山东省粮食生产效率与安全对策研究

张晓艳 王飞翔 白林红 殷芳 李首涵 杨丽萍 刘林臣 杨萍

关键词：山东省；粮食生产效率；贡献率；粮食安全对策

粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家独立的全局性重大战略问题，也是国家安全的重要基础。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把粮食安全作为治国理政的头等大事，提出了“确保谷物基本自给、口粮绝对安全”的新粮食安全观，确立了“以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑”的国家粮食安全战略，走出了一条中国特色粮食安全之路。中国实施“藏粮于地、藏粮于技”战略，持续推进农业供给侧结构性改革和体制机制创新，粮食生产能力不断增强，粮食流通现代化水平明显提升，粮食供给结构不断优化，粮食产业经济稳步发展，更高层次、更高质量、更有效率、更可持续的粮食安全保障体系逐步建立，国家粮食安全保障更加有力。在目标明确和措施保障下，中国农业实现了举世瞩目的跨越发展，农业生产条件实现巨大飞跃，新型农业经营体系不断健全，农业发展新动能基本形成。国家统计局公布的全国粮食生产数据显示，2021年全国粮食总产量6828.5亿kg，比上年增加133.5亿kg，增长2.0%，全年粮食产量再创新高，连续7年保持在6500亿kg以上。随着人民生活水平的提高，人均粮食消费增加，当我国人均占有粮食474kg时，需进口大约0.6亿hm2耕地生产的食物，中国人吃饱没问题，吃好需进口。许多发达国家人均粮食总消费超过800kg，是我国近两倍。因此，粮食安全问题始终不能放松。

山东作为我国粮食生产大省，用占全国6%的耕地和1%的淡水，生产了全国8.5%的粮食、9.8%的肉蛋奶、11.2%的蔬菜和12.8%的水产品，为全国贡献了农业产业化经营、农业国际化、科教兴农等山东经验，素有“全国农业看山东”之说，为中国人的饭碗主要装中国粮作出新贡献，所以山东粮食持续增产是保障我国粮食安全的基石。山东在政策上严格落实粮食安全党政同责，加强粮食安全责任制和粮食生产稳定度考核，同时落实产粮大县奖励政策，充分调动基层政府重农抓粮积极性。自2000年以来，随着人口数量增加，粮食产量需求也呈直线上涨趋势。山东人均粮食占有量由2000年的425.9kg增长到2020年的536kg。2021年山東粮食再获丰收，粮食总产量达到550.051亿kg，增加5.4亿kg，连续8年过“千亿斤”，首次突破550亿kg大关，是全国5个增产5亿kg以上的省份之一，居全国第3位。我国粮食能否持续增产，主要取决于产粮大省还有没有生产潜力、生产效率是否能提高、粮食增产措施是否到位等。因此，通过对山东省的粮食生产效率、影响因素、增产措施等方面进行深入剖析，寻求粮食增产策略，以便为保障国家粮食安全发挥农业大省作用。

1数据来源与分析方法

本研究所用数据来源于国家统计局官网公布的统计年鉴数据（1949-2020年），包括山东的粮食产量、播种面积、单产、有效灌溉面积、农业机械总动力、化肥施用量、农药使用量等指标。对历年统计数据的变化趋势、变化幅度等进行分析，同时利用SPSS18软件中的主成分回归C-D生产函数模型方法，构建包括劳动力、农业技术水平、土地、农业生产方式、物质投入等因素的主成分分析模型。

2结果与分析

2.1山东粮食生产投入与产出

粮食生产需要大量的土地、人力、物力、财力投入。随着粮食产量的提高，粮食生产投入呈刚性增长，生产成本居高不下，导致种粮效益较低，降低农户种粮积极性，影响粮食安全。本研究针对粮食总产量和单位面积产量的生产资料投入与产出效率进行分析。

2.1.1粮食产量增长1倍的投入量

山东粮食总产由1949年的790.50x104 t增加到2020年的5446.80x104t，增长了5.89倍。通过粮食增产消耗的时间、播种面积、有效灌溉面积、农业机械总动力、化肥施用量、农药使用量等生产要素的投入角度，进行粮食生产效率与代价分析（表1）。

