马铃薯作为重要的粮食作物之一，种植区域广泛，种植面积和产量较高，且保持总体稳定。该作物兼具粮食、蔬菜等多重特性，对保障粮食安全具有重要的实践意义。S省是马铃薯主要的种植区域之一，自然资源禀赋较好，其生产的马铃薯品质具有一定的特色和优势。关于马铃薯的优质高产生产技术的研究较多，其生产效率有了较大提升。基于此，探究马铃薯生产效率对于推动当地马铃薯优质高效生产具有重要的现实意义。
有关作物生产效率的研究较多，方法主要包括参数法和非参数法[1]。黄峰华等[2]在黑龙江省粮食生产效率研究中指出，该地区半湿润区粮食生产综合效率高，干旱、半干旱区效率有待进一步提高；文高辉等[3]研究指出，水稻生产生态效率受耕地经营规模影响明显，进一步推进耕地适度规模经营并培育新型农户，对于提高水稻生产效率具有积极意义；陈杨洋等[4]研究指出，最低收购价对提高小麦生产效率具有明显的促进作用；李有宝等[5]在主产区大豆生产效率的比较分析研究中指出，技术进步是推动大豆全要素生产效率提高的关键因素。鲁洪威等[6]运用DEA-Malmquist指数模型和探索性空间数据分析（Exploratory spatial data analysis，ESDA）方法，定量研究了马铃薯生产效率的时空变化特征；马力阳等[7-8]运用超越对数随机前沿模型测算山地地区不同规模农户马铃薯生产技术效率，采用Tobit模型探究农户马铃薯生产技术效率的影响因素；同时利用该模型对山地地区农户马铃薯生产技术效率及其影响因素进行了实证研究；罗其友等[9]从生产、技术、比较收益、空间格局、消费、供求和贸易7个方面对马铃薯产业进行分析，探索其高质量发展路径。关于马铃薯不同视角不同内容的研究较多[10-13]。而有关S省马铃薯生产效率的研究有待进一步加强。本文在实地调研和统计数据的基础上，采用数据包络分析法（Data envelop analysis，DEA）模型对2011—2022年S省马铃薯生产效率进行分析，为探索提高马铃薯生产效率的优化路径提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源
选取2011—2022年S省马铃薯产出和投入数据，数据来源于《全国农产品成本收益资料汇编》（2011—2022年）。其中，2014年因数据不全，未进行分析。
1.2 研究方法
1.2.1 数据包络分析法
数据包络分析法（DEA）模型，是一种研究多投入和产出的线性规划模型。通过投入和产出计算出技术效率，并对其进行评价。相对于其他分析方法，DEA模型可以处理多投入问题，不需要预设函数模型和估计参数，可依据数据得出相应的结论。在该模型中根据规模报酬是否可变衍生出两种算法，假定规模报酬不变为CCR模型，假定规模报酬可变的为BBC模型。相比于CCR模型只能计算综合效率值，BBC模型可以计算出技术效率值和规模效率值，然后通过技术效率值和规模效率值计算出综合技术效率[14]。具体公式如式（1 ）~（3 ）。
Max
s.t
式（1 ）~（3 ）中， 为综合技术效率，取值0~1； 分别为投入和产出的松弛变量，Xj 和Yj 分别代表第j个决策单元马铃薯的投入量和产出量； 为权重。
DEA模型中的BBC模型的结果评价标准见表1。
表1 DEA模型中的BBC模型的结果评价标准 |
| 综合技术效率（ ） | 松弛变量（ ） | 松弛变量（ ） | 判断结果 | 投入产出效率 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | DEA强有效 | 最有效 |
| 1 | 0 | 0 | DEA弱有效 | 有提升空间 |
| 1 | 0 | 0 | DEA弱有效 | 有提升空间 |
| <1 | 非DEA有效 | 效率较差 |
1.2.2 变量选取
本文选取马铃薯单位面积平均产值作为产出变量，将单位面积平均种子费、肥料费、人工费、租赁作业费、农膜农药费、土地流转费和其他费用作为投入变量，详见表2。
