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怎样才能把粮食生产成本降下来

已有 808 次阅读 2021-5-24 21:46 |个人分类:科技管理|系统分类:论文交流

怎样才能把粮食生产成本降下来

 

刘闻铎

 

“三农”问题的核心是农业,农业的重中之重是种植业是粮食生产。种植业效益不高的根本原因是种植业的成本居高不下,造成粮食价格走高,因此挫伤粮食生产的积极性。粮食生产成本高被看成是符合某种“经济规律”的合理现象,人们已经习以为常了,所以很少有人讨论降低粮食生产成本问题。粮食成本高的原因究竟是什么,有没有解决办法?有必要从源头梳理和探讨这一问题。

只有将种植业的成本大幅度的降下来,才能改变粮食生产的被动局面,才能化解粮食危机,农民才能真正富起来。

 

一、种植业成本高造成粮食生产的被动

2014年我国小麦种植成本每亩965.13元,同比美国小麦每亩种植成本是318.71元,我们是美国的3.028[1]。另据发改委信息[6]2014年我国小麦玉米大豆每亩生产成本分别是美国的3.03倍;153%139%。平均比美国高80%。同时也出现国内外粮食价格的倒挂现象,如2015年小麦每千克国内市场2.79元,国外市场1.99元,玉米国内市场2.38元,国外市场1.60元。国内粮食价格高是粮食生产成本持续攀高的结果。20042014年成本平均每年上升17.02%,其中人工成本以平均每年21.62%的速度增长是粮食生产成本高的主要原因。小麦、玉米的人工成本分别是美国的18.23倍、16.81[2]。有一种看法认为所谓的“谷贱伤农”,政府应该提高粮食收购价格。试想,在国内外粮食价格倒挂的形势下提高粮食价格会发生什么情况?粮商们会不择手段低价进口粮食,再高价卖给国家,农民不会得到实惠。这些年政府为促进粮食生产增加种粮补贴,提高粮食收购限价起到一定作用。我国规定的最低收购价大幅度高于美国的目标价格。2012年我国小麦最低价2.04/公斤,美国的目标价合人民币1.006/公斤;2014年大豆我国收购最低价是4.8/公斤,美国的目标价合人民币1.3515/公斤[6]。这样又出现了粮食产量、粮食进口量和粮食库存量同时增长的现象。增加了政府的财政负担,冲击国内粮食生产,造成农民卖粮难,影响种粮积极性,导致粮食自给率下降,威胁粮食安全[2]。需要针对生产成本高的问题对症下药,把粮食生产成本降下来,农民才能真正得到实惠。

 

二、种植业成本高原因何在

    1. 以拖拉机和大型联合收割机为主的农业机械特点是作业季节性强,作业量不均衡,用一季闲一年,使用不合理。作业量少,购置费要摊销,必然高成本大中型拖拉机动力过剩,前些年闲时跑运输,这些年很少见了。联合收割机能力外溢,曾时兴跨区作业(长途跋涉消耗的燃油费是要加在农业户身上的),随着收割机的增加跨区作业怎么办。大马力、高效率不等于使用成本低,设备技术含量高价格高,使用成本也会高。几十万元一台的进口联合收割机每亩作业收费会降低吗?无人机喷药收费会降低吗?机械作业费最终要落实到每亩收多少钱上。过了十几天的作业季节这些收割机、无人机还有什么用场?四十多年来我国农机投放量已经达到相当高的水平。我国2016年农机保有量:大中型拖拉机645万台、联合收割机190万台、小型拖拉机1703.04万台、大型配套农具962万部农机总动力9.7亿千瓦。我国田间平均亩动力0.41千瓦是美国的5.86.8(罗锡文院士.2019.01.10)[3]机械化程度只达到65.2%。这说明高投入并不能必然地解决机械化问题,机械过剩反而会造成利用率低,折旧提高,增加经济负担。海、陆、空(水田拖拉机插秧机、陆上拖拉机收割机运输车、空中无人机)机群式联合作业从视频上看很壮观,实则隐藏着效率不高设备利用率低的问题。

