绿色施肥技术采用与当期肥料支出—产出关联：来自中国苹果种植户的证据

《Horticulturae》：Green Fertilization Adoption and Current-Period Fertilizer Expenditure–Output Associations: Evidence from Chinese Apple Farmers

　　

专业摘要翻译 绿色施肥技术（Green Fertilization Technologies, GFTs）已被广泛推广以支持中国苹果产业的可持续果园生产，但其与当期经济结果的关联仍未得到充分理解。本研究基于对中国山东省409户苹果种植户的调查，考察了GFT采用与肥料支出产出比（Fertilizer Expenditure-based Output Ratio, FEOR）之间的关系，以及不同补贴条件和技术组成下的异质性。FEOR定义为每元肥料支出的苹果物理产出，因此是一个物理—货币比率，而非农艺养分利用效率或整体农场盈利能力的度量。在内生转换回归（Endogenous Switching Regression, ESR）模型的维持假设下，估计的采用者特定反事实差值为?1.185对数点。互补估计量得出负向但幅度显著不同的估计值，且推断受到方法学限制，包括数值不稳定以及部分替代估计量中协变量平衡与重叠不足。在另一项OLS交互分析中，当在不享受补贴条件下评估时，平均边际采用—FEOR关联为?0.958对数点，而在享受补贴条件下评估时为+0.147对数点，后者不具有统计显著性。探索性技术特定回归表明，有机肥替代呈现负向条件关联，测土配方施肥在考虑共同采用后呈现正向条件关联，而水肥一体化管理不具有统计显著的条件关联。这些技术特定估计受到大量共同采用和潜在选择偏差的约束。单独的回归调整分析表明，GFT采用与较高的肥料支出和较低的物理产出相关联，这描述了FEOR的组成部分而非识别因果机制。重要的是，调查未记录GFT初始采用年份或采用持续时间。因此，研究结果描述了同期肥料支出—产出关联，无法确定所观察到的差异代表暂时性转型成本还是采用后经济绩效的变化。

论文解读

一、研究背景与问题提出

绿色施肥技术（Green Fertilization Technologies, GFTs）在中国苹果产业中被广泛推广，旨在减少化肥相关的环境压力并维持农业生产。然而，GFT采用与农户层面当期肥料支出—产出绩效之间的关联仍未得到充分理解。从理论上看，采用环境导向型创新可能需要改变投入配置、管理实践和生产决策，而部分潜在的农艺效益可能仅在更长时期内显现。这些考虑表明，采用过程可能涉及转型性调整成本，但其发生和持续时间无法在没有纵向数据的情况下确定。

在中国，集约化化肥使用已导致养分流失、环境压力和资源利用效率下降，可持续养分管理因此成为核心政策目标，这体现在《化肥使用量零增长行动方案》中。苹果生产为检验绿色施肥采用相关的当期经济差异提供了重要实证场景，因为多年生作物涉及累积性土壤过程，且当期生产成本与潜在未来效益之间存在时间分离。

现有研究可大致分为三支：第一支考察环境与农艺结果，记录了改良施肥和养分管理实践在提升土壤质量、改善养分利用绩效、减少肥料损失和排放方面的潜力；第二支聚焦农户采用决策，强调农户特征、信息获取、技术认知、行为意向、经济激励、制度条件和政策支持的作用；第三支相对较小，评估采用绿色或可持续农业实践后的农场层面生产或经济结果。然而，关于不同绿色施肥实践在多年生生产系统中与当期肥料相关经济绩效的关联，尤其是这种关联是否因制度支持条件和技术作用机制的不同而存在差异，现有证据仍然有限。

此外，绿色施肥采用不应被视为同质性干预。不同GFT组成部分涉及不同的养分管理路径：投入替代技术通过部分替代化学肥料改变养分投入的来源和构成；信息型技术如测土配方施肥主要改善决策质量；水肥一体化管理则改变水和养分的输送方式。制度条件同样可能与农户采用决策和当期经济结果相关，但本研究观察到的补贴获取并非外生分配，调查也未识别GFT特定补贴项目或提供支付金额、时间和资格标准的详细信息。