（1）1949-2020年，山东粮食产量迈上了5000x104t的台阶，粮食产量增长1倍平均需12.05年。分阶段看，1949-1971年，用时23年，实际增幅为103.35%：1972-1979年，粮食产量增至2472.00x104 t，增长53.7%，用时8年：1980-1990年，粮食产量增至3354.90x104t，增长35.72%，用时11年；1991-1993年，粮食产量增至3964.60x104t，增长18.17%，用时3年：1949-1993年间，在当时农业生产条件有限情况下，增长速度较快的主要原因是基数较低，每增长10个百分点平均需要1.12年：1994-2012年，粮食产量增至4815.81x104t，增长21.47%，用时19年，每增长10个百分点用时8.85年，增长速度较慢，主要原因是此期工业化、城镇化发展速度快、农业发展相对放缓：2013-2020年，粮食产量增至5446.80x104t，增长13.10%。粮食增产所用时间的长短，主要受农业政策与科技水平的影响，粮食补贴高、价格政策好、粮食生产效益高时，粮食增产所需时间就短，反之亦然：粮食生产技术进步时，粮食增产所需要的时间就短，特别是高产栽培技术以及化肥、灌溉、农业机械等技术实施，保障了粮食产量明显增加。

（2）1949-2020年，粮食作物播种面积从11131.30x103hm2减少到8281.30x103hm2，降低25.60%，粮食产量每增长1倍，播种面积平均减少4.34%，说明粮食产量增长主要依靠单产提高。分阶段看，因不同时期农业政策与自然条件的变化，粮食产量虽然呈持续增长趋势，但播种面积有增有减。以1949年为基期进行分析，1990年粮食产量比1949年增长3.24倍，同期粮食播种面积减少26.77%：1993年粮食产量是1949年的4.02倍，播种面积比基期减少26.21%：2012年粮食产量增长5.09倍，播种面积比上期减少5.64%，比基期减少30.37%：2012-2020年，粮食产量由4815.81x104t增至5446.80x104t，增幅13.10%，播种面积增加530.94x103hm2，增幅6.85%。

（3）有效灌溉面积是粮食增产的基本保障，可减少旱灾对粮食生产的影响，奠定了粮食增产的基础。粮食产量比基期（1949年）每增长1倍，有效灌溉面积平均增加量为216.64x103hm2，增幅为4.63%。由图1可知，有效灌溉面积基本呈平稳增加趋势，1988年有效灌溉面积下滑的同时，粮食产量也在下降，有效灌溉面积环比下降3.53%，粮食产量则环比减少10.49%，说明有效灌溉面积是保障粮食增产的重要因素。分阶段来看，1979-1990年粮食增产882.90x104t，有效灌溉面积由4404.80×103hm2增至4463.67×103hm2，增幅1.34%；1993年，有效灌溉面积比1990年增加160.33x103hm2．增幅3.59%：1993-2012年，有效灌溉面积由4624x103hm2增至5058.10x103hm2，增幅9.39%。2013-2020年，有效灌溉面积增加213.26x103hm2，增幅4.22%。

（4）我国正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期，农业机械化水平的提升主要是农机总动力的增长，具体体现在翻耕、整地等农用机械数量增加和动力水平的提升。我国先后提出“1980年基本实现农业机械化”“1990年实现农业机械化”的目标。由图2可知，1978-2015年，农机总动力总体呈直线上涨，特别是2002-2015年间，粮食产量与农业机械化率呈平行直线增长，说明粮食产量的增加伴随着农业机械化水平的提升：2016年，由于农机动力已经基本满足需求，农机总动力数显著下降，此后呈平稳增加态势；2020年农机总动力达到10964.66x104kW·h．比1979年增长了7.81倍，粮食产量每增长1倍，农业机械总动力平均增加6.49倍。截至目前，山东主要粮食作物已基本实现全程机械化。

（5）粮食产量每增长1倍，化肥施用量（折纯量）增加1.94倍。化肥产能和施用量的增长，是我国保证粮食增产的重要措施。自1979年有化肥施用量数据统计以来，截至2020年底，粮食增产1.20倍，化肥施用量增加2.33倍。由图3可知，1978-2007年，化肥施用量呈曲线上涨趋势，此后呈平缓下降态势。分阶段分析，1979-1990年，化肥施用量增长1. 15倍；1991-1993年，化肥施用量增长44.60%；1994-2012年，化肥施用量增加34.16%；此后由于化肥施用量的饱和，同时国家出台“农药化肥减量增效”的政策，2013-2020年，化肥施用量减少20.02%。从增产效果来看，1979-2020年，粮食产量增加2974.80x104t，化肥施用量增加266.50x104t，粮食产量每增加1倍，化肥用量增加222.08x104t。

