精准农业经济效益分析方法探讨

1、精准农业经济效益分析方法探讨中国生态农业学报Vol.ll No.l 第11卷第1期an. 2003 2003年1月Chinese Journal of Eco-Agriculture 精准农业经济效益分析方法探讨铃吕耀丁贤忠谢高地(中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 ) 摘要用部分预算法与投资分析法分析水稻精准变量施N肥结果表明，自购价格昂贵的大型联合收割机不可行，如改为租赁则部分预算法结果显示该项目每年增加4.8228万元净收益，投资分析法结果显示项目运行10年可盈利27.8135万元，内部收益率为24%。部分预算法需较多生产方面的技术数据，因而更适宜于已实施项目;而无论项目实施

2、与否均可用投资分析法分析，并作进一步的敏感性分析或全面反映项目经济、社会和环境效益的国民经济分析。关键词精准农业经济效益部分预算法投资分析法Study on eeonomic benefit analyzing methods for preclsion agriculture. LU Yao.DING Xian-Zhong. XIE Gao-Di( lnsti?tute of Geographical Sciences and Natural Resourc白，Chinese Academy of Sciences, Beij ing 100101), CJEA , 2003 11 (1):

3、70-73 Ab画tractProfitability in the application of variable nitrogen fertilizer rate technology on rice in Shanghai analyzed by par?tial budgeting method and investment analyzing method respectively shows that buying expensive combine harvester is not profitable by both methods, but RMB 48228 Yuan of

4、 annual profit or RMB 278135 Yuanof retum (with 24% IRR) af?ter 10 years will be gained if rentingmbine harvester. Because more technical data about production need to be collect?ed, the partial budgeting method is more suitable for the implemented projects while the investment analyzing method is s

5、uitable for the projects either implemented or not. Further sensitive analysis and national economic analysis which reflects economic, social and environmental effects can be made with it. Key words Precision agriculture. Profit, Partial budgeting method, Inv田tmentanalysis method 1 精准农业经济效益评价方法目前关于精

6、准农业经济效益的研究及报道较多，但由于缺乏统一的分析方法和标准，精准农业经济效益的评价结果不具可比性，且这些方法的特点尚不明确。国际上比较通用的评价精准农业经济效益的方法为部分预算法(PartialBudgeting Method)。若将精准农业作为一项投资项目对其可行性进行分析，也可以用投资分析法(InvestmentAnalysis Method)预测项目执行期内的效益状况。部分预算法原理是当发生某项变化时，将引发降低成本、减少收益、增加成本以及增加收益4个方面中的部分或者全部发生变化，该变化带来的净收益为正经济效益(降低戚本与增加收益)与负经济效益(减少收益与增加成本)之差，净收益大于O

7、.则表示项目将要采取的某项变化措施在经济上可行。该方法可用于评价项目发生某些变化的经挤性，如项目扩建、改建项目(购买新机械代替人工或旧机械)、从若干种备选方案中选择最优方案、比较不同生产措施等。这种比较预期戚本与收益变化的方法涉及影响利润的所有直接和间接因素，其核心是只需叶算由于采取某项措施所引起的变化部分，对某些使用年限大于1年的设备进行戚本核算时，应首先将其总戚本折算为每年戚本。投资分析法也可用于分析精准种植技术经挤敢益，分为静态分析与动态分析，前者不考虑时间因素，只以使用寿命期内某年的收益数据进行评价，如内部收益率、投资回收期等指标;后者则考虑项目全部寿命期经济效果。项目投资分析法以现金

8、流量表分析为基础，将项目历年的投资、生产费用以及收入用表格形式排列出来，编成现金流量表，计算并评定分析各评价指标，常用指标有净现值(NetPresent Value. NPV)、内部收益率(InteralReturn Rate, IRR)、投资回收期等1)。净现值(NPV)计算式为t,;, CF NPV = 1一一一一一:-(1) 纠(1+)i 费中国科学院知识创新工程重要方向性项目;长江三角洲水稻精准种植技术体系的研究、集成与示范;(KZCX2-412)资助收稿日期:2002-06-26改回日期:2002-07-153 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical

