随着农业劳动力成本持续上涨,农户采用农业机械替代劳动投入已成为理性选择,中国农业生产进入转型升级新时期。2004年中国政府颁布了《中华人民共和国农业机械化促进法》,探索建立并完善农业机械购置补贴政策体系。此后,农业机械化进入快速发展阶段,但仍存在结构不合理、发展不均衡和农户整体采用比例偏低等问题。农业机械化在实践上是农业现代化的重要内容和实现手段,在理论上则是观察农业生产变动趋势的最佳研究对象。农业机械化的快速发展深刻影响着生产要素投入和农业产出,如何正确总结1978年以来农业机械化发展的成功经验与教训,对新时期中国农业发展转型至关重要。本文基于诱致性技术进步理论和Barnum-Squire农户理论模型框架,采用规范的统计学方法和计量经济学模型,对农户农业机械使用行为及其生产效应进行系统研究。主要研究内容包括中国农业机械化发展的阶段性特征分析,农户农业机械的使用行为分析以及农业机械使用对农业投入产出的影响分析。具体而言:第一,基于国家统计数据,厘清1978-2017年间中国农业机械化进程的历史变迁和相关基本事实,包括系统分析农业机械化发展的阶段特征,分析农业机械化和农业投入及产出的变动趋势;第二,研究中国农业机械化发展的微观基础。从农户需求角度出发,基于中国劳动力动态调查2016年大样本数据库,利用多元Logit模型探究影响农户对无机械化生产、半机械化生产和全机械化生产三种类型选择的驱动因素,分析农户使用农机来源,考察农户农机选择的差异化来源及其背后的驱动因素;第三,探讨农业机械化对农业劳动力投入的影响。基于中国大陆省级面板数据,采用递归混合过程模型,在控制互为因果内生性的基础上,实证分析农业机械投入对农业劳动力投入的替代效应;第四,考察农业机械使用对农药的节约效应。基于微观农户调查数据,采用二元内生转换模型,控制由可观测和不可观测两种因素带来的选择性偏误,准确评估农业机械使用对农药投入量的节约效应;第五,从粮食安全角度出发,探究农户农业机械使用对粮食产出的影响。基于农户微观调查数据,采用两阶段控制方程分析框架克服内生性问题,利用无条件分位数回归模型,考察农户农业机械使用对玉米产量的异质性效应;第六,全面考察农业机械使用对农业产出的综合影响。基于农户种植业生产数据,采用一个全新的农业机械化类型指标体系反映农业生产全过程中的农业机械使用情况,以土地生产率反映种植业综合产出,通过多元内生转换模型控制农户农业机械使用的自选择效应,考察不同类型农业机械化对种植业土地生产率的影响。论文研究发现,第一,我国农业机械化进入到了结构调整、质量导向的发展新时期;第二,购买农机服务和自购农机是农户使用农机的两大主要来源。农户农业机械使用行为及其对农机来源的选择行为受到了耕地规模和土地确权因素的显著影响。第三,农业机械使用可以显著降低农业劳动力投入和农药投入。第四,农业机械使用对玉米产量具有异质性影响,其中低产农户通过使用农业机械获益更多,扩大耕地规模有利于提高农业机械使用的产出效应。第五,农业机械使用可以显著提高土地生产率,且机械化程度越高,土地生产率越高。与现有文献相比,本文具有以下特点:第一,基于速水佑次郎—拉坦诱致性技术进步理论和Barnum-Squire农户模型,本文从理论上分析了农户农业机械使用及其对农业生产影响的作用机理。第二,在研究视角上,将农业机械化发展置于时空变动的视角下,全方位观察农业机械化发展进程。从微观农户视角出发,分别考察了农业机械在施药环节、耕地环节和农户种植业生产全过程的使用情况及其影响。第三,在对农业机械使用的生产效应评估模型的选择上,采用较为前沿的递归混合过程模型、两阶段控制方程和内生转换模型,控制了由可观测和不可观测因素造成的农户农业机械使用的自选择偏误问题,估计结果更加稳健和可靠。本文研究结论具有以下四点政策含义:第一,推动农业机械化供给侧改革需要优化农机结构、融合农机农艺一体化;第二,大力推动农业机械作业服务发展,降低小农户用机门槛,促进我国农户生产技术升级;第三,加强农业生产基础设施建设,推动土地流转和适度规模经营,改善农业机械作业环境;第四,健全农业技术推广体系和社会化服务体系,加大农机补贴力度,促进农户机械化生产。