Kvælstofanvendelsen i dansk landbrug - økonomi og kvælstofudvaskning
1 Teoretiske overvejelser om jordtypens betydning for landbrugets produktionsadfærd
Gødningsforbrug og prisfølsomhed
Som nævnt i indledningen fokuseres der i nærværende studie på gødningsefterspørgslens egenpris-elasticitet på forskellige jordtyper. Egenpriselasticiteten på gødningsefterspørgslen er defineret som den procentvise ændring i den efterspurgte mængde gødning som følge af en én procents stigning i gødningsprisen, og den forventes at være ikke-positiv, dvs. efterspørgslen forventes at falde, hvis prisen stiger. Egenpriselasticiteten repræsenterer gødningsefterspørgslens prisfølsomhed – jo mere negativ elasticitet, jo større prisfølsomhed, mens en elasticitet på nul indebærer, at der overhovedet ikke sker en mængdetilpasning som følge af en prisstigning.
Tilpasningsmuligheder: produktionsændringer og faktorsubstitution
Mængdetilpasningen til en prisændring kan skyldes en række forskellige effekter. I produktionsøkonomisk teori betragtes som regel to typer effekter: tilpasninger som følge af ændringer i produktionen og tilpasninger som følge af substitution mellem indsatsfaktorerne. Begge disse effekter bidrager til den samlede tilpasning af en given faktorindsats på den enkelte produktionsenhed.
Faktortilpasninger pga. produktionsændringer
Tilpasninger i faktorindsatsen på grund af ændringer i produktionen kan illustreres ved hjælp af figur 1, som viser sammenhængen mellem indsatsen af en given indsatsfaktor X (f.eks. kvælstofgødning pr. ha) og produktionsniveauet Y (f.eks. høstudbytte pr. ha af en given afgrøde), forudsat at indsatsen af alle andre faktorer holdes uændret. Sammenhængen er således givet ved produktionsfunktionen Y(X), der som regel antages at være voksende og konkav.
Figur 1
Faktortilpasning til ændrede priser (output-effekt)
Den økonomisk optimale anvendelse af indsatsfaktorer…
Ved den økonomisk optimale indsats af indsatsfaktoren vil der gælde, at værdien af faktorens grænseprodukt (den produktion som kan tilskrives den sidst tilførte enhed af indsatsfaktoren) svarer til prisen på indsatsfaktoren. Hvis f.eks. faktorprisen var lavere end grænseproduktværdien ville det kunne betale sig at øge faktorindsatsen, fordi den ekstra produktion, der kom ud af det, ville være mere værd end de ekstra omkostninger. Den nævnte optimalitetsbetingelse svarer til, at faktorens grænseprodukt skal være lig med forholdet mellem faktorprisen og prisen på det producerede produkt. I figuren er grænseproduktet givet ved hældningen på produktionsfunktionen. Det gælder altså om at finde den faktorindsats X, hvor tangenten til produktionsfunktionen har en hældning, som svarer til forholdet mellem faktorpris og produktpris.
…ændres ved nye prisforhold
Antag i figuren f.eks. at indsatsmængden
Faktorresponsen
Ændringen i den optimale faktorindsats afhænger af produktionsfunktionens "krumhed" - jo mere krum funktionen er, jo mindre vil faktorresponsen på relative prisændringer være. Omvendt, jo mere lineær funktionen er, jo større faktorrespons. Effekten på produktionen afhænger af udbyttekurvens hældning – jo mere stejl kurven er, jo større vil produktionsresponsen af en given ændring i faktorindsats være.
Udbyttefunktioner baseret på forsøg
Der har været gennemført forskellige forsøg på estimation af udbyttefunktioner, dvs. sammenhænge mellem kvælstofindsats og høstudbytter for en række afgrøder svarende til fremstillingen i figur 1, f.eks. Rude (1991). Estimationerne er foretaget på basis af data fra et-årige dyrkningsforsøg, der anvendes som approksimation for landbrugets høstudbytte og indsats af kvælstof. De estimerede udbyttefunktioner bag disse analyser tyder på, at responsen i optimal kvælstofindsats på en ændring i kvælstofprisen gennemgående er væsentligt større på sandjord end på lerjord – og altså at udbyttekurverne på sandjord er mere lineære end på lerjord. For visse kornafgrøder er egenpriselasticiteten på kvælstof pr. hektar ca. dobbelt så stor på sandjord som på lerjord, mens forskellene dog er mindre for bl.a. raps og græsarealer.
I et nyligt afsluttet forskningsprojekt "Bæredygtige strategier i landbruget" er der anvendt en lignende tilgang til estimering af sammenhængene mellem kvælstofindsats og høstudbytter på markniveau, og resultaterne fra disse studier mht. prisresponser svarer i store træk til de ovennævnte resultater fra Rude (1991).
Faktortilpasninger pga. faktorsubstitution
Tilpasninger i faktorindsatsen i form af ændringer i faktorsammensætningen kan illustreres ved hjælp af figur 2, som er et såkaldt isokvant-diagram.
Figur 2
Faktortilpasning til ændrede priser (substitutionseffekt)
Optimal faktorsammensætning
Den krumme kurve (isokvanten) repræsenterer forskellige kombinationer af indsatsfaktorerne X og Z, som giver samme produktionsniveau Y. En betingelse for en optimal sammensætning af de to indsatsfaktorer er, at det marginale substitutionsforhold mellem de to faktorer (dvs. den mængde af den ene faktor der skal til for at erstatte en marginal nedgang i den anden faktor, hvis produktionsniveauet skal opretholdes) svarer til prisforholdet mellem de samme to faktorer. Hvis dette ikke var tilfældet, ville den samme mængde kunne produceres til en lavere omkostning ved at ændre på faktorsammensætningen.
Substitution…
En prisstigning på faktoren X vil betyde, at det kan betale sig at substituere denne faktor med indsatsfaktoren Z, hvis outputmængden Y skal produceres billigst muligt, og dermed at forbruget af faktor X falder. Denne substitutionseffekt afspejler altså ændringer i faktorsammensætningen for givet produktionsniveau. Jo mere lineær, isokvanten i figur 2 er, jo større effekt vil en relativ faktorprisændring have for faktorsammensætningen, og jo mere "krum" isokvanten er, jo mindre vil faktorsammensætningen ændre sig som følge af en relativ faktorprisændring. En forholdsvis lineær isokvant vil således være udtryk for, at det er relativt let at finde økonomisk relevante alternativer til den prispåvirkede indsatsfaktor.
… og jordtyper
Det er substitutionseffekten, der undersøges i nærværende studie. Således
undersøges om de økonomiske substitutionsmuligheder mellem gødning og andre
indsatsfaktorer er signifikant forskellige på hhv. sand- og lerjord, dvs. om
isokvanternes krumning er forskellig på de forskellige jordtyper.