兩湖地區中稻產量和效益的影響因素分析
——基于344 個水稻種植農戶的調查

郭展，張運波

(農業農村部長江中游作物綠色高效生產重點實驗室(部省共建)/長江大學農學院，湖北 荊州 434025)

隨著氣候變暖和降水的變化，極端天氣的發生頻率和強度也在增加[1－2]，如高溫、干旱和暴雨等。我國作為世界上最大的水稻生產國，近年來年種植面積在3 000 萬hm2左右，南方是中國主要的水稻生產區[3]。氮作為作物生長的必需營養物質，是作物產量的主要限制因素。中國占全球氮肥消費量的35%，其中7%用于水稻[4]，湖北、湖南省的平均氮肥施用量分別高達194 kg/hm2和200 kg/hm2[5－6]。在中國，76%的農民在水稻生產過程中過度使用化肥[7]，不當的營養管理會降低作物產量和氮利用效率[8]。氣候惡化、種植面積不穩定及過度使用化肥將會威脅到糧食安全和生物多樣性，因此提高水稻單產具有重要的研究意義。

中國的糧食問題能夠反映在基礎種植戶身上，能否從基礎水稻種植戶身上發現我國中稻種植現狀是本研究的主要目的。因此，本文擬比較江漢平原和洞庭湖平原344 個水稻種植戶的產量及效益差異，探析中稻種植產量及效益限制因子，以期為提升水稻生產效益、實現水稻高產高效可持續性生產提供一定的參考。

1 數據來源及研究方法

1.1 數據來源

本次調研以荊州太湖農場、隨州均川鎮和長沙市長沙縣3 個定位試驗點為圓心，以344 個農戶的調查問卷作為分析對象。農戶涉及到湖北和湖南2個省，7 個縣市，18 個鄉鎮，40 個村。綜合農戶基本個體特征、栽培管理措施、水稻生產的投入和產出等因素，按照調查與評估總體原則，采用一對一面談的方式，將所得信息進行統計及分析，對農戶實際收獲的水稻產量及效益限制因子進行優先序的排列，討論兩湖地區中稻種植現狀。

表1 樣本農戶分布情況Table 1 Distribution of sample farmers

1.2 研究方法

1.2.1 構建模型

由圖1 的分析框架圖，我們將農戶的年齡、教育水平、家庭勞動力數量、種植面積、栽植方式、種植品種、施肥方式、種植成本、糧食價格、溫度、光照和降水等因素作為自變量，產量作為因變量，選用多變量的柯布—道格拉斯生產函數構建生產函數:

圖1 分析框架圖Fig.1 Analysis framework

式中:y是指種植水稻的總收益；αi表示第i種氣候影響因素的系數；x1j為各種社會影響因素；βj表示第j種社會影響因素的系數；x2j為各種氣候影響因素。(1)式的對數線性方程為:

(2)式根據變量展開，得到用于本文研究的實證模型如下:

1.2.2 自變量的初步假設

(1)因變量。采用水稻單產表示。

(2)社會因素:年齡。來源實際調查數據。本文預測年齡因素對水稻產量有影響，且會產生負相關關系。

(3)社會因素:受教育程度。農戶所受教育層次水平。在現代農業形勢下，農民作為重要的參與主體之一，他們需要科學技術去改造和繼承傳統農業，實現農業現代化。本文預測受教育程度會給水稻產量帶來正效應。

(4)社會因素:家庭勞動力數量。參與農業勞作人數。調查發現，大量青年勞動力外出務工，從事農業勞動的人數少，且趨于老齡化。因此，本文預測勞動力數量會給水稻產量帶來負效應。

(5)社會因素:種植規模。水稻生產規模存在著規模經濟現象，但隨著土地規模的擴大，規模經濟系數逐漸變小且小于1，水稻生產由規模經濟逐漸變為規模不經濟。因此，本文預測種植規模與產量間呈負相關關系。

