保护性耕作技术对粮食生产效率和环境效率的提升效应

邓远远，朱俊峰

（中国农业大学经济管理学院，北京 100083）

进入新发展阶段，保障国家粮食安全、端牢“中国人的饭碗”，关键在于提升粮食生产能力，这就必须客观认识和重视粮食生产效率。然而，由于长期对耕地重用轻养，甚至掠夺式经营，出现耕地质量下降、水资源紧缺和农业生态系统逐渐恶化等问题，严重影响中国粮食生产和农业可持续发展［1］。保护性耕作是以少或免耕播种、作物秸秆覆盖地表、深耕松土及病虫草害综合防治为主要内容的现代耕作技术体系，具有蓄水保墒、培肥地力、改善农田环境等功能。在此背景下，保护性耕作是实现耕地可持续利用的重要途径，也是加快落实“藏粮于地、藏粮于技”的关键举措。采纳保护性耕作技术不仅表现为农艺流程、技术手段和物质装备上的变化，还表现为耕地利用集约度的转变，从而影响粮食生产效率。自“现代保护性耕作中国化”序幕拉开以来，在制度创新和技术创新的双重推动下，2020年免耕播种面积、秸秆还田面积和深耕松土面积分别占全国耕地面积的11.78%、44.06%和8.76%。虽然，积极推广保护性耕作是为缓解耕地资源开发利用与生态环境保护间的突出矛盾，但保护性耕作引起的要素重配亦会对污染排放产生重要影响。因此，厘清采纳保护性耕作技术对粮食生产效率（以“增效”为目标）和环境效率（以“减排”为目标）的影响，以及检验其是否可以或者在何种情境下实现“增效”与“减排”的统一，不仅能为政府有的放矢地推进保护性耕作提供参考依据，而且对促进粮食可持续生产具有现实意义。

1 文献综述

从掌握的现有文献来看，学界分别研究了采纳保护性耕作技术对粮食生产效率和农田碳排放的影响，但是较少从“增效”和“减排”双重视角考察采纳保护性耕作技术的效应。其中，关于采纳保护性耕作技术对粮食生产效率的影响尚未达成一致结论。一方面，有研究认为，采纳保护性耕作技术对技术效率基本上没有显著影响［2］。其原因在于：在保护性耕作条件下并不一定增产［3］，且增产作用的发挥具有缓释性［4］；即便增产也可能伴随着更高的投入，若不使用农药防治杂草病虫害的话，保护性耕作会引起劳动力需求的增加，进一步导致农村女性的负担更为沉重［5］。甚至反向验证集约化耕作对农业生产率的影响，发现随着耕作强度提高，生产率也相应提升［6］。另一方面，有研究表明，采纳保护性耕作技术与提高土地生产率和粮食生产技术效率并行不悖［4，7-9］。崔钊达等［8］研究表明，采用保护性耕作技术会显著提高农户玉米生产技术效率，并且对纯农户玉米生产技术效率提升尤为显著。值得注意的是，粮食生产过程中的合意产出与非合意产出同时存在。与工业不同，种植业的非合意产出主要包括耕作、化肥、农药、地膜等投入品使用所导致的环境代价［10］。如果忽视粮食生产的资源环境负荷，将会导致以农业资源环境为基础的粮食生产效率提升的可持续性无从保障。而关于保护性耕作措施对农田碳排放的影响研究主要集中于两个方面：一是通过长期定位观测试验测定不同保护性耕作措施的固碳排碳效应［11］；二是从宏观视角关注保护性耕作的碳汇效应［12］。尽管研究方法存在差异，但学者对保护性耕作措施的固碳减排作用已基本达成共识。

