SSA 中肥料使用的盈利能力

SSA中肥料使用的盈利能力 来自马拉维的证据 弗朗西斯·阿迪亚·达科·雅各布·里克·吉尔伯特·塔利普·基利奇 政策研究工作文件10859 Abstract 本文估算了马拉维玉米生产中无机肥料使用的盈利能力。它采用了一个两波，全国代表性的小农家庭和地块数据面板来估计家庭固定效应，地块固定效应和多层次回归。结果表明，假设农民在使用肥料时会产生正的交易成本，则在现行市场价格下，无机肥料的使用通常是无利可图的。低肥料盈利能力是由低氮利用效率驱动的，氮利用效率为每公斤氮生产的玉米公斤，估计范围为9.2至12.1。为了使肥料的使用有利可图，如果玉米产量按农场价格和50进行估值，则氮的利用效率必须至少增加137％（从11.89）。 百分比(从11.89)，如果玉米以淡季市场价格估值。对于获得肥料补贴的农民，它通过在所有补贴率（0％至100％）下提高玉米氮价格比来提高肥料使用的盈利能力。但是，除非农民可以在产量价格相对较高的贫瘠季节储存产品并出售，否则每公斤补贴氮至少要比补贴肥料的现金至少要好66.16 MKW（0.18美元）。分析还发现，与目前的氮肥施用量相比，政府建议的施用量在小农田上的利润高出116％至119％。 政策研究工作文件系列传播了正在进行的工作结果，以鼓励就发展问题交换意见。该系列的目标是快速得出发现，即使演示文稿还不够完善。论文带有作者的姓名，应相应地引用。本文表达的发现、解释和结论完全是作者的观点。它们不一定代表国际复兴开发银行/世界银行及其附属组织的观点，也不代表世界银行执行董事或它们所代表的政府的观点。 SSA化肥使用的盈利能力：来自马拉维的证据 弗朗西斯·阿迪亚·达科·雅各布·里克·吉尔伯特Talip Kilic Introduction 提高农业生产率被广泛认为是减少撒哈拉以南非洲（SSA）贫困和粮食不安全的渠道。这种观点是基于贫穷和粮食不安全家庭对农业的严重依赖。不幸的是，SSA的农业生产率一直很低：自1960年代以来，整个非洲大陆的人均农业生产率年均增长率不到1％，有时在某些次区域为负数（粮农组织统计数据，2013年）。SSA的农业增长滞后通常可以解释为无机肥料的利用率低（例如，参见Morris等人。，2007)。Morris等（2007）观察到，当比较类似农业生态区的国家和作物时，SSA的肥料施用量远低于世界其他发展中地区。同时，在SSA中，肥料的使用被认为特别重要，因为该大陆的土壤本来就缺乏养分，并且在过去的几十年中，土地利用的做法通过浸出，作物的养分开采和不充分的侵蚀控制进一步恶化了土壤肥力（Heao和Baaate，2006年）。 SSA作物生产中无机肥料的低使用可归因于需求侧和供给侧的因素。可能解释非洲化肥使用量低的第一个也是最明显的需求方因素与盈利能力有关。农民对商业肥料的需求疲软，因为肥料的使用可能无利可图，或者对大多数农民几乎没有利润。肥料响应率低，作物产量的高变异性以及相对于作物产量价格的高肥料价格通常会破坏使用肥料的动机。由于缺乏有关肥料的可用性和成本的信息，农民无法在收获后几个月的产量支付时筹集购买肥料所需的资源（信贷约束），以及缺乏对肥料的需求进一步削弱了许多农民关于如何有效使用肥料的知识（莫里斯等人。，2007；凯利等人。,. 2003）。在供应方面，可能破坏农民使用商业肥料的因素包括不利的商业环境，过度的监管，大量的税收和费用以及高额的寻租（莫里斯等人，2007）。 考虑到这些因素，本研究的目的是使用马拉维具有全国代表性的家庭水平数据来分析玉米生产中化肥使用的盈利能力。具体而言，该研究旨在回答以下问题：1）氮素利用效率（NUE）1的水平是多少，马拉维之间的差异如何？2）马拉维在玉米生产中使用肥料在多大程度上有利可图？鉴于我们研究的NUE估计，我们寻求回答两个关键的政策问题。首先，马拉维的大多数小农会因为化肥补贴或同等的现金转移而变得更好吗？其次，大多数小农可以通过按照政府建议的比例施用化肥来增加利润吗？ 