(6)社會因素:種植品種。在調查中發現，不同農戶種植品種多而雜亂，很難計量。故本文將水稻種植品種分為常規稻和雜交稻兩類進行分析。本文預期種植品種與產量間呈正相關。

(7)社會因素:栽植方式。栽植方式有撒直播、機直播、手插秧、機插秧和拋秧5 種，但計量分析起來較困難，故將種植方式分為人工種植和機械輔助種植兩類。問卷顯示，以直播稻、機插稻為主的輕簡化栽植方式更受認可。因此，本文預期種植方式與產量呈負相關關系。

(8)社會因素:施肥方式。包括只施基肥、有一次或兩次及以上追肥，在統計分析中難以進行定量，故將施肥方式劃分為只施基肥和既施基肥也施追肥。本文預期施肥方式和產量間產生正效應。

(9)社會因素:種植成本。農戶水稻種植投入資金，主要反映農戶種植水稻投入與產出的關系。投入越多，農戶更期待得到好的收成。所以，本文預期種植成本與產量呈正相關關系。

(10)社會因素:銷售價格。農戶銷售產品所得收入，銷售價格越高，糧食產量越高。因此，本文預期銷售價格與產量間產生正效應。

(11)氣候因素:溫度。氣候變化不僅影響人類的生存環境，也影響農作物的生長發育，平均溫度在水稻的幼苗期、秧苗分蘗期和開花結實期影響較大。因此，本文將苗期和抽穗期高溫設為1，孕穗期高溫設為0。預期溫度與產量間呈正相關關系。

表2 水稻生產函數參數OLS 估計結果Table 2 Results of OLS estimation of rice production function parameters

(12)氣候因素:光照。水稻作為感光作物，光照影響著水稻生長發育的各個階段，尤其在水稻灌漿結實期，因此本文主要將研究內容分為灌漿期寡照跟灌漿期足光進行分析。預期光照與產量產生正效應。

(13)氣候因素:降水。分為苗期澇漬和干旱兩類，本文預期降水與產量呈負相關關系。

1.3 自變量的描述性統計

根據問卷調查所得數據，計算得出3 年平均產量為8 320.5 kg/hm2。變量定義及描述性統計如表3 所示。

表3 變量描述性統計Table 3 Definition of variables and descriptive statistics

2 我國兩湖地區中稻產量和效益的影響因素分析

本研究采用Eviews 8.0 統計分析軟件，運用OLS 模型對兩湖地區水稻生產函數進行回歸，結果如表4 所示。

表4 模擬結果分析Table 4 Analysis of simulation results

2.1 社會因素

(1)年齡產出彈性系數為負，在5%水平上差異顯著。說明農戶年齡組成對水稻生產有影響，這可能是因為兩湖地區農村勞動機械化普及不深，種植管理方式落后，大齡農民居多，導致種植效率較低等原因造成的。

(2)戶主受教育程度系數為正，通過了顯著性檢驗。說明農戶的受教育水平對水稻生產具有顯著影響，同時也說明了在水稻生產中文化水平高的種植戶具有先天優勢，更能理解“三農”政策和科學種植帶來的成果。

(3)家庭勞動人口的系數為正，且在5%水平上差異顯著。說明在兩湖地區的水稻種植戶中，機械化水平還不高，需要依賴更多的農業勞動力參與農業勞作。

(4)戶均種植水稻規模的系數為正，且在1%水平上顯著。說明農戶的種植規模對中稻種植產量和效益影響較大，種植規模大的農戶收益也相對更高，但同時承擔的風險也更大。

(5)種植品種的彈性系數為正，但不顯著，這與兩湖地區雜交稻普及程度有關。據調查顯示，兩湖地區水稻種植中有87%的種植戶選擇了常規稻作為栽植材料，種植的常規稻有91%是黃華占品種。相對單一的品種選擇也制約了其產量潛力，雜交稻種子價格高和產量不穩定也是導致農戶對常規稻選擇意愿更強的原因。