既有研究虽然有助于更加深入地理解采纳保护性耕作技术“增效”和“减排”的影响作用，但仍存在一定不足：一是现有研究多从改变农业生产投入产出比的视角来论证采纳保护性耕作技术与粮食生产效率的关系，结合技术特性的影响机理分析略显不足。二是虽然关于粮食生产效率的测算已经相当成熟，但研究大多忽视了粮食生产对环境的不良影响，容易扭曲对经济效应的评价，从而产生误导性的政策建议。三是尽管关于保护性耕作的碳排放测算及预测、碳汇效应空间特征及其影响因素分析研究众多，但是从环境效率去研究保护性耕作技术的文献还比较少。事实上，保护性耕作、农业产出、二氧化碳排放三者的关系紧密，仅仅将保护性耕作与二氧化碳排放二者结合，显然有失偏颇。一般来说，农户种植普遍存在着多样性，并且农户以家庭生产为单位进行投入产出效益分析，在有关技术采纳和投入生产资料决策时，很难细分品种去考虑。因此，选取粮食整体进行研究，更能准确反映生产实践。

基于此，本研究利用全国14 省份调研的粮食种植户数据，结合保护性耕作技术的作用原理，分析采纳保护性耕作技术对粮食生产“增效”与“减排”的影响。首先，基于耕地可持续集约化利用理论，明晰采纳保护性耕作技术“增效”与“减排”内在机理。其次，考虑到粮食生产过程中合意产出与非合意产出同时存在，同时对采纳保护性耕作技术“增效”与“减排”效应进行评估。再次，深入探究采纳保护性耕作技术“增效”和“减排”效应在不同规模、生产效率下的组群差异。最后，进一步分析采纳保护性耕作技术组合的“增效”和“减排”差异。

2 理论分析

保护性耕作在自然科学领域以技术的形式出现，但将其应用于农业生产过程中，其就不纯粹是一种自然科学范畴中讨论的技术形式，还是一种重要的实践活动。从技术经济学角度看，保护性耕作实质上是一种范式革命，其技术特征表现在减少人为活动对耕地土壤结构的扰动且保持耕地生态系统环境容量和资源承载力，既能满足农业生产的需要，又能促进耕地生态系统的可持续发展。耕地可持续集约化利用理论强调，耕地要素与非耕地要素之间存在着最佳配置组合，随着两类要素投入的变化，耕地利用存在从粗放到集约再到过度集约的变化过程，基于土地边际报酬递减规律，耕地报酬呈现先递增后递减的状态。除了投入产出比下降，过度集约化阶段还会带来耕地退化，进而直接影响粮食综合生产能力。根据中国已有实践，长期以来，普遍实行的高投入、高产出的耕地集约化利用模式，在保障了耕地收益和粮食安全的同时，也导致耕地地力透支现象凸显［13］。在这种情况下，继续投入不仅浪费资源还有可能产生负面效应，而借助保护性耕作技术可推进耕地可持续集约化利用，实现耕地保护和耕地产能提升的双重目标，进而作用于粮食生产“增效”与“减排”，作用机制如图1所示。

图1 采纳保护性耕作技术对粮食生产效率的影响机理

相比于常规耕作技术，保护性耕作技术在很大程度上改变了农业管理方式、耕作措施和生产要素配置，继而引致粮食生产效率变化［9］。采纳保护性耕作技术对粮食生产效率的影响主要有两条路径：第一条路径是耕作技术进步使得生产要素重新匹配和替代，推动实际粮食产量向潜在粮食产量靠近，实现产出高效化［8］。保护性耕作技术具有改善土壤耕层结构、增加土壤有机质、蓄水保墒等作用，能够最大限度发挥耕地资源的生产功能［14］。因此，保护性耕作技术具备促进粮食产出增加的可能性，实现与扩大耕种面积同样效果的耕地生产率“内涵性扩大”。第二条路径是采纳保护性耕作技术提升耕地可持续集约化利用水平，进一步反馈农户生计，倒逼生产和组织方式转型调整，驱动经营集约化［15］。在“藏粮于地、藏粮于技”战略实施的背景下，采纳保护性耕作技术能够促使农户在粮食生产经营中积极发挥市场、技术、资金等要素的融合优势，实现生产要素的最优组合。此外，采纳保护性耕作技术能够促使农户深刻认识粮食生产与资源环境的互动关系，进而采取一种灵活方式来组织粮食生产，改善经营管理效率。