基于上述背景，本研究提出三个问题：第一，GFT采用与苹果种植户当期FEOR之间存在何种关联？第二，这种关联是否因制度支持条件而异？第三，哪些技术组成有助于解释异质性的当期经济模式？

二、研究设计与关键方法

研究人员利用2022年在山东省烟台市（牟平区、蓬莱区、栖霞市）和临沂市（蒙阴县、沂水县）五个县级区域开展的苹果种植户入户调查数据。调查采用分层抽样策略，基于区域经济发展、农场规模和地理特征选择乡镇和村庄，并在每个村庄从农户抽样框中随机选取约10—20户苹果种植户。共发放问卷475份，排除关键变量缺失或异常回答的66份后，最终有效样本为409户。

FEOR定义为苹果物理产出除以肥料支出，是一个物理—货币比率。核心实证方法为内生转换回归（Endogenous Switching Regression, ESR）框架，该模型联合估计一个采用选择方程和两个分别对应采用者与非采用者的结果方程，以在分布假设下调整不可观测因素导致的选择偏差。模型中，到农业技术推广服务的距离（techdis）作为排他变量纳入选择方程。为检验补贴异质性，研究人员采用含交互项的OLS回归，包括采用状态、补贴获取、合作社参与及其二向和三向交互项。技术特定分析采用Stata处理效应框架中的回归调整（Regression Adjustment, RA）估计量，以平均处理效应（ATET）为估计目标。稳健性检验包括倾向得分匹配（PSM）、逆概率加权（IPW）、逆概率加权回归调整（IPWRA）以及缩尾处理等敏感性分析。所有统计分析使用Stata/MP 17.0完成，ESR模型使用Lokshin和Sajaia开发的movestay命令估计，反事实差值采用500次自助抽样（其中134次成功收敛）进行推断。

三、主要研究结果

3.1 描述性统计与采用模式

约53.3%的样本（409户中的218户）采用了至少一种GFT，平均采用强度为0.99。在218户采用者中，213户采用了有机肥替代，表明该实践构成总体GFT采用的主导组成部分。测土配方施肥和水肥一体化管理主要与有机肥替代联合采用而非独立采用。FEOR的算术均值为每元肥料支出12.30斤苹果产出（标准差=20.81），log(FEOR)均值为1.91（标准差=1.07）。到农业技术推广服务的平均距离为6.07公里，户主平均年龄55.23岁，平均受教育年限8.11年。

3.2 GFT采用与FEOR的选择调整关联

在ESR框架下，估计的采用者特定反事实差值为?1.185对数点（bootstrap p < 0.001；95% CI [?1.592, ?0.539]），表明采用至少一种GFT实践的农户在当期FEOR上低于其反事实非采用状态下的估计结果。似然比检验拒绝了选择方程与结果方程独立性的原假设（LR chi-square(2) = 16.91, p = 0.0002），非采用者体制的相关系数rho0 = 0.570，采用者体制的rho1 = 0.949。互补估计量均得出负向点估计，但幅度差异较大：一对一PSM为?0.742，一对四PSM为?0.492，IPW为?0.668，RA为?0.638，IPWRA为?0.453（p = 0.052）。倾向得分诊断显示，调整后仅少数协变量的标准化均值差低于0.10，密度重叠系数为0.258，表明采用者与非采用者的可比性有限。

3.3 FEOR组成部分的关联分析

回归调整分析表明，GFT采用与较高的肥料支出（系数=0.311, p = 0.043）和较低的当期产出（系数=?0.328, p = 0.001）相关联，分别对应约36.5%更高的肥料支出和28.0%更低的物理产出。采用还与每亩产量降低0.145对数点相关联（p = 0.047）。由于FEOR在数学上定义为物理产出除以肥料支出，较高的肥料支出和较低的物理产出在代数上与较低的FEOR一致，但这些结果描述关联而非识别因果机制。

