白 萍，鄧 路，2,3，張鵬忠，帕爾哈提·買買提

(1.新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)展與改革委員會經(jīng)濟(jì)研究院，烏魯木齊 830001；2.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，烏魯木齊 830011；3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；4. 國家棉花工程技術(shù)研究中心，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】2018年新疆棉花產(chǎn)量占全國棉花產(chǎn)量的84%，新疆棉花生產(chǎn)對保障國家棉花供應(yīng)安全發(fā)揮著重要作用[1,2]。近年來，新疆植棉投入成本持續(xù)增加，存在高產(chǎn)田物化投入過高，肥料配比不合理等問題[3,4]，導(dǎo)致棉花生產(chǎn)比較效益不斷下降。發(fā)展棉花節(jié)本增效技術(shù)，傳統(tǒng)種植方式相比，能有效提高棉花單產(chǎn)水平，降低棉花生產(chǎn)成本，提升棉花經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，是提高新疆棉花綜合生產(chǎn)能力、持續(xù)保持新疆棉花生產(chǎn)重要戰(zhàn)略地位和國家戰(zhàn)略安全的重要途徑[5]。棉花節(jié)本增效技術(shù)體系的綜合效益受到多種因素的影響，在棉花的重要產(chǎn)區(qū)沙灣縣，建立棉花節(jié)本增效技術(shù)的核心示范區(qū)，對棉花節(jié)本增效技術(shù)的有效性開展研究，并運(yùn)用AHP層次分析建立模型，用多種手段綜合使用的效果進(jìn)行評價，對識別影響棉花綜合效益的主要因素及對各種因素的影響力排序有實際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】前人在某一種生產(chǎn)技術(shù)對棉花生產(chǎn)質(zhì)量和效益的影響有較多的研究。研究表明，精量播種技術(shù)可以降低種子用量50%～60%[6]；標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器采棉流程，可以有效提高機(jī)采棉質(zhì)量[7]；測土配方、精量施肥技術(shù)，可以提高籽棉產(chǎn)量6.97%～18.94%[8]。使用不同的手段，能一定程度上起到節(jié)約成本增加效益的目的。但是，以往研究通常只關(guān)注單一技術(shù)使用對棉花產(chǎn)量、質(zhì)量和效益的影響，王華[9]、吳裕軍[10]等研究鉀肥對棉花產(chǎn)量的影響，唐志軍[11]等研究了不同施肥量對棉花增產(chǎn)效果，張美良[12]等研究了氮磷鉀配比對棉花增產(chǎn)效果，王慶[13]等研究了膜下滴灌在棉花種植中的優(yōu)勢，汪若海[14]等則認(rèn)為密植促早是提高我國棉花產(chǎn)量的有效途徑。【本研究切入點】上述研究也忽視了經(jīng)營模式對棉花節(jié)本增效的影響。好的經(jīng)營模式能有效降低棉花種植成本，提高種植收益。以往的研究多局限于單一技術(shù)使用對棉花種植效益的影響，忽略了多種技術(shù)綜合使用的效果。以往研究多采用小面積的定點試驗，試驗地面積大多較小，不能完全排除測量、氣候、土壤環(huán)境等偶然性的因素影響，代表性、穩(wěn)定性有限，不利于在大面積范圍推廣。農(nóng)業(yè)技術(shù)評價是從簡單到復(fù)雜的過程[15-17]，早期采用定性評價法[18-21]，這一類方法操作性好，易于使用，但是由于缺乏檢驗手段，受評價人水平以及主觀意志影響較大。后來逐漸演變?yōu)槎吭u價，這類評價方法的優(yōu)點是客觀、準(zhǔn)確，具有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，但是往往會忽略一些難以量化的指標(biāo)。以往的研究無論是定性評價還是定量評價，往往都針對單一技術(shù)。研究客觀評價棉花節(jié)本增效技術(shù)的綜合效益?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在沙灣縣設(shè)立試驗示范區(qū)和空白對照區(qū)，采用先進(jìn)經(jīng)營模式、精量播種、測土配方施肥等技術(shù)提高棉花節(jié)本增效的綜合效果。從產(chǎn)量增加、面積輻射范圍、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)效益等多個方面對棉花節(jié)本增效技術(shù)的綜合效益進(jìn)行評價。從產(chǎn)量增加、面積輻射范圍、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)效益等角度，多方面評價多種技術(shù)綜合聯(lián)用的效果，并建立AHP層次分析模型，對各種措施的重要性進(jìn)行排序，為改進(jìn)和推廣棉花節(jié)本增效技術(shù)提供一定的支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

相關(guān)文獻(xiàn)資料的收集、整理、加工。2016～2018年在沙灣縣采用實際測量和問卷調(diào)查等方式收集的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。采集《新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧產(chǎn)品成本收益資料匯編》和《新疆統(tǒng)計年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 方 法