保护性耕作技术遵循生态系统基本原理，避免对耕地系统产生不可逆的干扰，不仅有利于合理有效地利用耕地和水资源、节能降耗，而且有利于改善农业生态环境，从而影响环境效率。首先，保护性耕作技术以保持水土为核心，通过地表覆盖、减少耕作对土壤的扰动，具备蓄水保墒、防治土壤风蚀和水蚀的效果，是缓解水资源匮乏和提高作物水资源利用效率的重要途径［16］。其次，在实施保护性耕作过程中，机械作业次数和强度随着耕作过程的简化而减少，以东北垦区为例，秸秆覆盖还田保护性耕作技术相比于常规耕作的燃油费减少35.78 元/hm2［17］。最后，与常规耕作方式相比，保护性耕作技术通过提升氮素肥料当季利用效率，以及培肥地力维持土壤氮库扩容增效实现对作物稳定持续供氮，在减少氮素肥料的投入方面发挥积极的作用［18］。

3 数据来源、变量选取与模型建立

3.1 数据来源

研究数据来自“新型农业经营主体调查”课题组2019年的农户调研，涉及全国14 省份、137 个县（区）、174 个村庄。14省份包括内蒙古、吉林、四川、安徽、山东、江苏、江西、河北、河南、湖北、湖南、甘肃、辽宁和黑龙江，基本涵盖了小麦、水稻和玉米等粮食作物的主产区。在调研省份选定的基础上招募各省调研人员，采取学生分散调查的形式进行。学生按照就近原则，利用寒假返乡机会在其家庭居住地或附近开展调研，在每个村中随机选择15～20户农户开展一对一访谈。调查问卷内容包括粮食种植户生产经营决策者主要信息、家庭成员信息、农业技术采用情况以及主要作物成本收益情况等内容。经过后期的统计和整理，获得有效问卷2 127份。

3.2 模型设定

3.2.1 粮食生产效率估计

现有研究常用单一要素生产率、全要素生产率或粮食产量来表征粮食生产效率，尽管这些指标确实在一定程度上反映了粮食生产投入产出关系，但这些指标不能反映实际产出与最大潜在产出的偏离。由于耕地后备资源严重不足，未来中国粮食综合生产能力有赖于粮食生产技术效率的提升［19］。采用技术效率指标与当前推动农业由增产导向转变为提质导向的需求相符。因此，选取技术效率作为粮食生产效率的衡量标准。

目前，主要有两种方法用于测量技术效率，一种是以数据包络分析（Data Envelopment Analysis，DEA）为代表的非参数方法；另一种是以随机前沿分析（Stochastic Frontier Approach，SFA）为代表的参数方法。由于粮食生产高度依赖于自然环境，易受到气候条件、自然灾害等不可控因素的干扰，而SFA 方法能够避免不可控因素对生产前沿面的影响，且对异常值不敏感，因而更吻合粮食生产的本质特征。此外，相比于DEA 方法，SFA 方法在模型拟合和参数检验方面具有完善的统计学支撑。因此，使用SFA 方法测算农户的粮食生产技术效率，模型设置如下：

对公式两边同时取对数，得：

其中：下标i表示第i个农户；Yi为粮食产出，f(·)表示前沿生产函数；X代表一组可观测的生产要素投入变量，包括劳动力、土地、资本等；α为待估系数；Vi为服从正态分布的随机扰动项，即Vi～N(0，)，代表了粮食生产中存在的不可控随机因素；Ui为独立于Vi的非负的技术无效率项，反映了粮食生产对于前沿面的偏离程度。考虑到收敛性问题，设定无效率项服从指数分布。