9、Disc Co., Ltd. All rights reserved.第1期吕耀等:精准农业经济效益分析方法探讨71 式中，NPV为净现值，p为贴现率，CFi为某年的净现金流量。净现值是将项目在计算期内各年的净现金流量(即现金流入减去现金流出)，以行业投资的平均报酬率为贴现率折算所得价值之和。若净现值大于0，则说明从当前时点看新增投资项目可收回投资并带来利润;若净现值小于0，则说明新增投资项目元利可图。内部收益率是使上述净现值等于零时的内部收益率，其计算方法为:二、TBi一TC(2) 纠(1+ IRR)i -式中，TBi、TC;分别为发生在第i年的总效益和总费用，n为计算期。内部收益率越高，说

10、明其与行业投资平均收益水平的差异越大，即新增投资项目的获利空间越大。2 2002茸上海精准水稻种植经济效益预测2.1 变量施肥捷术的戚本与收益精准农业实施变量施肥技术一般均降低施肥量，达到节约化肥的目的;同时配合其他先进的信息技术和管理措施，精准农业技术普遍带来较高产量水平。中国科学院上海精准农业试验示范基地水稻种植项目通过网格取样法测定土壤养分空间分布、智能测产机械测定水稻产量的空间变异而制定相应的变量施N方案，该方案于2002年进行人工化变量施肥，该项目投入、设备寿命及每年成本见表10表1精准水稻种植项目技入、使用年限及每年成本Tab.1 Inv臼tment，life-span and a

11、nnual cc自tfor rice precision cultivation project 项目数值寿命10年成本善17t项目数值寿命7f年成本*I兀Items eost Life Annual CQst tems eost Life Annual cost 佳木斯联合收割机l元400000 10 65098.16 年拖拉机燃油l元400.00 400.00 或租赁拖拉机/元10000 10000.00 年拖拉机维修等折l日/元2000 00 2000.00 产量传感器/元1000 5 263.80 年雇佣拖拉机司机l元1000.00 1000.00 2 GPS I元1200 10 19

12、5.29 年增加入工l元.hm-375.00 49998.75 2计算机及打印机/元10000 5 2637.97 年机械替代人工收割j元hm-150.00 19999.50 1 计算机软件/元10000 5 2637.97 稻谷价格/元.kg-1.22 l 土壤本底养分取样化验/元81600 10 13280.02 纯N价格f元.kg-6,20 土攘常规养分取样化验l元20400 2 11754.29 铸年成本=总成本XI-(1+p).J, n表示寿命，p表示贴现率(10%)2)。实施变量施肥技术节约的N肥成本:(3) t.N = 2:Ni -N叫2式中，t.N为节约N肥kg/hm(纯N)，

13、i为土壤采样点/变量施肥点，Nca为常规农业施N水平(纯N)。实施变量施肥节约N肥戚本(C阳)为:Cpa=t.NXPNxA (4) 式中PN为纯N价格，A为作物种植面积。五四农场所在地上海市奉贤区水稻大田种植平均施用N肥2270kg/hm，而本项目根据土壤养分以及往年稻谷产量空间分布所采取的变量施肥技术只需施用N肥2 2240kg/hm(平均量)，因此该项技术可使施N量约平均降低30kg/hmD实施变量施肥提高产量的效益:(5) t.Y = 2: Yi一飞=2: f( N) -f( N) ica 式中，t.Y为水稻增产量，Yi为变量施肥技术条件下第i个变量施肥单位作物产量，Y为常规统一施肥水c

14、a平条件下作物产量，j(风)为施N水平与作物产量之间的生产函数。根据五四农场水稻N肥处理小区试验结果，模拟水稻产量与施N肥量之间方程为:2 2 (6) Y = -0.0131N+ 9.9528N + 6961 (R= 0.9357) 式中，Y为稻谷产量，N为施N肥量。变量施N肥技术对水稻增产的效益(Pp?)为:Pa = t. Y X PX A (7) crop 式中，t.Y为水稻增产量，P，叶为作物销售价格，A为作物种植面积。2001年上海市奉贤区水稻大田种植平2均产量为7500kg/hmo根据精准水稻种植区变量施N肥方案及施N量与产量生产函数，可预测2002年各22变量施N肥平均单位稻谷产量