使用常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計方法和AHP層次分析法對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

1.2.1 AHP層次分析法

(1)明確問題的范圍、所包含的因素、各因素之間的關(guān)系等。

(2)建立層次結(jié)構(gòu)模型。按目標(biāo)的不同、實現(xiàn)功能的差異，將系統(tǒng)分為幾個等級層次，建立出層次結(jié)構(gòu)模型。

(3)構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣表示針對上一層次中的某元素而言，評定該層次中各有關(guān)元素相對重要性程度的判斷，兩兩相對重要性程度值考察AHP決策分析方法取得結(jié)論的合理性，對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗。

(4)層次單排序。層次單排序的目的是對于上層次的某元素而言，確定本層次與之有聯(lián)系的各元素重要性次序的權(quán)重值。

(5)層次總排序。利用同一層次中所有層次單排序的結(jié)果，計算出針對上一層而言，本層次所有元素的重要性權(quán)重值，即層次總排序。

(6)專家打分。表1

表1 AHP方法中相對重要性程度評分
Table 1 Relative importance scale in AHP method

相對重要性的權(quán)數(shù)Weightofrelativeimportance相對重要性程度解釋Interpretationofrelativeimportance1兩個因素同等重要3一個因素比另一個因素稍微重要5一個因素比另一個因素明顯重要7一個因素比另一個因素強(qiáng)烈重要9一個因素比另一個因素極端重要2,4,6上述兩相鄰判斷的中值上述數(shù)值的倒數(shù)如一個活動有上述的數(shù)目(如3),那么第二個活動相對于第一個就有倒數(shù)值(如1/3)

1.2.2 AHP層次分析模型

(1)判斷矩陣的一致性檢驗

若判斷矩陣中所有元素均滿足此條件，則稱該判斷矩陣具有完全一致性。

(2)層次單排序

層次單排序的任務(wù)可以歸結(jié)為計算判斷矩陣的特征根和特征向量的問題，即對于判斷矩陣B，計算滿足：BW=λmaxW的特征根和特征向量。式中，λmax是判斷矩陣B的最大特征根，W是對應(yīng)于λmax的正規(guī)化特征向量，W的分量Wi就是對應(yīng)元素單排序的權(quán)重值。

然后需要檢驗判斷矩陣的一致性，計算一致性指標(biāo)：

當(dāng)CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；反之，CI越大，則表示判斷矩陣的一致性越差。

檢驗判斷矩陣的一致性，CI與平均隨機(jī)性指標(biāo)RI進(jìn)行比較。其判斷準(zhǔn)則如下公式：

CR為判斷矩陣隨機(jī)一致性比例。當(dāng)CR<0.1時，我們認(rèn)為判斷矩陣具有令人滿意的一致性；否則，當(dāng)CR≥0.1時，則需要調(diào)整判斷矩陣直到滿意為止。表2

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)
Table2 Average random consistency index

階數(shù)123456789101112131415RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.451.491.521.541.561.581.59

(3)層次總排序

層次總排序是歸一化的正規(guī)向量。評價層次總排序結(jié)果的一致性，同層次單排序一樣，進(jìn)行一致性檢驗，方法如(2)。

表3 層次總排序
Table3Totalhierarchicalrankingtable

層次A層次BA1A2…Ama1a2…a3B層次的總排序B1b11b21…bm1∑nj=1ajbj1B2b12b22…bm2∑nj=1ajbj2?????Bnb1nb2n…bmn∑nj=1ajbjn

2 結(jié)果與分析

2.1 項目實施對棉花產(chǎn)量的影響

新疆棉花單產(chǎn)近10年來經(jīng)歷了降低-升高-降低-升高的過程，在113.2至137.3 kg/667m2波動，平均單產(chǎn)為126 kg/667m2，2017年達(dá)到近10年來歷史最高值，為137 kg/667m2，相對來說還有較大的提升空間。

2016和2017年全疆棉花產(chǎn)量為136和137 kg/667m2。

2016年同屬于塔城地區(qū)棉花產(chǎn)量為135 kg/667m2，而同屬塔城地區(qū)的烏蘇、沙灣、托里、和布克賽爾的棉花產(chǎn)量分別為136、145、106、115 kg/667m2，當(dāng)年位于沙灣縣的示范區(qū)棉花畝產(chǎn)為402 kg/667m2，高出塔城地區(qū)棉花產(chǎn)量198%，高出沙灣177%。