利用SFA 测定技术效率，需要选择生产前沿面的函数形式来包络样本点。常见的函数形式有C-D 生产函数和超越对数生产函数。由于研究的重点在于生产效率测算而非考察具体生产技术的形式，C-D 生产函数就已经足够［20］。因此，遵照农业生产研究的相关文献，确定C-D生产函数进行随机前沿分析，模型形式为：

式（3）中：Si、Ki、Li分别代表粮食生产中的土地投入、资本投入和劳动力投入。利用极大似然估计法得到式（3）中的模型参数后，则粮食生产效率TEi可由式（4）测算得出：

在SFA 基础上，检验外生变量对粮食生产效率影响的方法又可分为“一步法”与“两步法”。虽然蒙特卡罗试验证实了“一步法”估计优于“两步法”，但是在应用过程中这一观点依然存在争议。当变量数目增多时，如果交叉项过多且统计上又不显著，“两步法”的估计效果更优［21］。考虑到引入的解释变量较多，以及“一步法”要求的Ui的分布假设过于严格，故优先选择使用“两步法”进行模型估计。

3.2.2 环境效率估计

延续Reinhard 等［22］的思路测算环境效率。具体地，把粮食生产中形成的环境污染作为一种投入要素，与其他常规投入一同纳入随机前沿生产函数中，从而式（3）可以改写为：

式（5）中，Wi为粮食生产中形成的污染物，用粮食种植过程中产生的碳排放量计算。借鉴He 等［23］测算农业碳排放的方法，构建粮食生产碳排放公式如下：

式（6）中：c表示粮食生产的碳排放总量；m则为碳源因子；e为各碳源的量化值；k为各碳源的碳排放系数。综合以往研究成果，确定具体的碳源及相应的碳排放系数：①农资产品投入引发的碳排放，包括化肥、农药、农膜、农用柴油等导致的碳排放。参考姚增福等［24］的研究，计算农资产品的碳排放量。②翻耕土地所导致的碳排放，以当年粮食作物实际播种面积为准。③灌溉环节因消耗电力、能源产生的间接碳排放，以当年粮食作物实际灌溉面积为准。各碳源碳排放系数参见田云等［25］的研究。

遵循环境效率的测算思路，在保持投入要素和实际产出不变的基础上，用最小潜在碳排放量替代当前实际碳排放数量。此外，环境效率测算是建立在没有技术效率损失的基础上，即Ui=0。假设碳排放可能实现的最小数量为W Fi，则式（5）可以进一步改写为：

进一步，用式（7）减去式（5），并整理成ln-lnWi的形式，得：

/Wi即环境效率值，ln-lnWi则是环境效率的对数值。从而，环境效率EE i可以由下式计算得出：

3.2.3 计量检验模型设定

为检验采纳保护性耕作技术对粮食生产效率和环境效率的影响，将基准回归模型设定为：

其中：TEi和EE i分别为农户i的粮食生产效率和环境效率，介于0和1之间；adopti为是否采纳保护性耕作技术，controli为一组常用控制变量，β为待估系数，εi为随机扰动项。由于测算得到的TEi和EE i为受限被解释变量，而且属于典型的两端截断，若采用OLS 回归，会导致估计结果有偏且不一致。为解决此问题，采用Tobit模型进行估计。

3.3 变量的选取与定义

3.3.1 被解释变量

被解释变量为粮食生产效率和环境效率，由基于SFA 估计得到的粮食生产效率和环境效率表示。进行SFA 估计需提前设定投入产出指标，对于投入指标的选取，参考李博伟等［26］做法，从传统的生产三大要素去考虑，包括土地、劳动和资本。