（6）在粮食播种面积减少、化肥施用量增加、灌溉条件逐步改善的情况下，农作物病虫害的发生也呈快速增加趋势，农作物受灾面积逐年增长，但受灾面积的增长并没有大幅度影响粮食产量的提升，这主要归功于农药的使用，防止了高密度、高肥水、高重茬等条件下，病虫害大规模、高等级的发生和危害。根据现有资料，由图4可知，1991-2008年，农药使用量呈波动上涨态势，此后呈缓慢下降趋势。1993-2012年期间，农药使用量增加了8.20x104t，增幅为102.50%：2013-2020年，受“农药化肥减量增效”政策影响，农药使用量减少29.63%。总体上，粮食产量每增长1倍，农药使用量平均增幅1.14倍。

2.1.2粮食单产每增加1000kg/hm2的投入量我国粮食增产主要依靠单产提高，而提高单产需要农机、化肥、农药等生产要素投入的同步增长。根据统计数据，1952-2020年，山东粮食单产共跨越了5.51个1000kg/hm2的台阶。从粮食单产增加所需的时间与生产要素分析，单产每上一个1000kg/hm2台阶平均需要12.52年，化肥施用量增加62.23kg、增幅37.97%，农药使用量增长0.33%，有效灌溉面积增长5.19%，农机总动力增长1.59倍。从各生产资料投入增加比例来看，增加粮食单产，各因素的贡献率不同。

通过对粮食总产每增长1倍和单产跨越一个1000kg/hm2台阶所需时间及生产资料投入量进行分析，粮食总产和单产上升一个台阶所需时间不同，粮食单产上升一个台阶平均所需时间比总产多0.47年、生产资料投入比例也略有差异。总之，随着生产资料投入量增加，粮食产量曲折上升。

2.2生产资料投入量对山东粮食产量的贡献率

某一个因素对粮食产量增长的贡献不仅取决于该因素的生产弹性，还取决于该因素在这个时期内的变化幅度。研究选择劳动力、农业技术水平、土地、农业生产方式、物质投入等因素，根据数据可获得性，劳动力投入采用乡村从业人员数来表示，土地投入主要由粮食播种面积来表示，农业技术投入选用农业机械总动力和有效灌溉面积来衡量，物质投入由化肥施用折纯量和农药使用量表示。首先经过多次模型检验，剔除具有共线性和不显著性的影响因素，构建山东省粮食产量影响因素的指标体系，其中，以山东省粮食产量（x104 t）为因变量Y，选取粮食作物种植面积（x103 hm2） Xi、有效灌溉面积（×103 hm2）X2、化肥施用量（×104 t） X3、农业机械总动力（×104kW·h） X4、农药使用量（x104 t） X5、乡村从业人员数（×104人）X6为自变量。数据选取《山东省农村统计年鉴》（1997-2020年）中粮食生产的有关数据，运用SPSS18.0统计软件进行数据处理和模型构建。

2.2.1主成分回归C-D生产函数模型的建立采用主成分回归C-D生产函数模型对各要素进行分析，目的在于消除变量与变量之间的相关性，使最终回归模型的参数更加可信。根据检验结果（表3）分析，KMO=0.675，表明各变量之间适合做因子分析：巴特利特球形度检验的原假设为相关系数矩阵为单位矩阵，Sig.值0.000小于显著性水平0.05，因此，拒绝原假设，表示变量之间存在相关性，適合做因子分析。

采用主成分分析法提取主因子，根据主因子提取结果，研究所选用的6个影响因素中，只有前两个因子的特征值大于1，并且特征值之和占总特征值的81.009%（表4），因此，在6个因子中提取前两个因子作为主因子。

根据表4所得结果提取两个主因子，利用SPSS18.0统计软件进行处理，得出特征值对应特征向量矩阵（表5）。

由表5特征向量矩阵可以得出主成分的计算公式：

根据软件处理得到构建模型的回归参数，并根据主成分回归模型的计算结果（表6）得出回归方程为：

根据模型分析结果，模型的拟合度R2=0.8554，拟合度较高。从模型系数的正负来看，粮食作物播种面积、有效灌溉面积、化肥施用量、农业机械总动力的增加对山东省粮食增产具有正向作用；乡村从业人员数和农药使用量的弹性系数为负，显示负效应，表明这两种因素的增加对增加粮食产量起到相反的作用。

