On the economic theory of crop rotations: value of the crop rotation effects and implications on acreage choice modeling - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Rapport Année : 2015

On the economic theory of crop rotations: value of the crop rotation effects and implications on acreage choice modeling

Résumé

Crop rotations are known to have two main kinds of economic effects: direct effects on potential yields and on the productivity of different inputs, and indirect effects on economically optimal input levels, especially pesticides and fertilizers. The main objective of this article is to uncover the mechanisms through which crop rotation effects affect the acreage choices of forward-looking farmers, in a dynamic programming framework. Whereas most models considering acreage choices with crop rotation effects are based on discrete choice models at the plot level, our model considers a farm level strategy. This implies that our theoretical modeling framework is closely related to the models commonly used for empirically investigating farmers’ acreage choices, either in the multicrop econometric literature or in the mathematical programming literature. We provide original results aimed at characterizing the properties of optimal acreage choices accounting for crop rotation effects and constraints in an uncertain context. Using a stochastic programming approach together with a Lagrangian approach we show that optimal dynamic acreage choices can be formally characterized as static acreage choices with contingent renting/lending markets for acreages with specific preceding crops. The crop rotation constraint Lagrange multipliers provide the renting/lending prices of acreages with specific crop histories. The results presented in the article are mainly theoretical. Our modeling framework can easily be implemented in practice since it mainly considers quadratic programming problems and their solution functions.
La prise en compte des effets des précédents culturaux jouent à deux niveaux sur les choix de production. Les précédents culturaux impactent directement les rendements potentiels des cultures (courants et futurs) et la productivité (courante et future) d’intrants variables, des pesticides et des engrais en particulier. Ceci entraîne que les précédents culturaux doivent également affecter les choix d’assolement (courants et futurs) des agriculteurs : les précédents culturaux affectent les marges (courantes et futures) des cultures assolées et les surfaces en précédents culturaux sont déterminées par les choix d’assolement passés. Le principal objectif de cet article est d’analyser les mécanismes selon lesquels les effets des précédents culturaux affectent les choix d’assolement des agriculteurs. Le choix d’assolement de la campagne en cours doit tenir compte (i) de la disponibilité des surfaces de précédents culturaux, (ii) des effets de ces précédents sur les marges de la campagne en cours et (iii) les choix d’assolement de la campagne en cours détermineront les surfaces en précédents des campagnes à venir. Alors que la plupart des analyses des effets des précédents culturaux sur les choix de culture sont fondés sur l’utilisation de modèles de choix discret « à la parcelle », l’analyse conduite ici considère des stratégies de choix d’assolement définies à l’échelle de l’exploitation agricole. Les modèles développés ici peuvent donc être analysés comme des extensions « dynamiques » des modèles de choix d’assolement « statique » considérés habituellement par les économistes de la production agricole. Notre approche combine des éléments de programmation stochastique et de programme sous contraintes. Elle permet d’obtenir des résultats originaux caractérisant les propriétés des choix d’assolements tenant compte des effets et des contraintes des précédents culturaux en avenir incertain (en horizon fini et avec un espace d’états discret/étisé). En particulier, nous montrons que les choix d’assolement dynamiques optimaux peuvent être décrits à partir de modèles usuels de choix d’assolement statique dès lors que sont introduits des marchés contingents virtuels pour la location de surfaces de précédents culturaux. Les multiplicateurs de Lagrange des contraintes liées aux surfaces de précédents culturaux du problème d’optimisation des choix d’assolement dynamiques sont alors les prix de location de ces surfaces sur les marchés contingents virtuels. Leur niveau optimal garantit l’égalité entre l’offre et la demande de précédents culturaux dans tous les scénarios possibles. Les résultats d’analyse présentés ici sont essentiellement théoriques. Ils peuvent néanmoins être aisément appliqués puisqu’ils sont développés dans un cadre d’analyse standard. Les problèmes d’optimisation dynamique des choix d’assolement avec effets des précédents culturaux sont ici présentés sous la forme de problèmes d’optimisation quadratique. Nos résultats présentent les spécificités de ces problèmes et de leurs fonctions solutions.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-01209056 , version 1 (05-06-2020)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01209056 , version 1
  • PRODINRA : 295639

Citer

Alain Carpentier, Alexandre Gohin. On the economic theory of crop rotations: value of the crop rotation effects and implications on acreage choice modeling. [University works] auto-saisine. 2015, 55 p. ⟨hal-01209056⟩
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