表2 DEA模型变量选取及解释 |
| 变量类型 | 变量选取 | 变量解释 |
|---|---|---|
| 产出变量 | 产值 | 售卖经济产值 |
| 投入变量 | 种子费 | 购买和自繁费用 |
| 肥料费 | 购买和自产的农家肥的费用 | |
| 人工费 | 劳动力费用 | |
| 租赁作业费 | 机械作业和排灌的费用 | |
| 农膜农药费 | 购买农膜和农药的费用 | |
| 土地流转费 | 流转土地的费用 | |
| 其他费用 | 保险、固定资产折旧费用 |
1.3 数据处理
利用Excel软件对数据进行整理和分析，投入产出率（%）=（平均产值－平均投入）/平均投入×100。
2 结果与分析
2.1 马铃薯生产成本及利润率
2011—2022年研究区马铃薯的单位面积生产成本如图1所示，以2022年马铃薯单位面积生产投入变量占比来看，人工费约占35%，种子费约占22%，肥料费约占21%，土地流转费用约占10%。其中人工费、种子费占比较高，说明马铃薯生产成本控制应重点关注种子费和人工费用支出。整体趋势分析得出，2011—2022年，马铃薯生产人工、种子、肥料和土地流转等要素成本逐渐提高。
表3 2011—2022年研究区马铃薯单位面积平均利润率 |
| 年份 | 平均产值/ （元/hm2） | 平均成本/ （元/hm2） | 利润率/% |
|---|---|---|---|
| 2011 | 15 005.40 | 10 448.40 | 43.61 |
| 2012 | 21 658.20 | 13 433.40 | 61.23 |
| 2013 | 30 815.70 | 13 603.50 | 126.53 |
| 2015 | 14 884.20 | 14 806.50 | 0.52 |
| 2016 | 22 346.55 | 16 445.55 | 35.82 |
| 2017 | 18 530.85 | 17 209.35 | 7.68 |
| 2018 | 14 566.50 | 17 061.60 | -14.62 |
| 2019 | 24 390.75 | 19 626.75 | 24.27 |
| 2020 | 29 938.80 | 20 514.30 | 45.94 |
| 2021 | 27 587.40 | 22 008.30 | 25.35 |
| 2022 | 33 817.95 | 23 798.40 | 42.10 |
2.2 马铃薯生产效率
由表4可知，2011—2022年研究区马铃薯生产技术效率发展呈波动变化，2011、2012年单位面积平均产值较高且投入成本较低，2013年利润率达到历年最高，2022年单位面积平均产值最高，即这几年马铃薯的生产要素使用合理，技术贡献较高。从规模效率来看，整体呈波动变化；适当扩大生产规模，可提高规模效率。综合效率整体呈波动变化。从规模报酬系数来看，整体呈现上升趋势，且多数年份为规模报酬递增类型，说明需适度扩大马铃薯规模经营；2022年规模报酬系数1.097，属于规模报酬递减，说明部分种植户需稳定种植规模，降本增效，强化品质提升和品牌建设，以提高综合经济效益。综合来看，研究区马铃薯生产应稳定现有规模，围绕培育或引进新品种、优化栽培管理模式等技术层面进行突破，以提高单位面积平均收益，降低规模效率损失。
表4 2011—2022年研究区马铃薯生产效率 |
| 年份 | 技术效率 | 规模效率 | 综合效率 | 有效性 | 规模报酬系数 | 类型 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2011 | 1 | 1 | 1 | DEA强有效 | 1 | 规模报酬固定 |
| 2012 | 1 | 1 | 1 | DEA强有效 | 1 | 规模报酬固定 |
| 2013 | 1 | 1 | 1 | DEA强有效 | 1 | 规模报酬固定 |
