，計算一致性比例CR為0.022。綜上求得指標權(quán)重，如表1所示。

表1 綜合效益指標權(quán)重

2.3 綜合效益指標分值確定

根據(jù)指標體系設(shè)計調(diào)查問卷，利用專家評價法(德爾菲法)，分發(fā)50余份調(diào)查問卷并召開多次會議，在指標體系二級指標權(quán)重的基礎(chǔ)上經(jīng)反復(fù)探討。根據(jù)二級指標權(quán)重比例，即二級指標資源利用(S1)∶土地保護(S2)=3∶1，社會貢獻(S3)∶機械化率(S4)∶抗逆減災(zāi)(S5)∶推廣率(S6)≈6∶3∶6∶5；三級指標單位面積純收入(T1)∶年人均收入(T2)=3∶1。最終確定評價分值為百分制，制定滿分值，賦予相應(yīng)分值。

經(jīng)濟效益類指標：由于丘陵山區(qū)與平原地區(qū)的經(jīng)濟收入差異，三級指標設(shè)置兩檔即平原地區(qū)得分標準檔與丘陵山區(qū)得分標準檔，本文主要針對丘陵山區(qū)檔進行研究與論證。經(jīng)濟效益指標分值設(shè)定如下：一級指標經(jīng)濟效益，滿分為60分；二級指標經(jīng)濟收益，下設(shè)2個三級指標。三級指標單位面積純收入，滿分為45分，基準值為36分，三級指標年人均收入滿分為15分，基準值為12分。

生態(tài)效益類指標：主要包括管理與收獲環(huán)節(jié)。生態(tài)效益指標分值設(shè)定如下：一級指標生態(tài)效益，滿分值為20分；設(shè)立2個二級指標，二級指標資源利用滿分為15分，基準值為12分，下設(shè)3個三級指標分別為灌溉量與灌溉方式、肥料施用量、病蟲害防治，滿分各為5分；二級指標土地保護，滿分值5分，下設(shè)1個三級指標，秸稈還田滿分5分，基準值4分。

社會效益類指標：涉及品種選擇與倉儲等環(huán)節(jié)。社會效益指標分值設(shè)定如下：一級指標社會效益，滿分為20分，基準值為16分。下設(shè)4個二級指標，二級指標社會貢獻滿分值6分，基準值4.8分，其下設(shè)2個三級指標分別為單產(chǎn)、種植面積滿分各為3分，基準值各為2.4分；二級指標機械化率滿分值5分，基準值4分，下設(shè)1個三級指標機械化率滿分3分，基準值2.4分；二級指標抗逆減災(zāi)滿分為6分，下設(shè)2個三級指標新技術(shù)使用量與品質(zhì)提升，滿分各為3分，基準值各為2.4分。二級指標推廣率，所占分值5分，下設(shè)2個三級指標輻射面積滿分為3分，基準值為2.4分，三級指標培訓人員滿分值2分，基準值1.6分。其中，三級指標的基準值定為滿分值的80%，選取丘陵山區(qū)8家合作社的數(shù)值樣本得分在基準值上下小范圍浮動，具有一定代表性，選取的樣本有一定差異性，科學合理。

3 案例分析

以山東省文登區(qū)姚家合作社為例，此合作社采用自有機械深松與每年一次深翻種植小麥，輪作免耕常規(guī)機械條播播種玉米，水肥一體化、管道灌溉、噴除草劑與高地隙噴藥滅蟲相結(jié)合，自有機械收獲與秸稈還田相結(jié)合的技術(shù)模式[13-14]。下面從經(jīng)濟效益得分、生態(tài)效益得分與社會效益3方面得分進行綜合效益評判，如表3所示。

表2 綜合效益指標及評分標準

表3 山東省文登區(qū)姚家合作社綜合效益得分表

3.1 合作社經(jīng)濟效益分析

該合作社經(jīng)濟收益得分為41分，低于均值43分，其中單位面積純收入得分為26分低于均值33.1分，年人均收入的得分為15分略高于均值12.3分。雖然該合作社小麥玉米的耕種管收環(huán)節(jié)都是采用自有機械作業(yè)，但是小麥玉米每公頃收益低于當?shù)氐木涤绊憜挝幻娣e純收入，從而導致經(jīng)濟效益得分低。