（1）产出变量。用农户家庭种植主粮作物（包括小麦、玉米、水稻、大豆4 种作物）的产值表示。由于农户所种植的作物品种多样，而不同品种作物产量不可比，倘若直接按产量加总并不科学，对产值加总才更为合理［27］。在调研数据中统计了每种作物的经营总收入，以此进行加总，用加总之后的总产值来表示产出。

（2）土地投入。用加总农户所有粮食作物的种植面积表示，因为考虑到了复种、休耕、弃耕等因素，比采用农户承包耕地面积更合理。

（3）劳动投入。用农户在粮食种植过程中实际投入的劳动量来衡量，单位为“标准劳动日”，包括家庭自有劳动力投入和雇佣劳动力投入。

（4）资本投入。用农户在粮食种植上所投入物质费用来表示。物质费用指在粮食生产过程中所耗费的各类生产资料的价值总和，主要包括化肥、有机肥、农膜、农药、水电灌溉、种子种苗、机械作业等各项费用。对于物质费用的考察是基于价值量，主要是因为不同的农资产品没有共同的物质单位，用价值量来衡量可以方便数据计算和分析［27］。此外，采用物质费用这一综合指标，还可缓解在估计SFA模型时的多重共线性问题。

3.3.2 核心解释变量

核心解释变量为农户是否采纳保护性耕作技术的决策，采用0-1 虚拟变量计量，即只要农户在粮食生产中采纳了免耕直播、深耕松土、秸秆还田这3 种技术中的任意一种（包含同时采纳其中任何两种或者同时采纳这3种技术），即定义为采纳农户，赋值为1；否则，定义为未采纳农户，赋值为0。在后文讨论中，还使用农户对3 种核心保护性耕作技术的采纳数量进行稳健性检验。

3.3.3 控制变量

为缓解遗漏变量偏误，参考已有研究［8-9］，还选取了其他因素作为控制变量。具体包括以下3组：第一组是农业生产经营决策者特征变量，包括年龄、性别、受教育程度、健康状况和风险偏好。同时在回归中加入年龄的平方项以捕捉年龄对粮食生产效率和环境效率的非线性影响。第二组是家庭特征变量，分别是农业劳动力数量、在外务工人数、是否受过农业生产经营培训。第三组是生产经营状况，包括经营规模、耕地细碎化程度、是否加入合作社、是否调整过耕地、耕地质量。考虑到可能存在的U 型关系，同时加入经营规模的平方项。此外，鉴于不同地区在政策以及其他方面存在差异，纳入省份虚拟变量对其加以控制。

3.4 描述性统计

表1 给出了相关变量定义以及保护性耕作技术采纳农户与未采纳农户的描述性统计结果。从中可以发现，采纳农户的粮食生产效率和环境效率均高于未采纳农户，并在5%水平上通过显著性检验。根据这一统计结果，初步判断采纳保护性耕作技术对粮食生产效率和环境效率有提升作用，但仍需要进行严谨的实证检验。在控制变量方面，两组农户除了性别、年龄、风险偏好、农业劳动力数量、经营规模以及是否调整过耕地等变量不存在显著的统计差异外，其他控制变量统计差异皆显著，具体为采纳农户比未采纳农户的决策者受教育程度更高、健康状况更好，受过农业生产经营培训的更多，家庭外出务工的更多，耕地细碎化程度更低，耕地质量更好，加入合作社的更多。

表1 采纳农户与未采纳农户的描述性统计结果

4 实证分析与结果

4.1 基准回归结果

表2 报告了Tobit 模型估计结果，其中模型1—模型2报告了采纳保护性耕作技术影响粮食生产效率的估计结果；模型3—模型4 报告了采纳保护性耕作技术影响环境效率的估计结果。上述两类模型按照“从简单到复杂”的估计策略验证了采纳保护性耕作技术对粮食生产效率和环境效率的影响。据模型1—模型2 的回归结果显示，在不同模型设定下，核心解释变量“是否采纳保护性耕作技术”的估计系数均至少在5%水平上显著为正，表现出很强的稳定性。当添加全部控制变量时，模型2 中“是否采纳保护性耕作技术”的边际效应为0.016，且在5%水平上统计显著，说明采纳保护性耕作技术总体上稳健地促进了粮食生产效率的提升，即验证了采纳保护性耕作技术的粮食生产“增效”效应。考虑到在所使用样本中，农户粮食生产效率的平均值为0.738，因此上述估计结果的经济学含义是，采纳保护性耕作技术可使这部分农户的粮食生产效率平均提高2.17%（=0.016/0.738）。

