全 文 ：第 11卷 第 1期
2 0 0 3年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
vOl_11 NO．1
Jan．， 2003
精准农业经济效益分析方法探讨 *
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 economic benefit analyzing methods for precision agriculture．LU Yao，DING Xian—Zhong，XIE Gao—Di(Insti—
tute of Geographical Sciences and Natural Resources，Chinese Academy of Sciences，BeOing 100101)，CJEA，2003，1 1
(1)：70～73
Abstract Profitability 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 annual profit or RMB 278135 Yuan of return(with 24％ IRR)af—
ter 10 years will be gained if renting combine harvester．Because more technical data about production need tO be colect—
ed，the partial budgeting method is more suitable for the implemented projects while the investment analyzing method is
suitable 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，Investment analysis method
1 精准农业经济效益评价方法
目前关于精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(Partial Budgeting 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(Investment Analysis 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(降低成本与增加收益)与负经济效益(减少收
益与增加成本)之差，净收益大于 0，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济性 ，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。这种比较预期成本与收益变化的方法涉及影响利润的所有直接和
问接因素，其核心是只需计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年的设备进行成
本核算时，应首先将其总成本折算为每年成本。
投资分析法也可用于分析精准种植技术经济效益，分为静态分析与动态分析，前者不考虑时问因素 ，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(Net Present Value，NPV)、内部
收益率(Interal Return Rate，IRR)、投资回收期等⋯。净现值(NP )计算式为：
NP =
n
㈩
* 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—15
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第 1期 吕 耀等 ：精准农业经济效益分析方法探讨 71
式中，NP 为净现值 ，P为贴现率，CF 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 目无利可图。
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：
(1+IRR)
式中，TB 、TC 分别为发生在第 i年的总效益和总费用 ， 为计算期。内部收益率越高 ，说明其与行业投资
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年上海精准水稻种植经济效益预测
2．1 变量施肥技术的成本与收益
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 1。
表 1 精 准 水稻 种植 项 目投 入 、使用 年 限及 每年 成本
Tab．1 Investment，life-span and annual cost for rice precision cultivation project
项 目 数值 寿命／o 年成本 *／元 项 目 数值 寿命／o 年成本 *／元
Iterns Cost Life Annual cost Iterns Co st Life Annual cost
佳木斯联合收割机／元 400000 10 65098 16 年 拖 拉 机 燃 油 ／元 400 00 400．00
或 租 赁 拖 拉 机 ／元 10000 10000．O0 年拖拉机维修等折旧／元 2000．00 2000．00
产 量 传 感 器 ／元 1000 5 263．80 年雇 佣拖 拉机 司机 ／元 1000 O0 1000．O0
GPS ／ 元 1200 10 195．29 年 增 加 人 工 ／元 ·hm 375．00 49998 75
计 算机 及打 印 机／元 10000 5 2637 97 年机械替代人工收割／元·hm 150．00 19999 50
计 算 机 软 件 ／元 10000 5 2637．97 稻 谷 价 格 ／元 ·kg 1 22
土壤本底养分取样化验／元 81600 10 13280．02 纯 N 价 格 ／元 ·kg～ 6．20
土壤常规养分取样化验／元 20400 2 11754．29
*年成本=总成本 ×[1一(1’卜P)～ ]， 表示寿命 ，P表示贴现率(10％) J。
实施变量施肥技术节约的 N肥成本：
,AN = >：N 一N (3)
二
式中，,AN为节约 N肥 kg／hm (纯 N)，i为土壤采样点／变量施肥点，N 为常规农业施 N水平(纯 N)。实施
变 量施肥节约 N肥成 本(C )为 ：
C = △N ×PN×A (4)
式中，P 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
270kg／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
240kg／hm (平均量)，因此该项技术可使施 N量约平均降低 30kg／hm 。实施变量施肥提高产量的效益：
n
,AY=∑ Y 一Y 。=∑厂(N )一厂(N 。) (5) 二
式中，△y为水稻增产量， 为变量施肥技术条件下第 个变量施肥单位作物产量， 为常规统一施肥水
平条件下作物产量 ，厂(N )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 ：
Y =一0．0131N +9．9528N +6961 (R ： 0．9357) (6)
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(P )为：
P = ,AY ×P⋯ ×A (7)
式中，△y为水稻增产量， ⋯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