这项研究侧重于马拉维，有两个原因。首先，马拉维农业的生产率增长是SSA国家的典型特征。在过去的二十年中，该国大多数农作物的生产率仅略有增长。即使是现在，生产率的适度增长被2.7%的年人口增长进一步削弱(MoAFS，2010年)。此外，农业和粮食安全部（2010年）估计，马拉维的产量差距-潜在产量与平均农民的实际产量之间的差异（2013年玉米为1, 536公斤/公顷）-范围在38％至53％之间。谷物，豆类为40％至75％（Lobell等人。，2009)。这意味着提高生产率的巨大空间。提高产量可能对减少马拉维的贫困和改善粮食安全至关重要，因为考虑到马拉维的平均人口密度已经很高，每平方178人。 公里，小农之间的面积扩张空间有限(Dorward 2006；Ricer - Gilbert等人。2014).其次，马拉维也是估算无机肥料盈利能力的重要案例研究，因为它自2005 / 2006农业季节以来一直在实施大规模的农场投入补贴计划（FISP）。就范围和覆盖面而言，FISP也许是非洲最著名的农业投入补贴计划。通过FISP，马拉维政府目前向该国约50％的农业家庭提供优惠券，以允许无机肥料和改良的玉米种子购买，化肥最高可享受95％的折扣，种子可享受100％的折扣。关注马拉维提供了一个机会，可以分析化肥盈利能力如何为大规模农场投入补贴计划的地理目标提供信息，以及补贴计划如何影响化肥使用的盈利能力。 本研究通过扩展X等人的工作来增加现有文献。(2009)和Sheaha等人。(2012).徐等人。(2009)和Sheaha等人。（2012）分别使用赞比亚和肯尼亚的全国代表性面板数据，分析玉米生产中化肥使用的盈利能力。我们以三种主要方式巩固和扩展他们的工作。首先，由于在分析中使用的两波全国代表性面板数据中识别随时间推移的地块的变量的可用性，本研究能够使用地块水平固定效应（FE）估计控制地块水平未观察到的异质性。2控制此类地块水平未观察到的异质性有助于提高研究中NUE估计的有效性。据我们所知，这是对SSA的第一项研究，在估算肥料盈利能力时使用具有全国代表性的非实验数据的地块水平FE。 其次，本研究考虑了马拉维不同的时空玉米价格，包括i）农场大门收获季节玉米价格，ii）淡季零售市场玉米价格和iii） 进口平价价格。虽然大多数农民在农场门口出售他们的产品，但其他人在附近的市场中心出售，并根据销售月份的不同，面临收获季节（5月至10月）价格或淡季价格（11月至4月）。除了代表农民在玉米市场上可能面临的价格外，淡季玉米价格还代表了农民购买玉米的机会成本，如果他们无法生产足够的玉米以避免家庭水平的季节性玉米赤字。还考虑了玉米的进口平价价格，以说明政府必须进口玉米对家庭生产的机会成本。考虑到所有这些玉米的产量价格将有助于更广泛地了解化肥使用的预期盈利能力。 本文还通过使用NUE和盈利能力估计来扩展先前有关肥料盈利能力的工作范围，这些估计可能比马拉维先前的研究在内部和外部更为有效。例如，在对马拉维的FISP的官方评估中使用的NUE估计被假定为平均16.8（Dorward等人。2008).这些估计是基于1990年代后期马拉维玉米生产力工作队（MPTF）的工作，并使用主要农民田地的数据来估计NUE（Beso 1999）。Ardt等人。（2015）使用MPTF的估算值采用FISP的CGE收益模型，发现NUE为16.8，当考虑溢出收益以及玉米产量增加的直接收益时，FISP产生的全经济收益/成本比为1.62。他们发现，在NUE为13时，收益成本比降至1.0 (收支平衡水平)以下。Haro et al.(2017)还使用了20世纪90年代末的MTPF数据来估计马拉维的化肥盈利能力。作者发现，在FISP（100公斤）下分配的肥料束在马拉维平均几乎总是有利可图的，肥料的盈利能力强于肥料价格的三倍，玉米价格和干旱下降了50％。我们论文的目的是在以前的文献的基础上，使用马拉维的最新数据，这些数据来自全国代表性的面板家庭样本。 