(6)種植方式的系數為負，但不顯著。說明在不同的種植方式下，產量及收益差異不顯著?？赡苁撬救鲋辈?、手插秧等人工種植方式耗資較高，與機插秧、機直播等機械種植方式在成本上沒有較大差異。

(7)施肥方式的彈性系數為負，且在5%水平上差異顯著。說明追肥對于兩湖地區水稻種植具有顯著影響，可能是兩湖地區稻田土壤基礎肥力不一，只能通過后期補施1 次及以上追肥彌補產量損失，有可能是農戶間種植觀念的差異導致的。

(8)種植成本的彈性系數為正，但不顯著。說明產量的高低跟種植成本無明顯差異，這與兩湖地區農戶種植規模普遍較小，農戶投入意愿強有關，也可能與機械化的普及釋放了勞動力節省資金投入有關。

(9)稻谷銷售價格的彈性系數為正，且在1%水平上差異顯著。說明水稻產量與稻谷銷售價格呈極顯著相關，這與收入回饋帶給農民的種糧積極性有關。

2.2 氣候因素

(1)溫度的彈性系數為正，且在1%水平上差異顯著。說明苗期和抽穗期溫度與產量間存在極顯著關系，抽穗期高溫對水稻產量的影響顯著大于孕穗期高溫。兩湖地區7—9 月份的持續高溫不利于產量的提升，抽穗期高溫是影響水稻產量的主要因素。

(2)光照的彈性系數為負，但不顯著。說明灌漿期寡照對兩湖地區水稻產量沒有造成顯著影響，也說明了兩湖平原的光照資源分配較均勻。

(3)降水的彈性系數為負，但不顯著。說明在調查年際降水對水稻產量的影響較小，并無大面積干旱或澇漬發生。

3 討論

本研究表明，社會因素和氣候因素對兩湖地區中稻種植產量和效益影響較大，這與前人長期分析的結果一致[9]。在中國經濟快速發展的背景下，眾多農村勞動者外出工作，土地碎片化降低了農業勞動力的邊際生產力，增加了非農業勞動力的供應。應在補充相關政策和優惠措施的基礎上，引導農民自愿實現土地聯合經營和農田經營權轉讓。此外，小型農業機械的發展和應用可顯著提高農業生產效率[10]。與撒播施肥相比，深度施肥顯著提高水稻產量，減少氮排放，施肥最佳深度在7～13 cm 之間，與大部分水稻的根系分布情況一致。將施肥量降低到150～250 kg/hm2，再加上分段施肥的方式，可顯著增加總產出和凈經濟效益。然而，精良的機械、良好的肥料及受過技術培訓的農民成為了大規模深施肥的主要推動因素[11]。

近些年來，極端高溫天氣發生的頻率增加，預計到2100 年，全球平均氣溫將上升0.75～4.0 ℃[12]。水稻產量形成的最適溫度為25～30 ℃，高溫導致花粉不育性增加，誘導小穗不育，顯著降低水稻產量[13－14]。長江中下游的中稻產量與平均溫度呈顯著負相關，優化水稻播種期，以緩解生殖期的高溫脅迫，選擇生育期較長的水稻品種有助于中稻獲得更高產量[15]，同時利用水稻稻茬繼續生長的再生稻模式也可促進水稻產量[16]。

4 結論

本研究基于湖南、湖北2 省344 個水稻種植農戶的調查數據，對影響兩湖地區水稻產量和效益的因素及其效應進行預估。模型分析結果顯示，社會因素和氣候因素對兩湖地區中稻種植產量和效益影響較大。社會因素中年齡、受教育程度、勞動人口數、種植規模和施肥方式對中稻產量和效益影響顯著，氣候因素中抽穗揚花期高溫對中稻的產量和效益影響顯著。