区块链技术在数字农业领域的应用与探索

陈佳渲 陈宝国 彭雅琴

（福州外语外贸学院 福建 福州 350001）

农业作为我国的第一产业及国民经济的基础性产业，农业的发展情况关系着我国的国家安全。基于我国经济正处在由高速度向高质量转变的阶段，农业的发展也需要向高质量不断迈进。实现高质量农业，不仅需要生产出高标准的农产品，形成高收益的农业产业，也需要农业逐步实现科技现代化，提高国际竞争力。区域链技术是目前出现的一种集成创新技术，将其应用于数字农业领域，能够有效解决农业生产要素分散、产品供求失衡、信息不对称、农业与企业之间联系困难等问题，并成为推动农业高质量发展的内驱动力，为农业发展注入无限生机。

一、区块链技术及数字农业的概念

区块链技术是在科技迅速发展的形势下，出现的一种颠覆性核心技术，通过密码学进行计算各分节点，给予互联网为载体形成的共享数据库。区块链技术的运用能够保障数据价值的安全转移，使相关数据具有不可篡改性、一致性以及可追溯性等特征，依靠技术提升供应链的安全可靠性。区块链技术本身具有多中心性、开放性、自治性、信息不可篡改性及匿名性等特征。多中心性其含义为区块链由各分节点共同维护，没有专门的中心和管理系统用于管理整个数据系统；开放性是指数据系统中除私密信息外，其他信息都可以对外公开，经查询能够了解到相关数据信息；自治性是指区块链能够按照协议和规定在信任的环境中自主进行数据信息的交换，不受到人为的干预；信息的不可篡改性是指信息数据一旦添加至区块链将会被永久存储，单个节点无法修改数据库，只有当一半以上的节点同时控制数据系统时，才能使信息发生改变；匿名性是由于各分节点按照固定的算法，进行数据交互时无需公开身份，双方都能获得信任，有利于信用的积累。

数字农业简言之就是将数字技术运用于农业领域，从而实现农业数字化的要求，顺应新时代农业发展的必然趋势，为我国农业注入生机与活力，实现长足发展，为国民经济做出更大的贡献。数字农业中数据是关键要素，并且将信息知识和智能装备作为其核心。数字农业领域能够为区块链技术的应用提供适宜的环境，主要体现在农产品安全质量追溯、农业金融、农业保险、农产品供应链管理等方面，通过各种数字技术的结合使用，打造出清晰流畅的农产品流通链，解决农业发展过程中存在的问题，助推数字农业向良好趋势发展。

二、区块链技术应用于数字农业领域的现实意义

其一，有助于转变农业结构，推动供给侧结构性改革。传统农业生产经营模式具有粗放性和低效性的特征，竞争力日益不足且出现结构性失衡，已无法跟上社会发展的脚步。区域链技术能够运用于农产品生产、销售、物流等各个方面，基于其自身优势及特征，能够有效降低产品流通环节的成本，升级改造农业全产业链，实现整合资源、科学管理，进而影响农业整体经营管理效率的提高。

其二，有助于满足人们日益增长的物质需求。农产品的供给始终以人们对产品的需求为导向，随着我国国民经济发展水平的提高，消费结构由单一化转向多元化方向发展，人们对农产品要求不再仅仅满足于刚性需求，对具有高附加值的绿色产品需求量日益增加。区块链技术的使用，能够有效提高产业链的透明度及反应能力，增强消费者对农产品的认知，加强供应方与需求方之间的联系，满足不同消费者的个性化需求，从而实现农产品的快速营销。

其三，有助于促进数字化农业的转型升级，提升农业数据资源的价值。在信息化时代的背景之下，区块链与数字农业的深度融合，使得农业数据资源在流转、分配等方面的效率大大提高，构建起更加完善高效的农业综合服务框架系统。因此区块链技术对提升农业数据资源的价值能够发挥积极影响，推动农业产业转型升级，并成为农业快速发展的新动能。

三、区域链技术应用于数字农业领域所面临的困境

目前，虽然区块链技术自农业领域已开始应用，但尚未被广泛普及，其原因在于两者之间的融合面临一些障碍。

首先，数字农业的基础设施建设不足以及物联网等技术的研发落后，使得农业数字化的程度较低，无法为区块链技术的深层应用提供适宜的“土壤”。我国农业经营主体大多为小农户，这部分人由于知识水平较低，且对新事物的接受能力不足，无法快速学习新型数字技术，使得该技术与农业的融合受阻。“区块链+数字农业”的模式需要与物联网、人工智能等技术相结合，但由于我国创新创造的能力较低，对这类核心技术的研发相对滞后，也是阻碍农业数字化发展的原因之一。

其次，区块链技术的研发尚未成熟，难以得到大量应用。区块链是由各个节点组成，每个节点都具有记账的功能，即每一次交易和支付都会同步到区块链网络中的节点之中，不仅会花费大量的时间成本，而且会造成数据的冗积，占据大量的存储空间，因此对数据存储大小的需求量随着时间的推移而日益增加，需要不断优化区块链系统。目前区块链技术尚未满足多样化业务的需求，无法形成“跨链”以适应不同场景的需求。

再次，区块链技术应用于数字农业时缺少专业的复合型人才，在国家号召及政策支持之下许多大学生毕业后选择返乡创业，但农业经营主体仍然是年纪偏大、知识水平较低的农户，这部分群体对互联网应用能力较低，对区块链这类新兴技术更是了解甚少。因此当前既能应用区域链技术，又能投身于农业事业的人才稀缺，也是阻碍区块链与数字农业融合的一大因素。