15、为8100kg/hm，故实施变量施N肥将提高水稻产量600kg/hm，节约N肥230kg/hm，即可节约成本24799.38元，同时增加收益97597.56元。3 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.中国生态农业学报第11卷72 2.2 部分预算法方案A一自行购置拖拉机，由于实施变量施肥技术将提高稻谷产量，因此减少的收益为零，增加收益(P阳)97597.56元，自行购置大型联合收割机方案将增加戚本149266.25元，降低成本44798.88元，净收益为-6869.81元，成本收益率=-1

16、04.82%。方案B一租赁拖拉机，租赁大型联合收割机方案将增加成本94168.09元，比方案A对应项减少55098.16元，而减少收益、增加收益、降低成本等几项与自行购置方案A中相同。若租赁大型联合收割机，则实施精准变量施N肥技术可获得净收益48228.35元，成本收益率为66.13%。比较2个方案，自行购置拖拉机方案由于购置成本过高而造成亏损，故只有租赁大型联合收割机的方案可行。2.3 提资合析法按照自行购置和租赁2种方案进行分析计算表明，方案A自行购置拖拉机，上海精准水稻种植项目执行初期投入50.38万元，考虑到所有潜在收入与支出、货币的贴现因素，若贴现率为10%，则项目运行10年后仍亏损

17、21864.51元，内部收益率-1%，投资回收期10.8年，即在10年计算期内不能收回初期投资，故该方案经济上不可行。方案B租赁拖拉机，上海精准水稻种植项目执行初期投人20.38万元，考虑到所有潜在收入与支出、货币的贴现因素，若贴现率为10%，项目运行10年后不仅收回投资并可盈利278135.49元，内部收益率24%，投资回收期为3.2年(见表2)。表2上海精准水稻种植变量施N肥技术的净现值分析表铸Tab.2 Net pr田entvalue analysis of variable nitrogen fertilizer rate technology on rice in Shanghai

18、万事A一自由大型Halfl阳rioA ;ax毗nem?line-a;hZ蛐d配 中肌时间hU/元lo.estmr.ol是青血革阮阳啕吨耐理童在出现盘IA再收益变国也酷现喝咖串曲童在量自司剑忠岳盆阳智伪MII幽幽量变化1元曼彻主lt/元事当E值./元T; 撞撞扭产量直回EG内计算扭叶n辑件土事丰土ItIi!lfl hma削Dri;, j-i RoolXI盯?吨阳句吩崎川阳;T打申扭伽耳阳ler!1;弄#草制l!CIilI Yid，跚跚E抽咱回d回I?td n明enR阳晒阴阳蛐跚跚IltNIlrurnlIt1lI imC咽Jler.!lIt, Slru!r?en1划DO!III!I 呻胁anJic

19、alilllN 四脚盯t;t JV? .00 priler olltr田I。跚跚M跚跚叫跚删跚跚啊跚脚翩唰翩棚跚酬跚棚酬酬酬删删10008000000 四4翩翩1伽1200 l00fr0 10000 81600 自503翩。00-到翩。;113436789酬mumuun仍M阴阳川阴阳川师阴阳川阴阳mmmm4创l刷3翩。-24799 -2刚64179.71 -mfiZOZ 4凶1000四削-24m -20棚7l19UO -364420.38 灿的1侧。i刷3棚。-24刚-20000 5303UI -11I380.81 阳umuwmmwmwwm 1制细则-2419l -1刷刷&l151l.