3.2 合作社生態(tài)效益分析

該合作社生態(tài)效益得分為16分，高于均值15.4分，其資源利用得分為11分略高于均值10.9分，其中小麥種植過程中肥料施用量得分為3分略高于均值2.6分，灌溉量與灌溉方式得分為4分低于均值4.4分；秸稈還田得分為5分高于均值4.5分。此合作社主要通過秸稈還田培肥方式進行土壤保護[15-16]，故生態(tài)效益得分高于均值。此合作社優(yōu)化肥料類型，使用綠色高效藥劑、無機有機肥配施，故肥料施用量得分高于均值。但灌溉量與灌溉方式得分低于均值，建議灌溉方式使用微噴灌水肥一體化節(jié)水節(jié)肥技術(shù)，提高此項得分。此合作社土壤保護措施為秸稈還田，并且其他合作社此項得分大多為滿分，可以看出秸稈還田在合作社中應(yīng)用較為普遍。

3.3 社會效益分析

該合作社社會效益得分為12.9分，低于均值14.3分，其抗逆減災(zāi)得分為2分低于均值2.3分，原因為暫未使用新技術(shù)；機械化率是滿分3分，此合作社在耕種管收環(huán)節(jié)都是利用機械化種植；推廣率得分為3.7分高于均值3.6分，此合作社在種植面積、土壤保護與推廣率的得分較好。

建議合作社參加更多的新技術(shù)推廣會，將優(yōu)秀種植技術(shù)更多的推廣到更多農(nóng)戶手中。在所有調(diào)研合作社中，僅榮成東灘合作社的生態(tài)效益得分值占比低于社會效益，由此看出大部分合作社比較重視生態(tài)效益，調(diào)研中的大部分合作社的生態(tài)效益重要性占比高于社會效益。

4 結(jié)論

1) 通過實地調(diào)研與理論驗證，以丘陵山區(qū)合作社數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用專家評價法與層次分析法設(shè)定3個1級指標、7個2級指標與13個3級指標、計算權(quán)重及其對應(yīng)分值，在經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益3個單一傳統(tǒng)模式評價基礎(chǔ)上，進行綜合效益評判，構(gòu)建了一套針對丘陵山區(qū)的小麥—玉米周年全程機械化技術(shù)模式綜合效益評價體系，能改善當前已有評價體系指標過于單一、指標無法量化計算等問題。

2) 構(gòu)建的綜合效益評級體系中，其一級指標經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益的權(quán)重占比為6∶2∶2，分值為60分、20分、20分；二級指標經(jīng)濟收益權(quán)重為1，分值為60分，二級指標資源利用、土地保護權(quán)重占比為3∶1，分值為15分、5分；二級指標社會貢獻、機械化率、抗逆減災(zāi)、推廣率權(quán)重約為6∶3∶6∶5，分值為6分、3分、6分、5分。通過大量樣本分析得出當?shù)鼐C合效益評價分值的均值(三級指標設(shè)定的基準值定為滿分值的80%)，選取符合丘陵山區(qū)標準。

3) 以山東省文登區(qū)姚家合作社為案例，對其經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益三方面進行綜合效益評判，分析比較實際得分與均值之間的差異，發(fā)現(xiàn)8家合作社的數(shù)值樣本有一定差異，具有合理性；指標得分值在基準值上下浮動，在此區(qū)間具有一定的代表性。

研究結(jié)論符合實際，給出的評價方法簡單易行，對其他合作社進行理論驗證，并有指導意義。綜上，構(gòu)建的綜合效益評價體系能較好地反映當?shù)厍鹆晟絽^(qū)合作社、農(nóng)戶等經(jīng)營主體發(fā)展現(xiàn)狀，在一定程度上對農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)與研發(fā)企業(yè)等具有指導意義[17-19]，對丘陵山區(qū)合作社作物種植與機械化作業(yè)有指導作用，對我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展和實踐具有參考價值。