表2 采纳保护性耕作技术的基准回归结果

再分析模型3—模型4 报告的结果，核心解释变量“是否采纳保护性耕作技术”回归系数均为正，且通过了1%的显著性水平检验，表明采纳保护性耕作技术能有效提升环境效率，即采纳保护性耕作技术具有显著的粮食生产“减排”效应。基于添加全部控制变量的模型4 报告的结果，核心解释变量估计系数的经济意义是，给定其他因素相同的情况下，采纳保护性耕作技术农户的环境效率平均比未采纳农户高出2.32（=0.007/0.302）个百分点。上述估计结果表明，在资源与环境约束趋紧的情况下，对于粮食生产而言，采纳保护性耕作技术存在显著的“增效”与“减排”效应，即采纳保护性耕作技术可以实现“既增效，又减排”的双赢目标。

4.2 倾向得分匹配分析

是否采纳保护性耕作技术是农户基于自身特征和成本收益分析的“自选择”，存在着一些不可观测因素，在影响农户采纳保护性耕作技术决策的同时，也可能对其粮食生产效率和环境效率产生影响，采用Tobit 模型进行回归，将导致估计结果有偏。因此，为纠正选择性偏误，引入倾向得分匹配（PSM）方法进行稳健性的因果推断。利用最近邻匹配、卡尺匹配、卡尺内最近邻匹配和核匹配方法，采用Logit模型，将基准模型中除核心解释变量外的其他变量作为匹配特征进行控制。为保证PSM 估计的有效性，同时从整体平衡性和协变量平衡性两个方面对匹配后样本进行平衡性检验。首先，就整体平衡性检验而言，匹配后变量对采纳保护性耕作技术概率的解释力越差，匹配质量越高。其次，就协变量平衡性而言，匹配后协变量在两组样本之间的标准化偏差大于20%，则意味着匹配失败。从表3 可以看出，无论采取何种匹配方法，匹配后处理组和控制组样本都不存在系统性差异，说明本研究对匹配变量和匹配方法的选择是合理的。

表3 样本匹配结果的平衡性检验

表4 报告了利用4 种匹配方法所得到的估计结果。与基准回归结果一致，采纳保护性耕作技术对农户粮食生产效率和环境效率具有显著正向影响，再次说明采纳保护性耕作技术的粮食生产“增效”与“减排”效应。从利用4种匹配方法测算结果的平均值来看，因为采纳保护性耕作技术，该部分样本农户家庭的粮食生产效率和环境效率分别平均比未采纳的样本农户家庭高出0.035 和0.019。PSM估计结果远高于Tobit估计结果，这一方面是因为基于Tobit回归得到的是采纳保护性耕作技术对任意样本农户粮食生产效率和环境效率的影响，即整个样本的平均处理效应；另一方面也说明，由于“自选择”问题的存在，Tobit 回归仍然会低估采纳保护性耕作技术对粮食生产效率和环境效率的影响。

表4 采纳保护性耕作技术效率提升效应的平均处理效应

4.3 其他稳健性检验

4.3.1 替换被解释变量

前文采用SFA 方法测算粮食生产效率和环境效率，需要事先设定生产函数形式、无效率项和随机误差项分布，难以避免主观因素的影响。为避免单一效率测度指标对实证结果稳健性的影响，采用DEA 方法重新测算了粮食生产效率和环境效率，以此作为被解释变量继续进行回归。结果见表5 的模型5—模型6，核心解释变量的估计系数依然显著为正，说明基准回归结果不会因被解释变量度量指标的变化而发生显著改变。