2.现行机械化的主要作业环节衔接不顺畅,作物生长季的田间管理由于拖拉机轮胎行走轨迹与作物行距的矛盾干涉使得中耕锄草、插秧补苗、田间追肥等作业实施困难,有些还不得不使用人工。随着农村劳动力向工业转移,导致人工成本大幅度提高。由于机械化作业环节衔接不顺畅导致化肥和农药使用过量也是使成本失控的原因之一。如减少机械耕耘、锄草、培土,不能及时疏松土壤保水保墒,杂草丛生只好大量使用除草剂;不能及时施追肥,不得不采取前期“一炮轰”造成施肥量过高和流失严重;植保作业只能通过高架喷雾机或无人机从空中喷雾制造一个2~3米厚高浓度的农药雾霾层,必然加大了植保成本并污染环境;灌溉对增产作用特别显著,由于机械作业与田间输水管道的矛盾无法采用喷灌滴灌,圆盘式和平移式喷灌的设备价格又很高,不得不普遍采浪费水资源又费人工的沟灌或畦灌。

3.从农业机械运动的原理来看,机械所需要的牵引力必须由拖拉机有足够的质量(轮胎上增加几百千克的“配重铁”)压在地面上从而产生附着力而获得。农业机械的行走条件是恶劣的,机械在农耕地的滚动阻力成倍增加,牵引效率下降,作业动力至少浪费50%以上。这样,机械对土壤的反复压实造成土壤结构破坏和水土流失,压实就要疏松,耕翻,陷入疏松同时又在压实的恶性循环过程,现有方式无法回避无法克服的根本性矛盾现行机械化模式导致耕作层变薄,全国耕作层下面的坚硬的“犁底层”成为作物生长的障碍。中国工程院专题研究报告显示:我国耕地土壤质量在不断下降,土壤对我国农业的贡献率比40年前下降10%,比西方国家至少低10%20%据经济日报)。农田作业没有基准——田地表面的不平度,平原地区耕地地表面高低差大体有几十厘米;横向——是依靠农机手的操作的熟练和精神高度集中来实现的,偏差和偏差的积累很大,也有几十厘米甚至更大。没有基准,产品的质量就难以提高。没有基准,使后续的对行作业变得困难重重。没有基准,就不可能实现无人操作。

4.燃料消耗约占机械作业直接支出的50%[5]是造成种植业成本高的绝对因素。由于柴油机比较适应农机作业复杂的地面条件,造成自始以来农业机械动力以柴油机为主和对石油的依赖,直接受到国际石油禁运的威胁,粮食价格随着油价波动,又是主要碳排放污染源之一。全国2017年消耗农用柴油2100多万吨,即排放二氧化碳6400万吨。电力基本没有应用于田间作业。大中型拖拉机每千瓦小时消耗柴油340克(0.4升),价值2.42.7元。农用电每个千瓦小时0.4元,相当柴油消耗的1/6。农业发展水平的标志是看使用什么能源。柴油机取代人力畜力实现了近代的农业革命,电力取代柴油是后农业现代化自动化的必然趋势。只要能为电力作业应用创造良好的地面驱动条件,电力取代柴油才是降低机械化成本的根本出路。

5.关于机械化的外部条件、所有制和经营权的影响,地块小不集中不连片,机械不先进马力不够大,效率还不高,转移地块、转弯调头浪费动力和时间也与作业成本高有直接关系。但是,并不等于满足这些条件作业成本就能降下来。已经实现了大规模土地连片的国营农场仍然存在配套缺项不得不依靠人工的问题。例如黑龙江省查哈阳农场是我国为数不多的先进的大型国营机械化农场,该场地处东北平原,拥有77万亩土地连片的优质良田,拥有国际先进的大型拖拉机和联合收割机,其机械化程度和管理水平算是相当高的,可是看他们的作业成本报告:机械化支出230/亩,季节性用工人工费234/亩(不包括机械操作人员),人工成本与机械化成本相当。值得注意的是那些机械化水平相当高的现代化大型农场并没有因为实现机械化而大幅度降低粮食生产成本,为什么?