3.4 按补贴状态划分的采用—FEOR关联异质性

OLS交互回归中，采用×补贴交互系数为正且统计显著（+1.181, p = 0.002）。事后边际分析显示，在未享受补贴状态下评估的平均边际采用关联为?0.958对数点（p < 0.001），而在享受补贴状态下评估的对应关联为+0.147对数点且不显著（p = 0.513）。两者差异为1.105对数点（p < 0.001），表明采用—FEOR条件关联因补贴状态而异。但该分析基于OLS对可观测特征的调整而非ESR选择校正，估计差异可能反映残余的不可观测异质性，不应被解释为补贴因果性地缓解了调整成本。

3.5 共同采用下的技术特定FEOR关联

在单一技术规格中，有机肥替代与FEOR呈负向关联（系数=?0.657, p < 0.001），测土配方施肥（系数=+0.002, p = 0.986）和水肥一体化管理（系数=?0.144, p = 0.294）无统计显著关联。在控制其他两项技术指标后，有机肥替代系数为?0.704（p < 0.001），测土配方施肥为+0.367（p = 0.017），水肥一体化管理为+0.063（p = 0.699）。然而，119户测土配方施肥采用者中115户（96.6%）同时采用有机肥替代，73户水肥一体化采用者中71户（97.3%）同时采用有机肥替代，仅3户单独采用测土配方施肥，1户单独采用水肥一体化管理。极不均衡的采用组合分布限制了独立比较的可用性，正向的测土配方施肥系数应被解释为观察到的采用模式内的条件关联而非独立识别的技术效应。

3.6 稳健性检验

基线OLS采用系数为?0.262（p = 0.046）。缩尾处理后系数为?0.251（p = 0.052），剔除极端值后为?0.311（p = 0.008）。缩尾后的ESR反事实差值为?1.248对数点，与基线?1.185的差异约为0.063对数点，表明点估计对缩尾处理相对不敏感，但修剪样本上ESR模型无法可靠估计。仅包含户与果园特征的模型得出采用系数?0.575（p < 0.001），加入制度与行为控制后衰减至?0.262（p = 0.046）。剂量规格显示负向关联集中于采用单一技术的农户（?0.355, p = 0.034）。采用—FEOR关联在树龄低于和高于样本中位数的果园中均为负向（分别为?0.628, p = 0.027和?0.688, p < 0.001）。

四、讨论与结论

研究的主要实证发现是GFT采用与FEOR之间的负向当期关联。一种可能的解释是GFT采用可能涉及肥料使用、管理实践和生产决策方面的转型调整，但这一解释仍是理论性的而非本研究确立的机制。调查未直接测量肥料组成、学习成本、采用持续时间、养分流动变化或土壤特性变化，因此无法确定观察到的FEOR差异是否源于转型调整、此类调整是否暂时性，或后续农艺和经济效益是否最终实现。替代性解释包括采用者与非采用者在管理能力、果园质量、生产规模等方面的持久差异，肥料价格和投入组成的差异，以及实施质量和区域生产条件的差异。

补贴异质性分析显示，GFT采用与FEOR的条件关联因补贴状态而异，但该差异不应被解释为补贴获取本身改善了肥料支出—产出绩效或缓解了转型成本。补贴农户与未补贴农户可能在管理能力、组织参与、生产条件或信息获取方面存在未被观测特征完全捕捉的差异。未来研究应区分GFT特定激励与一般农业补贴，并收集支付金额、资格规则、分配程序和时间信息。

技术特定结果应被解释为观察到的采用模式内的探索性关联而非独立识别的经济效应。测土配方施肥在单独考察时与FEOR的关联接近零且不显著，在控制其他两项技术后变为正向显著，这一跨规格差异凸显了技术共同采用对结果解释的重要性，但并未确立测土配方施肥独立改善FEOR。正向条件系数可能反映与测土配方施肥同时实施的其他互补管理实践，或采用精准导向实践的农户在管理能力、信息获取和果园条件方面的系统性差异。

总体而言，研究发现与GFT采用与当期FEOR负向关联的假设（H1）一致，补贴状态组间的统计显著差异与假设（H2）一致，技术特定分析揭示了三种GFT组成部分的不同条件FEOR关联。然而，这些发现应被解释为基于模型的关联而非因果处理效应，特别是考虑到技术采用的大量重叠。研究无法确定观察到的差异是暂时性的、持续性的、预先存在的，还是部分由残余的不可观测异质性驱动。