Smart Agriculture ›› 2026, Vol. 8 ›› Issue (3): 85-98.doi: 10.12133/j.smartag.SA202604007
• Special Issue--Digital Technologies Reshaping Agriculture and Agricultural Economics • Previous Articles Next Articles
HUI Liwei1, CAI Hailong1(
), YI Hongmei2
Received:2026-04-03
Online:2026-05-30
Foundation items:National Natural Science Foundation of China(72373142;72361147522)
About author:HUI Liwei, E-mail: huilw2024@163.com
corresponding author:
CLC Number:
HUI Liwei, CAI Hailong, YI Hongmei. How Is Smart Agricultural Machinery Adopted by Farmers? Micro-Evidence from Beidou Navigation Tractors[J]. Smart Agriculture, 2026, 8(3): 85-98.
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URL: https://www.smartag.net.cn/EN/10.12133/j.smartag.SA202604007
Table 1
Variable definitions and descriptive statistics for the analysis of factors influencing BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers
| 变量 | 变量定义及说明 | 均值 | 标准差 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 响应变量 | 是否应用北斗导航拖拉机 | 1是,0否 | 0.163 | 0.369 | |
| 特征变量 | 户主特征 | 性别 | 1男,0女 | 0.915 | 0.278 |
| 年龄 | 岁 | 50.233 | 15.045 | ||
| 文化程度 | 1文盲,2小学,3初中;4高中,5大专,6本科及以上 | 2.961 | 1.049 | ||
| 农业培训参与次数 | 次/年 | 0.960 | 1.722 | ||
| 家庭特征 | 家庭总收入 | 万元 | 22.705 | 74.744 | |
| 家庭劳动力外出务工比例 | (外出务工劳动力数量/家庭劳动力总数)/% | 0.272 | 0.292 | ||
| 是否加入合作社 | 1是,0否 | 0.260 | 0.439 | ||
| 是否村干部户 | 1是,0否 | 0.195 | 0.396 | ||
| 经营特征 | 农地经营规模 | hm2 | 5.780 | 26.27 | |
| 耕地块数 | 块 | 9.748 | 29.033 | ||
| 是否密植 | 1是,0否 | 0.239 | 0.427 | ||
| 是否成立家庭农场 | 1是,0否 | 0.126 | 0.332 | ||
| 社会化服务参与程度 | 购买社会化服务支出/元 | 122.741 | 79.822 | ||
| 是否使用植保无人机 | 1是,0否 | 0.221 | 0.415 | ||
| 是否购买农业保险 | 1是,0否 | 0.656 | 0.475 | ||
| 灾害损失程度 | % | 15.628 | 22.721 | ||
| 区域特征 | 县域经济发展水平 | (GDP/户籍人口)/(元/人) | 64 869.640 | 38 112.810 | |
| 县域产业结构 | (第一产业增加值/GDP)/% | 14.875 | 9.133 | ||
| 县域财政自给率 | (一般公共预算收入/一般公共预算支出)/% | 0.415 | 0.222 | ||
| 县域智能农机市场供给能力 | 本县涉及智能农机或其装备销售的企业数量/个 | 82.301 | 54.726 | ||
| 县域农机服务组织密度 | 本县经营范围包含农机业务的合作社数量/个 | 466.575 | 468.507 | ||
| 智能农机政策支持力度 | 依据近三年县级政府官网公开的智能农机推广相关政策文件赋分求得 | 29.149 | 6.529 | ||
| 北斗导航设备购置补贴金额 | 元/套 | 3 879.630 | 2 225.761 | ||
| 环境特征 | 年均气温 | ℃ | 12.125 | 4.138 | |
| 年降水量 | ml | 655.359 | 201.437 | ||
Table 2
Probit regression results for the analysis of factors influencing BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers
| 变量名称 | 系数 | 标准误 | 变量名称 | 系数 | 标准误 |