| 2015 | 0.908 | 0.670 | 0.608 | 非DEA有效 | 0.560 | 规模报酬递增 |
| 2016 | 0.929 | 0.969 | 0.900 | 非DEA有效 | 0.774 | 规模报酬递增 |
| 2017 | 0.854 | 0.878 | 0.750 | 非DEA有效 | 0.648 | 规模报酬递增 |
| 2018 | 0.797 | 0.654 | 0.522 | 非DEA有效 | 0.557 | 规模报酬递增 |
| 2019 | 1 | 1 | 1 | DEA强有效 | 1 | 规模报酬固定 |
| 2020 | 0.792 | 0.995 | 0.789 | 非DEA有效 | 0.972 | 规模报酬递增 |
| 2021 | 0.702 | 0.982 | 0.689 | 非DEA有效 | 0.895 | 规模报酬递增 |
| 2022 | 1 | 0.810 | 0.810 | 非DEA有效 | 1.097 | 规模报酬递减 |
3 结论与讨论
本文选取2011—2022年S省马铃薯投入产出数据，运用DEA模型对其生产效率展开研究。结果表明，研究区马铃薯生产成本整体呈逐年上升趋势，以人工、种子、肥料和土地流转等要素成本增幅较明显；利润率波动较大，其生产效益及产值提升空间较大；其综合效率整体呈波动变化，生产效率有较大提升空间；规模报酬系数整体呈上升趋势，且多为规模报酬递增，说明需适度扩大马铃薯规模经营。结合研究区马铃薯生产效率情况，提出如下几点对策，以进一步推动马铃薯产业高质量发展。
3.1 加强建设农业基础设施
研究表明，研究区需进一步加强农业基础设施建设，培育或引进新品种，以提升新质生产力。林万龙等[15]研究指出，发展农业新质生产力应当从强化农业前沿科技研究、拓展涉农新业态和培养农业新质人才三个方面着手。研究区马铃薯种薯产业竞争力有待进一步提高，需充分发挥马铃薯产业技术体系力量，加大技术研发投入，支持种薯攻关项目开展，选育适宜研究区种植的马铃薯品种；扶持龙头企业，推动种薯产业化发展；推进有机旱作农技集成创新、化肥减量增效工程建设，积极引进新技术、新装备和新工艺，以科技赋能马铃薯生产效率提升，推广旱地起垄覆膜滴灌等技术；采取秸秆还田、增施有机肥和种植绿肥等土壤培肥方式，提高耕地质量，进一步提高马铃薯单产水平和种薯品质。
3.2 推动全程机械化
研究表明，全程机械化作业有助于推动马铃薯生产节本增效。通过农业机械设备投入，有利于降低马铃薯生产用工成本，提高其生产精准度与稳定性。2022年研究区马铃薯耕种收综合机械化率74.30%，但主要集中在机耕环节，在机播与机收环节占比相对较低。马铃薯收获属于劳动密集型作业，投入较大，因此，在实际生产中应加大马铃薯全程机械化薄弱环节的农机研发力度，对于丘陵山区，围绕马铃薯播种、植保与收获环节，推进全程机械化作业[16]，促进农机农艺一体化发展。
3.3 加快构建产业链
研究表明，研究区马铃薯需进一步提质增效。按照补链、延链和强链思想，构建产、销衔接，贸工农一体化的马铃薯全产业链发展体系。在推动马铃薯生产效率提升的同时，着重开发其初加工与精深加工，构建以全粉、精淀粉为主，主食化系列食品为辅，化工、医药、美容和康养产品相结合的马铃薯加工体系，延长产业链。积极推动一二三产融合，农文旅康产业协调发展[17]。
3.4 提高社会化服务助力
研究表明，马铃薯产业高质量发展需进一步提高社会化服务助力。于高峰[18]研究指出，农业社会化服务在助力农民增收方面起着重要作用，推动马铃薯社会化服务快速发展，以社会化服务作为产业化发展的新引擎。土地托管等新型经营主体在研究区取得较好发展。如采取“公司+合作社+村集体+农户”模式，成立马铃薯专业合作社，实现马铃薯托管和技术服务，合作社收取部分管理费用，承担马铃薯耕种收销，农户以土地入股，获取收益；通过“互联网+订单农业”模式开展马铃薯种植，生产资料由订单方提供，农户负责种植，售卖时以市场价格收购，该模式降低了生产风险，有效增加了生产收益。