20、94 -219229.9) mMmmm1例。州1000棚。2419l.20侧4跑到.66-l36.27 l例。l翩。10田园 l侧细则2419l -10<<削39511到-1M锦I叨1。 ;刊。4佣l棚5翩翩24199 -20<<刷l23IJ.37 -129652创旧刷l删细则-2419l-W刷4白61.58-.O， mM町的;20则。刷1000似刷-2419l刷刷1刷。18陶钊蚓84川踊4佣l跚跚刷-247佣-刷刷3S079剖-21龄4.51方草酣大型时!UUIS:eIWiO B rmti略咽蜘皿jj;，就变翩曲翩，咄机黯拙剧挝唰川同啤呼恤自州如惜回归回由臼时间/0附

21、j元1，IeItm<Ilt量青属丰/if.协鸣吨唰串现盘植E元-LW;&帽;倒妞翩而阳抽调明Too IUi/)i; 革扭扭产量监自n伽川叫川m 叶算扭计算副软件士革丰土事常盛阳司扭变量矗N节目NIfl撞曹aEb皿幽dAm1T阳晒IIdDr Yld.1nmi田打印扭呻Jlerl罪分埋葬贵属事RoooceItAI 咽由M阳?A1!tIdt-.配挝IIl11!回刨田叫 .td en RtM ma曲胁andprinter IllItr?!IIt !WiicalilllN 田帆。nuwM删叫翩翩附阳l侧阳l侧1200 刚刚l啊削gl 23)棚m-2&剧创-203刷刷l2345678

22、9M阳明翩翩翩删刷删刷删刷删刷删唰跚翩翩跚翩删删删m11111jjjjj 川叫M204 -24799 -2翩。11制626-1179.71 -139620.29 mwMmMnmnm阴wm阳Mm酬阴阳川Mmmmmummmw-24799 -,0000 6.62 7519l.% -6441OJS 刷刷唰刷明刷唰刷刷唰刷刷唰师1归阅-24799 -2o 21000.62 53039.51 -11剿81MmmmMmmmmmmmMm-24199 -2旺削6刷臼6210.14 5Ilm.Ol 201阅-24799 -2o 21刷6213833.66 946?3. l侧l俯例10000 -24799 -2侧。

23、211刷.62351lJO I14U1.03 川的MmmmM加剧-24799 -2(则21al623IJ.37 170341.111 Mm-24799 -2制o6aNI.62 4211创5821311H8 川盯刀204 -24799 -1目则211刷.6219940.18 24)(J56.16 酬崩-24799 -2翩。;创623S1J79.34 2咽135.49骨表中A方案内部收益率为-1%，投资回收期为10.8年;8方案内部收益率为24%，投资回收期为3.2年。3 精准农业项目凤险评估对精准农业项目投资进行风险评估，就是分析和确定与该类项目盈利密切相关的因素对主要投资决策指标的影响程度，而

24、高敏感性因素往往会给项目投资带来较大风险，风险评估目的是预测敏感性强的因素对主要投资决策指标的作用程度，从而进行合理的投资决策，最小化投资风险。3 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第1期吕耀等:精准农业经济效益分析方法探讨73 3.1 精准农业顶自敏感性分析敏感性分析是通过对影响精准水稻种植项目经济评价指标的主要不确定因素分析，找出其中最敏感的因素，并确定其影响程度。本文选择租赁拖拉机方案(10%贴现率)，以内部收益率作为指标进行敏感性分析1结果表明(见表3)，在所选择的几个因素中稻谷

25、产量与稻谷价格是影响项目经济可行性的最敏感因素，二者有等同影响效果;其次是水稻种植面积与拖拉机价褒3水稻变量施N肥技术内部收益率敏感性分析格jN素价格、其他固定戚本(包括GPS、计算机及外设Tab.3 IRR sensitive analysis of variable nitrogen 等)等因素也是影响精准农业经济效益的关键因子。此fertilizer rate technology on由e外一些间接的不确定因素可通过影响上述某个(曲)因素因素-20%一10%基准方案10% 20% -, . Factors Norm scenari。而影响整个项目的经济性，如GPS定位系统的准确性、拖拉机成本I% 28 26 24 22