改革开放四十余年以来,我国经济发展创造了举世瞩目的成就,在此过程中,大量农村劳动力向城市和二三产业转移。劳动力的转移解决了农村劳动力过剩的问题,为我国二三产业的发展提供了充足的劳动力支持,同时也是广大农户增加收入、摆脱贫困的主要途径。但农村劳动力的大量转移,也使得农村人力资本的匮乏,农村劳动力成本明显上升,农村劳动力呈现以老人、女性为主,普遍存在农业兼业化、副业化特征,“农业谁兴”、“粮食安全谁来保障”等问题引起了广大学者的关注。然而,中国的粮食产量出现了自2004年以来的“十二连增”,表明劳动力的转移并未导致我国的粮食生产减产。农业机械作为粮食生产中重要的要素投入,农业机械化水平的提高不光有利于转移农村剩余劳动力,也有利于缓解由于农村劳动力大量转移所带来的劳动力不足的问题。面对农业劳动力的大量转移以及劳动力成本上升对粮食生产的冲击,农业机械对农业劳动力的替代是否有效?是否促进粮食产量增加?这种“替代强度”和“增产效果”趋势如何变化的?因此本文将就农业机械对粮食的增产效应进行系统性梳理和深度探讨。首先,本文对农业机械化发展现状进行了分析,理论上分析了农业机械对粮食增产的效应。结果表明:我国农业机械总动力在逐年增长而且增长速度较为显著;农业机械产品拥有量都取得长足增长,在小麦的生产中农业机械与劳动力投入之间的替代弹性均高于1,这说明农业机械与劳动力投入之间确实存在着明显的替代关系,在玉米生产中,农业机械对劳动力的替代弹性在[1.1315—1.4707]这个区间波动,说明农业机械对劳动力的替代性较强,是显著的替代关系。但是农业机械产品结构发展还不均衡,配套结构也有待改善;在粮食生产过程中,农业机械在耕、种、收环节的作业程度不同,农业机械化作业主要集中于耕种环节,播种以及收割环节机械作业程度相对而言较低。在此基础上,采用比较分析法系统全面地梳理农业机械化对粮食生产的影响,农业机械提升了劳动生产率、土地产出率,同时,促进粮食种植结构调整。其次,采用超越对数生产函数模型,测算了玉米、小麦在2001—2018年间农业机械、劳动力、化肥、农药、种子投入的产出弹性和农业机械与其他要素之间的替代弹性。研究发现:(1)农业机械投入产出弹性一直保持正值,对粮食产出起到正向的影响效果,且整体每年都是上升的过程,对粮食的增产效果越来越明显。然而劳动力投入产出弹性一直处于0水平线以下,呈下降趋势,表明了我国农业劳动力的流失状态一直在持续。(2)农业机械与劳动力之间的替代关系较为明显,化肥、种子与农业机械之间也存在着一定的替代关系,但替代程度远低于劳动力与农业机械,小麦生产过程中农药与农业机械之间呈互补的关系,而玉米的生产过程中农药与农业机械成替代关系,其替代性在增强。最后,为了测算粮食生产的技术效率,本文采取随机前沿函数,运用随机效应面板截断回归更进一步探究农业机械化对粮食生产效率的影响。研究得出:(1)全国玉米、小麦生产的技术效率在逐年上升。(2)农业机械化明显提高了粮食生产的技术效率,促进了农村居民收入水平的改善,农业基础设施的改进和完善都有助于粮食技术效率的提升。今后农业机械技术创新与推广的重点,应考虑进一步紧密结合农机农艺,发展精细化农机技术、发展智能化、绿色化农机技术。对于农业技术推广和经济投入要有选择性、有结构性的进行,优先考虑支持重点作物、重点区域和重点技术环节,并进一步完善创新农机作业补贴制度、降低农机作业费用,从而促进农业机械化技术在重点区域和重点作业环节的使用与推广,加快现代化农业进程,更好促进粮食生产、保障国家粮食安全。