Seminar: SUBSTITUTABILITY OF AGRICULTURAL INPUTS IN THE MEKONG RIVER DELTA

KHẢ NĂNG THAY THẾ GIỮA CÁC YẾU TỐ ĐẦU VÀO TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Time: 11:00 - Tuesday, 15 September 2020
Venue: UEH Campus H, 1A Hoang Dieu, Phu Nhuan, Ho Chi Minh City

Presenter: Pham Nhu Man (PhD Student of the Joint Doctoral Program between Erasmus University of Roterdam & University of Economics Ho Chi Minh City)

Abstract: This study analyzes the substitutability between agricultural inputs in the Mekong Delta, Vietnam. We used the Cobb-Douglas production function, Constant Elasticity of Substitution (CES) production function through grid search method to perform non-linear least squares regression for four main crops, including rice, annual, fruit, and perennial crops.

The study find that the elasticity of substitution in rice cultivation ranged from 1.00 to 2.98, in annual crop cultivation ranged from 1.04 to 2.20, in perennial crop cultivation ranged from 1.00 to 1.99, and in fruit cultivation ranged from 1.45 to 2.08. The marginal effects of inputs mostly help to increase outputs. For example, when the cultivated land area increases by 1000 m2, the harvested rice yield increases by 0.8 tons/year, the yield from annual crops, perennial crops, and fruit crops increases by approximately 0.6 tons/year.

The analysis results of Nested Three-level CES and Nested Two-level CES show that the labor has strong elasticity with machinery in rice cultivation, the labor strongly elastic with fertilizers, chemicals in annual crops, and fruit crops. Specifically, when labor decreases by 1%, the machinery needs to increase by 0.04% compared to the baseline for the average harvested rice output of 23 tons/year. This implies that rice cultivation is easy to replace labor with machinery. The cultivation of annual crops and fruit crops can easily replace labor with fertilizers and chemicals. The labor shortage in rice cultivation, annual crops, and perennial crops can be replaced by the application of technology or the use of fertilizers, biological pesticides to help optimize yields while contributing to environmental protection.

Combining labor-machinery into a pair of inputs, which indicates a strong substitution with the fertilizer chemical input in rice cultivation, that is, the fertilizer chemical significantly reduces the amount of labor and machinery used in rice cultivation. At a significant reduction in fertilizer and chemical production of 50%, the labor-machine input pair increased only 21.5% from baseline to maintain constant average rice yields. In particular, each labor input and machinery and equipment need to increase the same rate of 4.5% for the labor input pair - machinery to reach an increase of 21.5%, helping the harvested rice output reach 23 tons/year. However, the weak elastic substitute between the pair of labor - machinery - fertilizer and the land area. This implies that the land area is very important and not easily replaceable with other inputs in rice cultivation.

The pair of labor – fertilizers showed high substitutability to the land area in annual crop cultivation but showed low replacement in fruit and perennial crop cultivation. The result implies that, in contrast to rice, fruit, and perennial crops, when arable land is scarce, the pair of labor and fertilizers, pesticides may substantial substitution to obtain target output in annual crop cultivation.

Key words: Constant elasticity substitution, Cobb-Douglas production function, agricultural production, Mekong River Delta

Tóm tắt: Nghiên cứu phân tích khả năng thay thế giữa các yếu tố đầu vào trong sản xuất nông nghiệp Đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam. Nghiên cứu sử dụng hàm sản xuất Cobb-Douglas, hàm sản xuất Constant Elasticity of Substitution (CES) thông qua phương pháp lưới tìm kiếm (grid search) thực hiện hồi quy bình phương nhỏ nhất phi tuyến tính cho bốn nhóm cây trồng chính, gồm lúa, cây hàng năm, cây ăn quả, và cây lâu năm.

Nghiên cứu tìm thấy rằng hệ số co giãn thay thế trong canh tác lúa nằm trong phạm vi từ 1.00 đến 2.98, trong canh tác cây hàng năm là từ 1.04 đến 2.20, trong canh tác cây lâu năm là từ 1.00 đến 1.99, và trong canh tác cây ăn quả là từ 1.45 đến 2.08. Tác động biên của các đầu vào hầu hết giúp tăng sản lượng đầu ra. Chẳng hạn khi diện tích đất trồng tăng 1000 m2, sản lượng lúa thu hoạch tăng 0.8 tấn/năm, sản lượng thu từ cây hàng năm, cây lâu năm, và cây ăn quả tăng xấp xỉ 0.6 tấn/năm.

Kết quả phân tích hàm Three-level Nested CES và Two-level Nested CES cho thấy rằng, khả năng thay thế co giãn mạnh giữa lao động với máy móc thiết bị trong canh tác lúa, khả năng thay thế co giãn mạnh giữa lao động với phân bón, hóa chất trong canh tác cây hàng năm và cây ăn quả. Cụ thể, khi đầu vào lao động giảm 1%, đầu vào máy móc thiết bị cần tăng thêm 0.04% so với ban đầu để sản lượng lúa thu hoạch trung bình đạt 23 tấn/năm. Điều này hàm ý rằng trồng lúa dễ có khả năng thay thế lao động với máy móc thiết bị, trồng cây hàng năm, cây ăn quả dễ có khả năng thay thế lao động với phân bón, hóa chất. Nguồn lao động thiếu hụt trong canh tác lúa, cây hàng năm và cây lâu năm có thể được thay thế bởi ứng dụng công nghệ hoặc sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật sinh học giúp sản lượng tối ưu đồng thời góp phần bảo vệ môi trường.

Khi kết hợp lao động – máy móc thành một cặp đầu vào, cho thấy khả năng thay thế co giãn mạnh với đầu vào hóa chất phân bón trong canh tác lúa, nghĩa là hóa chất phân bón giúp giảm đáng kể nguồn lao động và máy móc sử dụng trong trồng lúa. Ở một mức giảm đáng kể của phân bón, hóa chất là 50%, cặp đầu vào lao động – máy móc chỉ tăng 21.5% so với ban đầu để duy trì mức sản lượng lúa thu hoạch trung bình không đổi. Trong đó, mỗi đầu vào lao động và máy móc thiết bị cần tăng cùng một tỷ lệ là 4.5% để cặp đầu vào lao động – máy móc đạt mức tăng 21.5%, giúp sản lượng lúa thu hoạch đạt 23 tấn/năm. Tuy nhiên, khả năng thay thế co giãn yếu giữa cặp đầu vào lao động – máy móc – phân bón, hóa chất với đầu vào diện tích đất cho thấy rằng trong canh tác lúa, hàm ý rằng đất trồng là rất quan trọng và không dễ có khả năng thay thế với các đầu vào khác.

Cặp đầu vào lao động – hóa chất phân bón cho thấy khả năng thay thế cao với diện tích đất canh tác cây hàng năm, nhưng cho thấy khả năng thay thế thấp trong canh tác cây ăn quả và cây lâu năm. Kết quả hàm ý rằng trái với canh tác lúa, cây ăn quả và cây lâu năm, trong canh tác cây hàng năm, khi diện tích đất trồng khan hiếm, cặp đầu vào lao động và phân bón, thuốc bảo vệ thực vật có thể thay thế đáng kể để đạt sản lượng đầu ra mục tiêu.