2017年塔城地區(qū)棉花產(chǎn)量為145 kg/667m2，烏蘇、沙灣、托里、和布克賽爾的棉花產(chǎn)量分別為145、146、110、110 kg/667m2，當(dāng)年位于沙灣縣的示范區(qū)棉花單產(chǎn)為419 kg/667m2，高出塔城地區(qū)棉花產(chǎn)量189%，高出沙灣187%。

2018年，示范區(qū)的棉花產(chǎn)量為420 kg/667m2。

在沙灣縣采用節(jié)本增效技術(shù)取得了較好的效果，示范區(qū)的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣候條件相似的周邊地區(qū)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣候、土壤條件均較為相似的沙灣地區(qū)，并且3年間保持了較為穩(wěn)定的效果，均達(dá)到了400 kg/667m2以上的水平，棉花節(jié)本增效技術(shù)提高了棉花產(chǎn)量。圖1，圖2

圖1 2008-2017年新疆棉花平均單產(chǎn)
Fig.1 Average cotton yield per mu from 2008 to 2017

圖2 2016～2017年新疆及塔城地區(qū)各縣、示范區(qū)棉花單產(chǎn)
Fig.2 Cotton per mu in the counties and demonstration areas of Xinjiang and Tacheng districts from 2016 to 2017

2.2 項目實施的技術(shù)效率

篩選出3個方面11個相關(guān)指標(biāo)，后通過咨詢相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的專家，保留了3個方面8個相關(guān)指標(biāo)。圖3

圖3 棉花節(jié)本增效綜合效益評估模型
Fig.3 Cotton section cost-effective comprehensive benefit evaluation model

模型構(gòu)建完成后通過咨詢25位專家對各層次要素的相對權(quán)重進(jìn)行打分。對每位專家的打分表進(jìn)行一致性檢驗，有3位專家的判斷矩陣未能通過一致性檢驗，根據(jù)每位專家的權(quán)重計算通過一致性檢驗的22位專家的加權(quán)平均值，確定各層次各指標(biāo)的權(quán)重。

準(zhǔn)則層基于目標(biāo)層面的得分?？梢钥闯鼋?jīng)濟(jì)效益排名最重要，其次是資源節(jié)約，防災(zāi)減災(zāi)的重要性相對較低。表4

表4 準(zhǔn)則層得分
Table 4 Criteria layer score

項目Project經(jīng)濟(jì)效益Economicbenefit資源節(jié)約Saveresources防災(zāi)減災(zāi)DisasterPreventionandMitigation數(shù)值Numericalvalue0.77660.15490.0685

措施層的重要性排序為合作社增加收益、精量播種經(jīng)濟(jì)效益、化肥利用率提高、測土配方施肥經(jīng)濟(jì)效益、氣候、合作社節(jié)省成本、節(jié)水、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化。表5

表5 措施層得分和排名
Table 5 Measure level scores and rankings

項目Project合作社節(jié)省成本Cooperativessavecosts合作社增加收益Cooperativesincreaserevenue精量播種經(jīng)濟(jì)效益Excellentseedingeconomicbenefits測土配方施肥經(jīng)濟(jì)效益Soiltestingformulafertilizationeconomicbenefit節(jié)水Watersaving化肥利用率提高Increasedfertilizerutilization農(nóng)業(yè)機(jī)械化Agriculturemechanization氣候Climate防災(zāi)減災(zāi)DisasterPreventionandMitigation數(shù)值0.04490.40010.21870.11290.02790.11590.01110.05140.0171排序612473958

2.3 主要技術(shù)措施效益

2.3.1 合作社增加的收益

根據(jù)沙灣縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供的數(shù)據(jù)顯示，通過“合作社+”的方式對棉花價格進(jìn)行保護(hù)，可以以比市場收購價(6.0～6.15元/kg)略高的價格進(jìn)行棉花收購，2016～2018年共計增加收益145.6×104元。表6

表6 2016～2018年示范區(qū)棉花價格及種植面積
Table 6 Statistics on cotton price and planting area in the demonstration area in 2016-2018

年份Years產(chǎn)量Yield市場價格Marketprice“合作社+”收購價"Cooperative+"purchaseprice示范區(qū)面積Demonstrationarea(667m2)高于市場收益Higherthanmarketincome201640266.1700028140020174196.16.37000586600201842066.27000588000合計1456000

2.3.2 精量播種帶來的收益

根據(jù)沙灣縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供的數(shù)據(jù)顯示，示范區(qū)內(nèi)采用全部采用精量播種，節(jié)約種子0.5 kg/667m2，節(jié)省成本13元/667m2，示范區(qū)面積466.7 hm2(7 000畝)，共計節(jié)約成本91 000元。2016～2018年共計節(jié)約27.3×104元。

