基于区块链的农业投入品智能管控平台设计

秦明旭，鞠 轶，王 冰

（辽宁省重要技术创新与研发基地建设工程中心，沈阳 110168）

0 引言

农业在我国国民经济中占据着重要的地位。2020年5月23日，习近平总书记在看望参加全国政协十三届三次会议的经济界委员并参加联组会讨论时指出：“农业基础地位任何时候都不能忽视和削弱。”农业投入品作为农业生产活动的最初始环节，是农业健康蓬勃发展的基础，对农业投入品的有效监管是对整个农业生产活动最基本的保障，更是对国家粮食安全的有效保证。同时，农业投入品也是食品安全的基础和源头。我国政府相关部门一向高度重视对农业投入品的管控，但由于技术限制，传统农业投入品的管理控制难度比较大。事实上，农业投入品产业链中有安全、监管、溯源等方面的需求，而区块链技术具有公开、不可篡改、可溯源等特性，因此区块链技术在农业投入品管控方面的应用可以为农业投入品监管溯源提供解决方案。

1 农业投入品管控中存在的问题

1.1 信息披露不够公开透明，安全保障性低

农业投入品既是产品也是生产资料，其生产、流转乃至使用都会影响到农产品的质量安全。在农业投入品的生产经营乃至使用过程中，每个环节都至关重要，都有可能产生问题，最终导致不安全的农产品流入市场。例如，农药是农产品生产中较为关键的因素，在保护国家粮食安全、防范农业灾害等方面起到了至关重要的作用，但人们对其使用必须按照标准规范进行。现实中，农药使用不规范的情况有很多，如种植者未按照规范剂量使用导致农药用量超标，或种植者在施药后未超出安全间隔期便提前采摘上市等。但是，关键在于这类信息并没有得到完整、公开、透明披露进而被消费者了解，是在问题发生后通过报道才被大众所知晓，长此以往，消费者只了解到相关负面信息，难免对农产品质量安全产生信任危机，因此广大种植者的利益也得不到保障。

1.2 责任追溯难度大

农业既是产业也是商业，因而一些商家在利益角逐中，可能会为了利益而牺牲消费者权益。另外，农业投入品行业内部系统庞大，细枝末节多，而每个环节又缺少有效的追溯机制，加上记录系统的不完善，使责任追溯缺乏准确依据且难以界定，给行业的有序、稳定发展带来了隐患。近些年来，这类负面新闻频出，完善农业投入品责任追溯系统意义重大。

1.3 信息可信度低

虽然根据相关规定，农业投入品相关企业要对购销经营建立台账，但鉴于农业投入品涵盖内容繁杂，且各类投入品的规格不一，所以部分不规范的企业会出现购销台账账目不清［1］、多种商品使用一个名称记录或一种投入品使用不同名称等不规范记录的情况。传统信息系统存在漏洞，以及有缺漏记录、记录不规范、人为篡改等情况，导致传统的农业投入品信息存在可信度低的问题。

1.4 追溯周期连贯性低

由于信息记录不规范、标识不全等问题，农业投入品的整个生命周期会存在不连贯的问题［2］。其生命周期的产、售、使用等过程记录数据不标准、不对应，就会降低信息关联度，导致周期溯回信息链断裂。因此，当农业投入品出现质量问题时，想要顺利溯源、召回都会非常困难。

2 使用区块链技术智能管控农业投入品的优势

区块链技术具有去中心化、不可篡改、公开透明、利于共享等特性。这些技术特性能够将与农业投入品相关的农民、农场、加工企业、销售商家及仓储运输企业等信息都收录到链上，然后以每一个信息节点为链条，形成共享性的信息系统。这就使农业投入品生命周期各个环节都能实现信息可查、溯源可靠、责任可界定。对于农业投入品加工经营者而言，产品从生产到流转各个环节信息透明，便于纠错、追责；对于农业种植者而言，农业投入品的供销安全高效，一方面为他们的生产经营提供了保证，另一方面信息的公开透明也间接督促他们重视环境友好型种植方式，规范种植流程；对于消费者而言，食品安全和知情权益得到了有效保障。