关于规模化,从表面看本方案要以规模化为条件。如果机械化不能大幅度降低成本提高经济效益,各个利益相关方将成为规模化的阻力,规模化的推进将是艰难缓慢的。反之,机械化新方式能大幅度提高效益,相关方的利益好摆平,反而会成为追求规模化的动力。

6. 在我国农业机械化进程中在农村涌现了大批懂技术、会操作的农机专业户成为农村先富起来的群体,他们在我国农业现代化的起步和发展中起到了推动作用。这支队伍多数人拥有属于自己的农机设备在对农场或农业户承包服务过程中依靠自己的技术、经验和精心操作保证农机作业质量,从而取得劳动报酬是合理合法的。在服务费中包含了利润,据罗锡文院士的报告2016年全国农机化经营总收入达到5388亿元,利润总额2066亿元[3]如果按服务面积16亿亩计算,平均每亩130元,这可不是一个小的数字。2066亿利润肯定属于农业产值,也可以说这“每亩130元”是从种植业经营主体的成本中转移出来的。农业专业户、农场、托管机构、合作社农业经营主体在与诸多农机专业户对接交易过程中不占优势没有定价权,存在这一利润转移现象增加粮食成本也是不可避免的

 现行的机械化模式存在的上述几个根本性矛盾是无法克服的与粮食生产成本居高不下是直接相关的,即便采用最先进的GPS定位自动驾驶技术或无人机、机器人也无法解决导致土地资源被破坏,配套衔接不顺畅,设备利用率不高,对高价能源的依赖和利润转移问题,粮食生产成本也无望降下来。

  

三、剖析粮食生产成本和机械化作业成本的构成

   著名的黑龙江省查哈阳农场耕地77万亩,其中水稻田36万亩,拥有国内外先进的联合收割机187台,拖拉机404台,各种农机具1754台套,农机总动力69678千瓦[4]该农场经过几十年的建设,农场经营管理和机械化都达到相当高的水平。据2017年调查报告[4]当年农田平均每亩产值1829.6元,每亩直接成本849元。去掉土地承包费298元,每亩经营利润637.6元。由于农场规模大,统计数据据有代表性。

粮食生产直接成本包括:机械化230元/亩;人工234元,其中包括机械无法完成的田间作业和季节性用工:人工补苗56元/亩,人工施肥10元/亩,人工喷药2次65元/亩;种子36元肥料120元农药90元;其他行政务工管理、农艺、后勤服务,加晒场4元计184元/亩。上述成本构成是多少年经营实践形成的,随着人工和服务费逐年在增长,每一项成本也是有增无减,可压缩空间都很小。其中的“其他行政务工管理”占比也不可忽视,也是与用人工数量成正比的。需要说明的是人工补苗施肥喷药3项合计131元,并不是因为资金或计划不到位等原因,而是因为第二部分第2条的原因无法使用机械造成的。

再看机械化的成本构成:机械化开支230/[4]是多年实行承包确定下来的,包括机耕30,耙平15,秋耕35,插秧70,收割80。各项作业的价格也是各地大同小异。另根据农机作业成本构成分析[5]各项作业成本及其占比分别是:燃料费50%;驾驶员工资16%;修理10%;机务管理6%;其余折旧提成18%。计算方法可能有区别,但是这些成本都是必然发生的刚性死数。从机械化5项成本构成看燃料费占5成是无法回避的,柴油价格不低,大马力高效率,燃料消耗未必降低。驾驶员工资、修理机务管理也没有可压缩空间,即便无人驾驶工资一项可能降低,但是折旧会提高。科技含量高的大型收割机折旧也会高。进口“凯斯”联合收割机155千瓦,每台98万元,使用这台机器收割每亩作业成本应该是多少?

由此可以看出:在现有机械化模式框架下降低种植业成本是艰难的缓慢的,甚至是不可能的。

 

四、出路在于:引进新概念 使用新能源

轨道hang)——上述诸矛盾迎刃而解(可详见论文)   

种植业——农田作业的特点是在简单的三维空间完成的;作业对象的形体、尺寸、行间距是有规律趋于一致的;作业环境较简单意外干扰少;作业过程很容易标准化、程序化。遵循当代近百年成熟的机械加工思路,使用现有成熟的农机具部件,即可以实现自动化。