2.3.3 化肥利用效率提高

測土配方配合精量施肥使用，能有效提高肥料的利用效率。示范區(qū)全部采用測土配方和精量施肥，3年間化肥利用效率。

沙灣縣其余地區(qū)的化肥使用量略微高于示范區(qū)，為計算方便，默認(rèn)其余地區(qū)與示范區(qū)化肥用量一致。

示范區(qū)的單位氮、磷、鉀肥產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非示范區(qū)，示范區(qū)三年氮肥利用效率為其余地區(qū)的4.1倍，鉀肥利用效率為其余地區(qū)的3.9倍，磷肥利用效率為其余地區(qū)的4.3倍。

棉花節(jié)本增效技術(shù)體系的使用能有效提高肥料利用效率，節(jié)省資源。表7

表7 2016～2017年示范區(qū)化肥利用效率
Table 7 Fertilizer use efficiency in the demonstration area from 2016 to 2017

年份Years產(chǎn)量Yield沙灣縣平均產(chǎn)量ShawanCountyaverageproduction氮肥Nitro-genfertili-zer鉀肥Potash磷肥Phosphatefertilizer示范區(qū)/沙灣地區(qū)平均單位氮肥產(chǎn)出Averageunitnitrogenfertilizeroutputindemonstr-ationarea/Shawanarea示范區(qū)/沙灣地區(qū)平均單位鉀肥產(chǎn)出Averageunitpotassiumfertilizeroutputindemonstrat-ionarea/Shawanarea示范區(qū)/沙灣地區(qū)平均單位磷肥產(chǎn)出Averageunitphosphatefertilizeroutputindemonstrationarea/Shawanarea20164021453583011.5/4.150.3/18.113.4/4.8201741914632102813.1/4.641.9/14.615/5.22018420/30122814.035.015.0

2.3.4 氣候?qū)γ藁ㄔ霎a(chǎn)增收的影響

統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)顯示，2009～2015年新疆受災(zāi)面積在565×103～1 849×103hm2，棉花主要受到低溫、大風(fēng)以及暴雨的侵害。2016～2018年示范區(qū)也在一定程度上受到氣象災(zāi)害的影響，造成了小范圍的減產(chǎn)，但總體來看影響較小。圖4

圖4 新疆地區(qū)2009～2015年的受災(zāi)面積
Fig.4 The area affected by the disaster in Xinjiang from 2009 to 2015

圖5 “合作社+”經(jīng)營模式下棉花節(jié)本增效技術(shù)應(yīng)用流程
Figure 5 Flow chart of the application of cotton festival efficiency synergy under the "cooperative +" business model

3 討 論

新疆作為我國最大的原棉生產(chǎn)基地，近年來棉花產(chǎn)量占全國總產(chǎn)的80%以上。

當(dāng)前，新疆主要產(chǎn)棉區(qū)已構(gòu)建起以機(jī)采棉模式為核心，促早栽培、適度矮化、適度密度、水肥精準(zhǔn)、增益控害、機(jī)藝融合等為要點的棉花生產(chǎn)技術(shù)體系。但是也存在一些問題，自2011年起棉花生產(chǎn)成本就逐年上升，現(xiàn)金收益逐年減少，凈利潤下降趨勢尤為明顯，棉花生產(chǎn)過程中存在高成本和低效益并存的現(xiàn)象。尤其是在人工采摘情況下每千克皮棉的勞動力成本約為6.5元左右，已達(dá)到總成本的50%以上，要提升新疆棉花產(chǎn)業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益、競爭力，必須著力降低棉花生產(chǎn)過程中的人工、水肥等方面的成本，建立高效水肥協(xié)作模式，從單一的人工生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，才能有效推進(jìn)棉花生產(chǎn)節(jié)本增效。

采用“合作社+”的經(jīng)營方式配合節(jié)本增效技術(shù)的使用，能有效提高棉花的種植效益。圖5

4 結(jié) 論

4.1 2008～2017年，新疆棉花單產(chǎn)經(jīng)歷了降低-升高-降低-升高過程，2017年單產(chǎn)達(dá)到137 kg/667m2，為近十年來的高峰，但仍然具有較大的提升空間。

4.2 綜合采用節(jié)本增效技術(shù)具有較好的效果，示范區(qū)的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于種植條件相似的周邊地區(qū)，棉花節(jié)本增效技術(shù)能極大的提高棉花產(chǎn)量。

4.3 合作社合作、精量播種、化肥利用率提高等因素是影響棉花節(jié)本增效技術(shù)實施效果的最主要因素，這些措施能有效提高棉花種植收益。氣溫對棉花種植有一定程度影響，低溫、大風(fēng)以及暴雨是造成棉花減產(chǎn)的主要因素，但總體來看影響不大。

4.4 通過與合作社合作的方式能對棉花價格進(jìn)行保護(hù)，一定程度上提高棉農(nóng)收益。