2.2.2各生产资料投入量對粮食产量增长的贡献率根据主成分因子提取结果以及生产资料投入量对粮食产量影响的变化率，可以得出贡献率水平（表7）。结果表明，对山东省粮食产量贡献率较大的因素是粮食作物播种面积和有效灌溉面积，贡献率共达到81.01%，物化因素的贡献率合计为17.08%．其贡献率顺序是化肥施用量>农业机械总动力>农药使用量，劳动力投入贡献率仅为1.91%。从各因素贡献率来看，只有保证了粮食作物的播种面积和有效灌溉面积，才能保障粮食产量。要保证粮食和农产品供应，首先要确保耕地安全，守住“18亿亩”耕地红线，这是我国粮食安全的生命线，也是14亿人口的生命线。在保证粮食数量安全的同时也要保证质量安全，避免化肥农药的过量使用，在农业劳动力人口老龄化严重背景下，需积极探索以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子。

3结论与对策建议

3.1研究结论

通过对山东粮食生产效率与代价进行分析可知，截至2020年，山东粮食产量达到5 446.8x104t，增长5.89倍。粮食产量每增加1倍平均用时12.05年，播种面积平均减少4.34%、有效灌溉面积平均增加4.63%，农业机械总动力增加6.49倍，化肥施用量增加1.94倍，农药使用量增加1.14倍。粮食总产量不断增加，主要依靠的是单产，山东粮食单产每上一个1000kg/hm2台阶平均用时12.52年，有效灌溉面积平均增长5.19%，农机总动力平均增长1.59倍，化肥施用量平均增长37.97%，农药使用量平均增长0.33%。在播种面积基本稳定的情况下，通过改造中低产田、良种良法配套、提高农业机械化水平等措施提高单产，从而保证粮食总产持续增长。粮食播种面积对山东粮食产量的贡献率最大，其次是有效灌溉面积，两者贡献率合计为81.01%，物化因素的贡献率合计为17.08%。其中，化肥施用量对粮食产量的贡献率为9.20%，乡村从业人员对粮食产量的贡献率仅有1.91%．化肥施用量与乡村从业人员的投入对粮食产量所产生的贡献并不明显，且两者对粮食产量产生负作用。

3.2对策建议

要保障国家的粮食安全，在国家政策统一指导下，首先要保证农业大省的粮食产量。这需要在保护耕地和解决种子“卡脖子”基础上，强化农业信息化、智能化、现代化技术支撑，建立并优化省级粮食增产策略，以保证主产区粮食产量，从而发挥农业大省的作用。

粮食安全历来被视为关系国计民生的重大问题，受新冠疫情的冲击和国际局势的影响，全球粮食生产、贸易和运输均遇到重大挑战。在这种新形势下，我国提出了“保障粮食安全的要害是种子和耕地”，要提高粮食和重要农产品供给保障能力，需加强种质资源保护利用和优良品种选育推广，开展农业关键核心技术攻关。同时，要强化耕地保护，坚决遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”。山东坚守耕地保护红线，确保年粮食播种面积稳定在“1.2亿亩”以上，粮食产能保持在500亿kg以上；把高标准农田建设作为巩固和增强粮食综合产能的重要支撑，持续加大高标准农田建设力度，到2022年底，全省建成433.33×104hm2以上高标准农田：深入实施“科教兴农”战略，采取系列针对性措施，比如在2022年山东小麦苗情总体偏弱的情况下，采取“科技壮苗”专项行动，为夺取夏粮丰收保驾护航。

3.2.1以数量与质量并重确保种粮面积“十三五”期间，山东省常住人口城镇化率由57.01%提高到63.05%，年均提高1.2个百分点，城镇化稳步迈向高质量发展阶段。同时，山东落实国家新型城镇化战略部署，突出以人为本、产城融合、文化传承、城乡互促，到2025年，新型城镇化初步实现智慧化、绿色化、均衡化、双向化，常住人口城镇化率达到68%左右：到2035年，城镇化实现高质量发展，常住人口城镇化率达到75%左右，新型城镇化建设走在全国前列。按发达国家城市化率80%计算，中国城镇化在未来20年仍然需要保持每年1个百分点的速度增长，还将需要占用大量土地。由于城镇化率的不断提高，以及受种植效益低及农民种粮积极性影响，保持耕地面积的压力不断加大。在藏粮于地方面，一是在耕地土壤肥力下降地区，进行耕地土壤肥力的恢复：二是鼓励广大生产者使用有机肥，减少化肥农药等使用，降低对土壤的进一步污染，逐步恢复土壤肥力：三是做好土地平整、水利和道路等配套设施的建设，提高土地的生产力。在保护耕地面积的同时，保证粮食作物的播种面积，并通过改善灌溉条件、培肥地力、改造中低产田等途径，提高耕地产出能力。