方案是借鉴工厂车间行车、工业龙门加工中心、平移式喷灌桁架的概念。在国家“高标准农田建设标准”的基础上,建设田间多个大跨度(如30米)纵向和横向轨道(如间隔400~600米)及行车组成的永久性轨道行车系统。这个系统含两个概念:“轨道”是承受机组的所有重量和所受力,避免压实作物生长的土壤同时建立最好的驱动条件和确定三维(纵向、横向、高度)基准,可以是钢筋混凝土材料或旧钢轨。“行车”成为挂载农机具执行程序实现自动化的超级底盘。行车包括大车横梁、两端电力驱动动力头、二个农具挂接架对称安装在大车横梁上,农机具安装在挂接架上。农具从“上面”进入作物行间作业,每完成一个工作幅后提升、转180度、横向移动至下一个工作幅,下降返回,往返作业(与打印机一行一行打印相似)。完成一个跨度后,行车沿横向轨道进入下一个跨度(相当于打印机“换页”)。轨道行车以轨道为基准,作业速度、地头停车、农具升降、转向调头、移行和横向移动到下一个跨度,都按程序自动完成。一台轨道行车可以无障碍地完成所有田间作业,全面满足农艺要求,无需人工操作自动保证作业质量。它是一台电力驱动的超级自动底盘,马力大效率高完全取代牵引作业的若干个大中小型拖拉机、运输车。将现有成熟的犁耕、播种、插秧、中耕锄草、玉米摘穗台、稻麦割台、谷物脱粒机、喷药、喷灌等模块化部件直接安装在挂接架上。自控轨道车负担运输种子、肥料、农药和收获的谷物、秸秆。廉价电力取代柴油,程序控制实现自动化。适用于大田粮食作物、经济作物、蔬菜等(不包括如采摘草莓、葡萄、水果蔬菜等,那是智能机器手的事,可作为部件安装在轨道行车上)。根据简单的物理机械思维并天方夜谭,原本并不复杂的农田作业,实现自动化是顺理成章的事。只不过是“放大版”的龙门刨、打印机,比起数控加工中心或大型无人化集装箱装卸码头类似技术,仅仅是“小儿科”而已!

     意外的副产品轨道行车恰可以为“观光农业”提供了一个魔幻般的平台,不是敞开大棚任人采摘,秧苗任人践踏的所谓“观光”。在轨道行车上方设置了30米长2.6米宽30多个座位的幽静愉悦的观赏平台。有作业时(除喷药作业)观看机械化的动感,无作业时以小动力低速度运行,观光游人3米高的最佳视角俯视前方宽阔无边的稻浪似海麦谷飘香,油菜黄花从脚下慢慢流淌,行车像海上游轮一样以散步的速度慢悠悠地走着......

“田间轨道颠覆了传统的机械化的概念,乍一听太不可思议,不靠谱,投资太大,这一疑虑也恰是妨碍这一构思实施的主要原因。经过认真演算,平均每亩轨道投资随着跨度的增加呈几何级数下降,当跨度为30米时其工程量与每亩投资还不到建温室的零头(0.36万元/亩 比1.6~17万元/亩)每亩使钢轨27 0.9/亩0.18万/亩每亩投资约0.36万元/每亩对比钢结构玻璃温室造价12~17万元/每亩水泥柱温室造价1.6~2.3万元/每亩。政府对建温室的补贴是0.5万元/每亩。相对比,轨道行车方案投资是不成问题的。

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将车间行车概念搬到大田,在小车下伸的“臂”上吊挂农机具作业


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与龙门加工中心相比:太简单了,小儿科!


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                     移动式喷灌的概念可以借鉴



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本方案:挂接2台8行玉米播种机,往返3次完成一个跨度48行幅宽28.8米


五、“轨道行车”为什么能降低作业成本

注意,自动化作业质量只取决于程序设计和机具性能,与监控者无关。这样,农业经营主体无须再与诸多农机承包户(班组)讨价还价和结算。年终只需计算一台套轨道行车系统的各项实际消耗:(假设服务面积按1.5km*1.5km=225公顷=3375亩规模计)

1)轨道行车的作业消耗合计28.4万元

包括:电力消耗80kW*20h*100*0.4=6.4万元(按满负荷工作100天计算,包括增加的田间作业、巡视、观光等,计16万kWh);监控人员工资5000元/月人,4个月2人4万元(应同时管理多套设备,自动化也需有人监控,无人机也有地面控制人员);修理费、蓄电池及易损件物消耗4.5万元;机务管理机具安装轨道维护4万元;设备折旧摊销9.5万元(地面设备100万元,残值5万元,10年折旧)