使用地块级FE来估计肥料的盈利能力。这样做可以为肥料补贴的地域分配提供指导，并阐明农民是否会获得补贴肥料或补贴肥料的现金等价物，以及政府建议的肥料施用量是否有利可图的问题。 我们的结果发现使用图水平FE的平均NUE为11.89 g。这表明，当我们假设小农使用无机肥料的交易成本为正时，如果以农场门价或淡季市场价格对玉米进行估值，则在马拉维，按商业价格平均而言，投入是无利可图的。在这种情况下，地块水平的分析表明，当玉米以农场门票价格估价时，肥料的使用仅在不到1％的地块上获利；当玉米以淡季市场价格估价时，仅在17.61％的地块上获利。在当前的市场条件下，为了使肥料的使用有利可图，当玉米以农场门票价格计价时，目前估计的氮效率必须至少增加137.17％（28.20千克），而当玉米以淡季市场价格计价时，至少增加50.46％（17.89千克）。我们还发现，除非小农能够储存他们的玉米并在价格上涨的淡季出售，否则如果玉米按农场门价计价，那么每公斤补贴氮的平均小农将至少获得66.16 MKW（0.18美元）的补贴，其现金相当于补贴，而不是参加补贴计划。最后，研究发现，政府推荐的化肥施用量比目前平均小农施肥量高116％至119％。 概念框架 我们从Sig，Sqire和Strass（1986）的农业家庭模型的农场利润部分得出了肥料的产量函数和获利能力。小农被认为是生产由粮食和经济作物组成的公司。玉米是马拉维种植最广泛的作物-大约90％的农民在其70％的农田上种植-并且是肥料施用方面最重要的作物（NSO，2013）。因此，该研究的重点是农民决定使用无机肥料和其他投入生产玉米，以最大化农场利润为目标。𝜋.利润函数由下式给出: = F () -(1) where￿andF分别是玉米的数量和价格；￿是玉米生产中使用的无机肥料和其他投入的载体；和￿是投入品价格的向量。术语Y（I）表示农艺生产函数，其中输入的矢量转化为玉米输出Y。关等人。（2006）根据农学思想将投入分为增长投入和促进投入，即不同的投入对产量的影响不同。生长投入包括直接参与植物生长和发育的生物过程的土壤养分，种子和水等投入，而促进投入涉及不直接参与植物生长和发育过程但影响植物对生长投入的响应率的劳动力和农药等投入（Ga等人，2006）。先前的文献将促进投入扩展到包括家庭特征，例如财富，教育，家庭规模和抚养比（X等人，2009；Sheaha等人。2012). 本研究将生长和促进输入分类为地块水平和家庭水平变量。地块水平变量包括土壤养分，种子施用量和劳动力，以及诸如土壤质量，地块坡度，地块是否沼泽，土壤类型和土壤侵蚀程度等变量，这些变量可以捕获地块的条件。因素 捕捉地块的条件很重要，因为它们会影响作物从土壤中吸收养分的程度。家庭层面的变量包括财富，教育，家庭规模和抚养比以及户主年龄。家庭财富是根据农具和耐用品的所有权来衡量的。众所周知，女性管理地块的作物产量低于男性管理地块，并且与地块大小成反比；因此，我们还控制地块大小和地块管理者的性别（Carletto等人。，2011年；联合国和世界银行，2018年；Kilic等；Daro和Pramasari，2019年)。该研究还控制了温度和降水，这是影响马拉维作物产量的两个最重要的天气变量。 尽管土壤养分对作物产量的影响具有互补性，但我们仅关注氮。我们这样做有几个原因。首先，马拉维玉米生产中使用的肥料主要是chitowe（NPK 23：21：0 4S）和尿素肥料，两者都是氮肥。可能是这种情况，因为氮是马拉维许多土壤（以及整个SSA）中的限制性养分，其估计的土壤净损失高于任何其他养分（世界银行，1998年）。其次，尽管所有施用的氮都在同一生长季节被植物使用，但在第一个生长季节的植物中，只有约20％的施用磷（马拉维玉米生产中使用的肥料中第二重要的营养素）被植物使用（Griffith，。D.；谢汉，2013年)。第三，我们模型中的氮变量与其他养分变量，尤其是磷变量密切相关。因此，在