均产量为 75．00kg／hm 。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
变量施 N肥平均单位稻谷产量为 8100kg／hm ，故实施变量施 N肥将提高水稻产量 600kg／hm ，节约 N肥
30kg／hm ，即可节约成本 24799．38元，同时增加收益 97597．56元。
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72 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
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 )97597．56元 ，自行购置大型联合收割机方案将增加成本 149266．25元，降低成本 44798．88元，净收益
为一6869．81元，成本收益率 =一104．82％。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 投资分析法
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 l0％，则项 目运行 10年
后仍亏损 21864．51元 ，内部收益率 一1％，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 投入 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 *
Tab．2 Net present value analysis of variable nitrogen fertilizer rate technology on rice in Shanghai
0 400000 l000 1200 l0000 l0000 81600 503800 0o 0 —5~3800 1 00o 一50380o 0o 一50380o 0o
1 20400 400 1000 50o00 —24799 —20000 27000 62 97598 70597 0 909 64179 7l 一439620 29
2 400 1000 5000o 一24799 —20000 6600 62 97598 90997 0．826 75199 90 —364420 38
3 20400 400 1000 50o00 —24799 —20000 27伽0 62 97598 70597 0 75I 53039 5I 一川380 87
4 400 1000 50000 —24799 —20000 6600 62 97598 90997 0 683 62150 94 —249229 93
5 20400 400 1000 50000 —24799 —20000 270O0 62 97598 70597 0 62I 43833 66 —205396 27
6 l000 10000 10000 400 1000 50000 —24799 —2O000 27600 62 97598 69997 0 565 39513 30 一I65882 97
7 20400 400 1000 500000 —24799 —20000 27000 62 97598 70597 0 513 36230 37 一I29652 60
8 400 1000 50000 —24799 —20000 6600 62 97598 90997 0 470 42768 58 —86黯4 02
9 20400 400 1000 500000 —24 一2O咖 27000 62 97598 70597 0 424 29940 18 —56943 84
0 400 1000 50000 —24799 —20000 6600 62 97598 90997 0 386 35079 34 —21864 5
0 100000 l000
6 1000
8
0
I200 10000 100O0 81600
0000 10000
2040o
20400
20400
20400
203800 00
64179 71
75199 90
53039 5I
62150 94
43833 66
39513 30
36230 37
42768 58
29940l8
079 34
203800 00
139620 29
64420 38
- 11380 97
50770 07
94603 73
1 341I7 03
170347 40
213115 98
243056 I6
278135 49
*表中 A方案内部收益率为 一1％，投资回收期为 10．8年；B方案内部收益率为 24％，投资回收期为 3．2年。
3 精 准农业项 目风 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。
∞ 帅 跎 ；。 雠 盯 北 豫
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第 1期 吕 耀等 ：精准农业经济效益分析方法探讨 73
3．1 精准农业项目敏感性分析
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 结果表明(见表 3)，在所选择的几个因素中稻谷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 表 3 水稻变量施 N肥技术内部收益率敏感性分析
格 ；N素价格、其他固定成本 (包括 GPS、计算机及外设
等)等因素也是影响精准农业经济效益的关键因子。此
外一些间接的不确定因素可通过影响上述某个(些)因素
而影 响 整个 项 目的经 济性 ，如 GPS定 位 系统 的准 确性 、
变 量施肥机械 的准确 性 、变 量施 肥方 案制 定 的科 学性 等
均会直接影响到作物产量，又如精准农业技术体系所包
含的内容(遥感信息源、变量施肥或喷洒农药机械、灌溉
设施 等 )以及 土壤取样 网格 的大小 、取样 间隔年 限等也 是
精 准种植经济效 益的影 响因子 。
3．2 精准农业项目风 险预测
Tab．3 ／RR sensitive analysis of variable nitrogen
fertilizer rate technology on rice
实施精准农业 项 目的风险包 括市场风险 、财务风险 和技 术风 险 ，市场风 险指 市场需求 、价格波 动 和竞 争
等因素带给该项 目的风险，如大型联合收割机或肥料价格上升以及稻谷价格下降 ；财务风险主要指项 目的融
资风险以及偿还本息对项 目实施单位现金流的影响；技术风险指新的替代技术及替代品的出现会使现有技
术过时，进而导致经济损失。精准农业项 目的市场风险主要来 自于作物价格的风险，稻谷价格作为影响该项
目的最敏感因子，将使精准农业项 目面临较大的市场风险，如种植价格相对较高的一些经济作物，将在一定
程度上降低市场风险。而精准农业的技术风险将随着科学技术的进步而逐渐降低。本精准农业项 目作为中
国科学院知识创新工程项 目，是国家重点支持项 目，并不存在融资风险。综上所述，精准农业项 目的风险将
可能发生于所选择种植作物类型及其经济价值 ，在选择种植对象时应进行充分调研考察之后再谨慎决策 ，且
技术进步必将降低其风险。
参 考 文 献
1 农业部发展计划司等．农业项 目经济评价实用手册 北京：中国农业出版社 ，1999
2 Boe e M E ，Eidman V．R Farm Management New York：John W iley and Sons，1984．203～208
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