2)务工34.8万元(暂时不可避免的非田间季节性用工)

对一般农田而言存在机械无法完成中耕锄草、施肥、喷撒农药、水稻补秧等田间作业和季节性用工两部分。本方案的田间作业用工由轨道行车完成,季节性不可预见用工仍然按查哈阳的103元/亩计。

3)种子30元/亩,精准施肥为80元/亩,精准施农药50元/亩。合计160元/亩,三项计算单元总支出54万元。

4)减少了大量行政管理、后勤服务工作量。包括科技农艺咨询服务计为28万元

计算单元总成本145.2万元,分摊到每亩430元

上述未计增产效益的直接消耗每亩成本由原894元/亩降为430/亩降低52%。利润由637.6元/亩,提高到1100元/亩,提高72%。作业单元3375亩,每年新增利润156万元,大于设备投资100万元(见附表)成本下降50%,利润提高70%(还未计增产效益)不可信吗!这还是留有余地的,实际还应该更低。美国一个农民耕种3000亩,美国全国平均每亩成本是318元,我们为什么不能?农业机械化本来就应该是这个样子!人们会问的成本下降的空间和新增利润是哪里来的?克服本文第二部分所述的现有机械化模式所存在的作业缺项离不开人工,浪费动力、肥、药和水资源,作物增产受限,设备利用率低,管理费用高等缺陷所造成的那些成本巨大浪费的结果。唯有轨道行车能够将复杂的田间种植实现集约化、规模化、标准化,无需人工介入自动保证作业质量,大马力高效率,使用廉价电力取代柴油,实现自动化避免粮食生产主体利润转移的结果

 

、农田基本建设的历史机遇

 农用轨道行车系统是以实施国家“高标准农田建设标准”为背景的新的农业机械化技术模式。是在借鉴、移植相邻行业技术的基础上,通过初步设计图推演,方案是可以操作可以制造的。并依据有关资料,推算了技术经济指标,投资远低于温室大棚,减少碳排放,效益特别显著,在实现田间作业自动化的同时大幅度降低种植业成本。

二十几年我国以“基建狂魔”让世界惊叹,为经济发展创造良好的环境条件。随着房地产过热和钢铁水泥产能过剩,恰是为下一个农田基本建设高潮提供了充分条件,也是促就业保增长农机制造业发展新机遇如果把农田轨道建设列入国家基本建设计划,种植业机械化将彻底改观!从而改变粮食生产的被动状态,农民才能真正富起来。

 

附表:       作业成本构成比较                 /


机械

人工

物质

管理

合计


二茬

平作

玉米200

小麦210

未计

种子

化肥300

农药90

水 —

未计

800

全国[1]

小麦

13%

38%

化肥   15%


965.13

 

美国[1]





318

查哈阳农场[4]

230

燃料50%/115

工资16%/36

修理10%/23

机务6%/13.8

折旧18%/42

234  

田间

人工补苗56

人工施肥10

人工喷药70

其余育秧等用工103

246

种子36(含补苗)

化肥120

农药90

水 -

184

计划

管理

农艺

后勤

直接成本894

综合成本1192

产值1829.6

利润637.6

本方案演算

28.4w

电力6.4w

人员工资4w

修理维护4.5w

机务4w

折旧9.5w

核 34.8w

一般田间中耕锄草、施肥喷药由行车完成,

季节性用工仍

103/亩

  

核 54w

种子 30/亩

化肥 80(精准)

农药 50(精准)

水 -

28w

减少计划管理

后勤工作量

直接成本145.2w

折合每亩430

降低52%

利润1100

提高72 %

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“凯斯”联合收割机,98万元

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新闻报道:新进关的德国收割机,每台46万美元

 

参考文献

1.布瑞克农业数据.中国小麦种植成本受益分析.2016.05.08

2.陈颂东.国内外粮食价格倒挂研究.湖南财政经济学院学报.2018

3.罗锡文院士:对我国农机化科技创新的思考.2019.01.10

4.李峥.黑龙江省查哈阳农场水稻种植成本效益调查分析.经济研究.2018.5

5.中国农业大学硕士论文.山西省农机作业成本研究

6.发改委,对比中国和美国粮食市场差异,农产品期货网,2016




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4 李宏翰 杨卫东 周忠浩 张学文

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