4.3.2 替换核心解释变量

考虑到农户可能会同时采纳多项保护性耕作技术，并且这些技术的选择之间并不互相排斥，而多项保护性耕作技术“捆绑”应用的效果或更为显著［28］。因此，参照杨志海［29］的研究，以农户所采纳的保护性耕作技术数量作为衡量采纳保护性耕作技术强度的指标，并以此设置采纳保护性耕作技术的替代变量。由表5 的模型7—模型8报告结果可以发现，以采纳强度衡量的采纳保护性耕作技术与粮食生产效率和环境效率至少在5%水平上显著正相关，即农户所采纳的保护性耕作技术数量越多，对粮食生产效率和环境效率促进作用越大。这说明，研究结论并没有因采纳保护性耕作技术度量方式的变化而出现差异。

4.3.3 调整固定效应方式

在基准回归中，通过控制农户所在省份的固定效应来排除样本地理位置差异对回归结果的干扰，但由于研究中使用的是农户调查数据，因此仍无法完全排除村庄间的固有差异对回归结果的影响。为此，参照纪月清等［30］的研究，用农户所在村庄固定效应替换原模型中的省份固定效应重新估计。由表5 的模型9—模型10 报告结果可知，在控制村庄固定效应后，核心解释变量“是否采纳保护性耕作技术”的系数估计值虽略有变化，但依然至少在5%显著性水平上保持正向影响。因此，可以认为调整固定效应并不会给结论带来很大偏差。但鉴于控制村庄固定效应所带来的自由度损失远大于控制省份固定效应，所以本研究仍然选择信任省份固定效应后所得到的结果。

5 异质性考察

5.1 分不同规模

小农户与规模经营农户在现代农业经营体系中扮演的不同角色和行为差异已经得到学术界共识，无论是技术采纳行为［31］，还是采纳技术后粮食生产技术效率的变化都有很大差异［32］。伴随着经营规模的扩大，农业生产方式（即耕地利用方式和利用强度）也随之改变，进而影响农业环境效率［33］。为此，将经营规模划分为小规模（0～＜0.7 hm2）、中规模（0.7 hm2～＜2.0 hm2）、大规模（2.0 hm2及以上）3 个组别进行考察。

由表6可知，只有大规模农户组中采纳保护性耕作技术对粮食生产效率和环境效率同时呈现显著的正向影响，也就是说大规模农户采纳保护性耕作技术实现了粮食生产“增效”和“减排”。而采纳保护性耕作技术的回归系数在中规模粮食生产效率模型中不显著，说明对于中规模农户而言，采纳保护性耕作技术没有对粮食生产效率产生显著影响。可能的原因是，中规模农户劳动力和资本需求较小农户高，专业化水平还未达到规模经济，导致采纳保护性耕作技术对粮食生产效率提升作用不明显。小规模农户中采纳保护性耕作技术对环境效率的正向影响不显著，说明对于小规模农户而言，采纳保护性耕作技术在提升粮食生产效率的同时，对于农业环境的改善作用并不明显。这可能是因为，现有的农业技术培训多针对中大规模农户，小规模农户未能充分发挥保护性耕作技术的多重效应。

表6 经营规模异质性的估计结果

5.2 分不同生产效率

既有研究广泛认为农业生产效率分布上的农业技术采纳效果存在差异，譬如农业科技设备或灌溉设备采纳所带来的农业生产技术效率的提升幅度会随着农业生产技术效率的增加而不断降低［34］。为详细考察整个粮食生产效率分布上由采纳保护性耕作技术导致的差异，采用分位数分类方法将所有样本农户按照粮食生产效率从低到高划分为低效率（＜33%）、中等效率（33%～＜66%）、高效率（≥66%）3 个相邻但不相互交叉的完备区间，进行子样本异质性回归，结果见表7。