3 基于区块链的农业投入品智能管控平台设计

3.1 种植链智能追溯评级系统设计

国际上现行的评级机构多为专业的第三方机构，如标准普尔公司、福布斯、天眼网贷等。这些机构有的是做企业信用评级的，有的是做财权、金融评级的，虽然与农业种植无关，但能够提供评级标准经验［3］。另外，随着人们对农业技术的认知和应用的深入，农业种植已经越来越依赖人为干预，现代农业中所掺杂的产品因素越来越繁杂，环境也出现不同程度的变化，这些都需要有可追溯信息的平台来统一管控。另外，信息化技术已在农业中有所渗透，其技术应用达到一定高度后，可以为农产品的产供销提供科学分析，进而辅助开展相关评级。例如，中南建设就携手北大荒，在全球构建了首个“区块链大农场”平台，并合资打造了“善粮味道”品牌，将为全球区块链式农场提供先进案例。该农业品牌的管理模式以平台、基地、农户三方联动的方式展开，管理实现了标准化，能够形成从农产品种植地到消费者餐桌的全闭环管理，进而形成高效自治的农业组织，并开发出销售更高经济价值农产品的电商平台。在“善粮味道”平台管控下，农业产品的种植从土地承包起就会有农场方面在区块链上的标准化认证，信息会覆盖购种、播种、施肥（或农药）、收获及加工等一系列过程，构成管理体系。为了保障数据的精准，其管理过程中有手持物联网（Internet of Things，IOT）设备、农监宝等监控和管理设备作为辅助，使得区块链平台上的每一件商品都有精确标记、认证（有地理戳、时间戳、品质戳等）。由此可见，设计一款种植链智能追溯评级系统是可行的。

3.2 农业商品的溯源查询系统设计

商品溯源查询的概念早已存在，消费者对于通过商家贴的防伪认证码进行溯源查询并不陌生，但现行的这类查询中存在溯源数据不可靠的问题，甚至不能称之为真正意义上的溯源。这主要是因为相关溯源信息都由商家来编辑、撰写，主观性过强，是中心化的，从利益相关的角度出发，内容虚假、被夸大、被篡改的可能性极大，导致可信度低。去中心化的商品信息溯源查询系统可以有效避免这类情况，通过去中心化的操作模式来实现对农产品数据的汇集和整合，最终将商品从种植到销售的整个过程的数据全面地展示给消费者。例如，华为智慧农场就是运用区块链技术开发的一款保障食品安全的平台系统，可实现对农产品的溯源查询。在华为智慧农场支持下，袁隆平团队已成功研发、试种了海水稻，将为农产品溯源查询提供经验。另外，华为还推出了农业沃土云平台，其中的技术支撑部分就包括区块链技术。在该平台管控下，农业生产从种子环节、种植环节、投入品使用环节，再到加工、销售、食用等环节，都被点对点地收录到溯源体系中，可供人们快捷查询。此外，溯源查询数据的精准性也让平台系统可以对照数据核实消费者画像，进而有理有据地调整市场策略，实现消费者与商家的共赢。

3.3 农业生产环境监管平台设计

我国农业生产过程中缺少科学、有效的管控［4］，农民使用农业投入品不科学对农业生产环境造成了破坏，严重影响了农业产业的可持续发展。可以说，生产环境是相关产业发展的基础，如果对环境情况监管不到位，也就无法保障农户、农商、企业等各方的利益。因此，市场上亟待有一款农业生产环境监管平台，而区块链技术将为该类型平台提供技术支撑。区块链监管平台能够整合智能监控设备优势，使农业生产环境中的水、空气、土壤等元素数据在传感器的采集下汇总为自然环境大数据，进而进一步分析并将之转化为科学种植策略，能为农户、相关农业部门、环保部门的行动提供指导［5］。环境大数据也将成为上述所提及的农产品评级系统的数据基础，为产业链上的所有人提供农产品自然属性数据信息。例如，Filament公司的智能农场就是一个有发达传感器作为基础设备的典型农场。该农场能够利用网络和传感器的连接，有效控制城市户外照明，并全程监测农场土壤状况，使企业可以稳定安全地采集、整理、分析数据，进而科学管理农场。区块链技术与该智能化农场的结合为农场管理提供不可篡改的有效数据，包括气象数据、短信提示、定位数据等。这些都是对自然环境进行监测的可靠数据，能够科学指导农场运作。

4 结语

在农业领域，区块链技术的应用目前处于探索阶段，其在现实生活中的推广和应用虽然有局限，但也有巨大的潜力。区块链技术应用于农业投入品产业链，既符合区块链技术产业化的趋势，也符合我国数字农业农村建设的发展要求，有利于促进数字乡村战略的落实，同时对农业投入品产业链上的各个参与者均有积极影响。