|---|---|---|---|---|---|
| 性别 | 0.266 | 0.237 | 是否使用植保无人机 | 0.619*** | 0.137 |
| 年龄 | -0.005 | 0.006 | 是否购买农业保险 | 0.024 | 0.126 |
| 文化程度 | 0.066 | 0.058 | 灾害损失程度 | -0.000 | 0.002 |
| 农业培训参与次数 | 0.056* | 0.029 | 县域经济发展水平 | 0.465 | 0.419 |
| 家庭总收入 | 0.120* | 0.063 | 县域产业结构 | 0.005 | 0.015 |
| 家庭劳动力外出务工比例 | -0.105 | 0.198 | 县域财政自给率 | -0.916 | 1.100 |
| 是否加入合作社 | 0.194 | 0.126 | 县域智能农机市场供给能力 | 0.042 | 0.169 |
| 是否村干部户 | 0.122 | 0.127 | 县域农机服务组织密度 | 0.089 | 0.192 |
| 农地经营规模 | 0.045 | 0.068 | 智能农机政策支持力度 | 1.506*** | 0.478 |
| 耕地块数 | -0.004** | 0.002 | 北斗导航设备购置补贴金额 | -0.566 | 4.116 |
| 是否密植 | 0.316** | 0.129 | 年均气温 | -0.158 | 0.102 |
| 是否成立家庭农场 | 0.129 | 0.141 | 年降水量 | -1.426* | 0.777 |
| 社会化服务参与程度 | 0.082 | 0.057 |
Table 3
Performance evaluation of different machine learning models for predicting the adoption of BeiDou navigation tractors among maize farmers
| 模型 | 准确率 | 精确率 | 召回率 | F 1 |
|---|---|---|---|---|
| 支持向量机 | 57.2 | 57.3 | 64.7 | 64.5 |
| 决策树 | 90.4 | 90.4 | 90.9 | 90.7 |
| 随机森林 | 92.8 | 93.4 | 91.3 | 92.3 |
| 梯度提升决策树 | 92.1 | 93.3 | 91.3 | 92.3 |
| 分类提升树 | 92.8 | 93.7 | 92.2 | 92.9 |
| 轻量梯度提升 | 93.1 | 94.2 | 92.2 | 93.2 |
| 极端梯度提升 | 93.4 | 94.3 | 92.8 | 93.5 |
Table 4
Ranking of feature variable importance based on the SHAP value method
| 排名 | 特征变量 | |SHAP|均值 | 贡献度/% |
|---|---|---|---|
| 1 | 智能农机政策支持力度 | 0.627 | 12.718 |
| 2 | 家庭总收入 | 0.562 | 11.404 |
| 3 | 农地经营规模 | 0.458 | 9.284 |
| 4 | 年龄 | 0.363 | 7.355 |
| 5 | 农业培训参与次数 | 0.352 | 7.142 |
| 6 | 是否使用植保无人机 | 0.327 | 6.630 |
| 7 | 县域农机服务组织密度 | 0.266 | 5.391 |
| 8 | 耕地块数 | 0.234 | 4.736 |
| 9 | 灾害损失程度 | 0.192 | 3.891 |
| 10 | 社会化服务参与程度 | 0.177 | 3.582 |
Table 5
Predictive results of other machine learning models for BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers
| 排名 | 分类梯度提升 | 轻量梯度提升 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 特征变量 | 贡献度/% | 影响方向 | 特征变量 | 贡献度/% | 影响方向 | |
| 1 | 智能农机政策支持力度 | 9.887 | 正向 | 家庭总收入 | 12.228 | 正向 |
| 2 | 农地经营规模 | 9.150 | 正向 | 智能农机政策支持力度 | 11.437 | 正向 |
| 3 | 家庭总收入 | 8.508 | 正向 | 农地经营规模 | 8.877 | 正向 |
| 4 | 是否使用植保无人机 | 8.338 | 正向 | 年龄 | 8.516 | 负向 |
| 5 | 年龄 | 7.287 | 负向 | 县域农机服务组织密度 | 6.510 | 正向 |
| 6 | 县域农机服务组织密度 | 5.650 | 正向 | 是否使用植保无人机 | 5.875 | 正向 |
| 7 | 社会化服务参与程度 | 4.894 | 正向 | 农业培训参与次数 | 5.694 | 正向 |
| 8 | 农业培训参与次数 | 4.889 | 正向 | 社会化服务参与程度 | 5.018 | 正向 |