3.2.2以规模化经营促进降成本、增效益山东分散的小农户经营、发展不均衡问题比较突出。从规模来看，0.67hm2以下的农户最多，占比91.29%以上，6.7hm2以上农户约占0.1%，随着规模增大，占比呈递减趋势。种植规模增加1%，每公顷化肥和农药用量分别减少0.3%和0.5%，农业劳动生产率增加近1%。针对土地流转率不高、规模化经营度低等问题，探寻土地流转新模式，建议培植壮大新型经营主体，促进其发展规模经营，探索创新农业社会化服务，促进小农户和现代农业发展有机衔接，构建“龙头企业+合作社+农户”经营体系，将大批农户联结到现代农业上来，在现有46%的基础上继续提高土地流转率，推动村党组织领办合作社组织小农户，探索集体与农户之间新的利益联结机制，以规模化经营促进种植成本降低，从而增加收益。

3.2.3以科技创新促进粮食生产方式转型升级

2013年11月，习近平总书记在山东省考察调研时强调要给农业插上科技的翅膀，要按照增产增效并重、良种良法配套、农机农艺结合、生产生态协调的原则，促进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化、安全环保法治化，加快构建适应高产、优质、高效、生态、安全农业发展要求的技术体系。当前在耕地数量和质量不同程度下降、水资源日益稀缺和劳动力成本日益提高的背景下，粮食生产只能依靠科技进步。2021年，山东主要农作物良种覆盖率超过98%，同时，“一增四改”等技术被广泛应用，小麦、玉米耕种收综合机械化率分别达到99%、96%，农业科技进步贡献率为65%以上。目前粮食增产科技保障措施的潜力空间越来越小，需实施科技创新战略，利用物联网、大数据和云计算等现代高新技术改造传统农业，将先进技术、装备等要素导入农业生产，切实提升粮食生产物质技术装备水平，通过不断改善生产经营方式，提高农业生产要素综合效率，推进农业信息化、智能化水平，大幅度提高农业质量与效率，助力农业绿色生态可持续发展。

3.2.4以培养新型农业经营主体打造粮食安全人才队伍从第三次全国农业普查数据来看，在农业生产经营人员中，年龄35岁及以下的6023x104人，占农业经营总数的19.17%：年龄55岁及以上的10551x104人，占农业经营总数的33.57%。山东小农户的平均年龄为54.2岁，50岁以上的占总人数的54.9%：新型农业经营主体的经营者平均年龄为49.7岁，41～50岁之间的占总人数的55.8%，40岁以下的仅占7.4%。中国农业劳动力正在加速老化，解决未来谁来种粮的问题日趋紧迫，因新型农业经营主体的市场适应能力和辐射带动能力强，可成为农业转型的助推器、农民增收的金钥匙，所以向农业现代化进程中，需储备农业优质人才，建议培植壮大新型农业经营主体，并加强新型职业农民的培训力度，建立人才培养实训基地，增强新型农业经营主体的综合素质，提升农民生产技能：另一方面制定相关政策，鼓励各类人才尤其是青年人从事粮食生产，参与新型农业经营主体的建设，打造一支职业种粮青年队伍。

3.2.5以开展用粮节粮行动减少粮食浪费通过开展用粮节粮行动，加快推动粮食全产业链各环节节约减损行动，瞄准粮食生产、储存、运输、加工、消费等环节粮食损耗问题，采取有效措施，切实减少粮食损耗，增加粮食有效供给水平。在收获方面，2021年山东省小麦产量263.7亿kg，按小麦收获环节损失率1%估算，比2%的作业质量标准低1个百分点，相当于挽回小麦损失2.65亿kg。在储藏方面，山东不断增强储粮能力，2020年粮食完好仓容达到4170x104t，应用环流熏蒸、粮情测控、机械通风储粮新技术的仓容比“十二五”末分别增加70.8%、62.2%和50.0%。在加工、餐桌等环节增强节粮意识，同时完善不同人群的膳食標准，科学用粮，充足营养，减少肥胖，促进健康。“减损就是增产，降耗就是增收”。