表7 生产效率异质性的估计结果

对于高生产效率的农户而言，采纳保护性耕作技术会进一步促进其粮食生产效率和环境效率的提高。这是由于农户在资源禀赋、技术水平、信息获取能力等方面的差异，导致其农业生产要素配置能力原本存在差别。而本身具有优势的农户在采纳保护性耕作技术后，鉴于其在管理能力和要素配置能力方面更具优势，能更充分地发挥保护性耕作技术的效果。对生产效率不具有优势的农户而言，采纳保护性耕作技术不仅不会缓解其粮食生产压力，反而会加重其对农业环境的干扰，取得适得其反的效果。这意味着，如果不能解决农户生产效率阻滞问题，那么想通过采纳保护性耕作技术来提升粮食生产效率的策略将呈现低效率或无效率的“尴尬”。

6 进一步分析

将保护性耕作技术包中的3 种子技术存在的所有可能采纳组合分为7类（这些组合均可以找到对应的典型技术路线），进一步考察7 类细分技术采纳组合对粮食生产效率和环境效率的影响。鉴于粮食生产效率和环境效率可能与其他不可观测因素相关，存在样本选择性偏误问题，因此采用多项内生处理效应模型进行估计。表8估计结果表明，相较于未采纳保护性耕作技术而言，采纳秸秆还田+深耕松土、秸秆还田+免耕直播与深耕松土+免耕直播+秸秆还田技术组合均能显著提升粮食生产效率，提升幅度分别为5.4%、6.3%、3.4%，而对环境效率无明显改善。虽然未发挥出提升环境效率的潜力，但并不否定保护性耕作技术能够降低污染排放的事实，也不可忽视其长期效应。此外，无论是粮食生产效率方程还是环境效率方程，多个选择偏误项显著，说明存在样本选择性偏误，因此，采用内生假设下的估计结果更合理。

表8 技术组合采纳的效率提升效应估计结果

7 结论与政策启示

本研究在明晰采纳保护性耕作技术“增效”与“减排”内在机理的基础上，利用2 127 份粮食种植户的实地调研数据，探究了采纳保护性耕作技术的粮食生产“增效”与“减排”效应。研究发现：①对于粮食生产而言，采纳保护性耕作技术能够实现“增效”与“减排”的双赢。②采纳保护性耕作技术的粮食生产“增效”与“减排”效应具有显著的异质性。分规模来看，小规模农户采纳保护性耕作技术“只增效，不减排”；中规模农户采纳保护性耕作技术“只减排，不增效”，而大规模农户采纳保护性耕作技术“既增效，又减排”。分生产效率来看，高生产效率农户采纳保护性耕作技术“既增效，又减排”；中等及以下生产效率农户采纳保护性耕作技术的“增效”与“减排”效应均未能得到验证。③保护性耕作技术组合侧重于“增效”，并未对环境效率发挥出应有的积极效果。因此，采纳保护性耕作技术顺应农业绿色发展，可作为“藏粮于地、藏粮于技”的有力抓手，助力粮食安全。

基于研究结果得到如下政策启示：①高度重视保护性耕作技术的大众化应用，引导和扶持农户主动自觉地采纳保护性耕作技术，释放其“增效”与“减排”效应。②结合不同类型农户的资源禀赋与生产实际需求，选择性地制定保护性耕作技术推广方案。针对不同经营规模的农户，有差别地推广保护性耕作技术及配套农机具，提高保护性耕作技术的采纳率及转化率。同时，在保护性耕作技术推广过程中格外注意保护性耕作技术与效率水平的适配性问题，采取多元化的技术配套推广服务，弱化生产效率阻滞问题。③对不同保护性耕作模式的“增效”与“减排”效应提升采取特定的路径，以期最大化采纳保护性耕作技术的经济效应。