| 9 | 县域智能农机市场供给能力 | 3.863 | 正向 | 耕地块数 | 4.998 | 负向 |
| 10 | 灾害损失程度 | 3.449 | 负向 | 灾害损失程度 | 3.506 | 负向 |
Table 6
Prediction results under different training set splitting strategies for BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers
| 排名 | 特征变量 | 贡献度/% | 影响方向 |
|---|---|---|---|
| 1 | 智能农机政策支持力度 | 11.811 | 正向 |
| 2 | 家庭总收入 | 11.047 | 正向 |
| 3 | 是否使用植保无人机 | 8.199 | 正向 |
| 4 | 农地经营规模 | 7.659 | 正向 |
| 5 | 年龄 | 6.936 | 负向 |
| 6 | 县域农机服务组织密度 | 6.533 | 正向 |
| 7 | 农业培训参与次数 | 5.921 | 正向 |
| 8 | 灾害损失程度 | 4.518 | 负向 |
| 9 | 社会化服务参与程度 | 4.271 | 正向 |
| 10 | 耕地块数 | 3.981 | 负向 |
Table 7
Predictive performance of the XGBoost model for BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers across different subsamples
| 分样本 | 准确率 | 精确率 | 召回率 | F 1 |
|---|---|---|---|---|
| 小农户 | 96.2 | 95.7 | 96.7 | 96.2 |
| 规模户 | 89.3 | 91.9 | 87.0 | 89.4 |
| 低年龄 | 93.1 | 95.0 | 91.6 | 93.3 |
| 高年龄 | 92.1 | 90.4 | 95.0 | 92.6 |
| 地形条件优 | 95.0 | 93.9 | 93.7 | 98.8 |
| 地形条件劣 | 89.4 | 92.2 | 87.6 | 89.8 |
Table 8
Analysis results of influencing factors on BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers across different farmland operation scales
| 排名 | 小农户 | 规模户 | ||
|---|---|---|---|---|
| 特征变量 | |SHAP|均值 | 特征变量 | |SHAP|均值 | |
| 1 | 是否使用植保无人机 | 1.357 | 智能农机政策支持力度 | 0.834 |
| 2 | 县域农机服务组织密度 | 0.791 | 家庭总收入 | 0.413 |
| 3 | 年龄 | 0.454 | 是否密植 | 0.402 |
| 4 | 家庭总收入 | 0.447 | 年龄 | 0.401 |
| 5 | 社会化服务参与程度 | 0.430 | 耕地块数 | 0.340 |
Table 9
Analysis results of influencing factors on BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers across different age groups
| 排名 | 低年龄 | 高年龄 | ||
|---|---|---|---|---|
| 特征变量 | |SHAP|均值 | 特征变量 | |SHAP|均值 | |
| 1 | 家庭总收入 | 0.714 | 县域农机服务组织密度 | 1.024 |
| 2 | 是否使用植保无人机 | 0.682 | 家庭总收入 | 0.534 |
| 3 | 智能农机政策支持力度 | 0.655 | 农地经营规模 | 0.515 |
| 4 | 农地经营规模 | 0.413 | 智能农机政策支持力度 | 0.487 |
| 5 | 社会化服务参与程度 | 0.323 | 是否加入合作社 | 0.329 |
Table 10
Analysis results of influencing factors on BeiDou navigation tractor adoption among maize farmers across different topographical conditions
| 排名 | 地形条件劣 | 地形条件优 | ||
|---|---|---|---|---|
| 特征变量 | |SHAP|均值 | 特征变量 | |SHAP|均值 | |
| 1 | 农地经营规模 | 0.729 | 县域农机服务组织密度 | 0.791 |
| 2 | 年龄 | 0.559 | 家庭总收入 | 0.496 |
| 3 | 是否使用植保无人机 | 0.556 | 农业培训参与次数 | 0.383 |
| 4 | 智能农机政策支持力度 | 0.445 | 年龄 | 0.379 |
| 5 | 家庭总收入 | 0.417 | 社会化服务参与程度 | 0.351 |
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