四、区块链技术在数字农业领域的应用前景

（一）农产品安全质量追溯

随着社会的发展，人们的物质生活条件得到极大的改善，越来越多的食品种类出现在人们的饭桌上，由此引得人们越发关注食品质量安全问题。近年来，“毒大米事件”、蔬菜瓜果农药残留等问题，让人们对农产品的质量产生怀疑。区块链技术应用于数字农业领域形成有效的追溯体系，能够确保农产品全过程的透明度，农产品在某一流通环节出现的安全问题，能够直接追踪到相关负责主体，是提高产品质量的有效措施。应用区块链技术对农产品安全质量的追溯是分地区分行业进行溯源，采取各自的中心化追溯系统，而由于农产品从生产到销售的距离较长，消费者对生产时产品所用的农药、化肥数量及程度缺乏了解，使得消费者对产品的认可度下降。运用区块链技术将其与农产品的质量安全挂钩，能够建立起统一的规则体系，使农产品处在经营管理过程的任何一个环节，都能追踪其安全信息，保证产品追溯信息的不可篡改性及透明度，使消费者对农产品的品质及安全感到放心，对品牌产生信赖感，推动现代农业实现长远化发展。

（二）农业供应链系统

农产品的供应链是指产品从加工到最终销售，所经历的一系列过程，其中包括产前、产中和产后三大部分。随着现代农业的发展，一部分大型农业的供应链能够达到上百个流程，由于农产品供应链长而复杂，在各个过程中产生的各类信息无法做到集中保存，各参与主体之间通常为单纯的买卖关系，未建立起彼此之间的信任，使得信息难以实现共享。产品的生产者与分销商在生产和采购产品时，通常以个人主观意志为主，而非根据市场需求情况进行合理生产与采购，最终导致市场中农产品供需失衡，不利于各方参与主体获得最佳利益。同时，由于各参与主体间的信息不对称，使得农产品供应链运转效率低下，并耗费大量的管理资金。将区块链技术应用于供应链系统之中，能够通过分布式记账的形式将产品生产全过程记录下来。其中包括生产日期、价格、质量等内容，避免农产品在生产加工这一环节的延误，还能有效加强农户、分销商、零售商等产业主体之间的联系，避免信息不对称问题的发生，促进农产品供需的透明度和精准度，实现供销平衡，大大提高供应链的运行效率，降低管理成本。

（三）农业保险

目前，我国涉及农业的保险种类较少且涵盖范围有限，并且会出现骗保等不良现象。将区块链技术应用于农业保险之中，能够在保证其安全性的情况下简化保险流程，使农业保险的赔付更加智能化和合理化。自签订保险后从投保到索赔，全程无需人工干预，实行自动化并强制执行，从而使索赔效率大大提高，并有效保证消费者的个人隐私。由于自然灾害使农户受损的情况，自保险政策生效后能够结合实际情况，并在保证相关人员经济利益的条件下，更加准确合理地作出定损和理赔，推动农业保险的创新性发展。

（四）农业物联网

区块链技术应用于农业物联网之中，能够减少建设数据中心和维护的费用，将物联网采集的数据存储到高容量的空间之中，保证数据安全性的同时，还能将设备相关信息真实的记录下来，从而大大降低农业物联网服务器的运行负荷，降低农业推广的费用。由此看来，区块链技术与物联网的结合发展，能够提升农业物联网的智能化水平，为其提供安全保障并使物联网向统一化和规模化方向发展。

（五）农业金融

目前，农业市场与农业金融服务呈现出供需失衡的现象，农业金融所提供的服务仍无法满足农户日益增长的金融需求，农户贷款难这一问题对农村金融的发展起到极大的阻碍。贷款难的原因主要是贷款前，需要搜集的各类信息数量较多且须耗费较高的成本；贷款时农户用于抵押的物品流转过程中难以做到实时监控；且贷款后对于农户难以做到持续跟踪管理，金融机构面临巨大的风险。应用区块链技术能够打破这一现状，通过构建信用抵押机制，使农户能够在广泛的农业金融市场中获得贷款进行生产经营。农户在申请贷款时需要提供充足完善的信息，并提供银行的担保，从而金融机构能够利用区块链技术对数据信息进行分析、识别和监控，提高农户贷款效率的同时保证风险控制自动化，防止农户出现恶意违约的情况，保证信息的透明度和开放性，使金融机构提供贷款的积极性有所提高。

五、区块链技术应用于数字农业领域的发展建议

（一）从农业实际需求及发展特点出发

目前，我国农业发展的现状为生产分散、小农户数量多、生产与销售分离。要想改善这一现状，必须加快区块链技术的研发和优化，分析跟踪前沿动态，使顶层设计得以完善。新阶段农业数字化的发展仍处在初期探索阶段，要想突破区块链在农业中应用的瓶颈，就要加大对农业领域的基础设施建设，满足农业领域对数字技术的需求，推动物联网、人工智能、大数据等关键核心技术与农业相融合，从而创设出高质量高、水平的数字农业生态环境，为区域链技术的应用提供适宜的“土壤”，加强两者之间的深度融合，推动实现智能生产、高效管理、便捷服务的数字农业。同时，加大公共基础设施的建设力度，支持高校或研究所建立有关区块链技术在数字农业领域的研究中心或实验室，充分调动各方资源优化区块链技术的应用，最终实现技术产业化的目标。

（二）着力培育复合型人才，发挥带头作用

区块链技术的应用门槛高，且将区块链与数字农业融合的难度较大，使得专业复合型的人才稀缺，专业人才培养不足也使得区块链技术的研发受阻。因此，不仅需要各高校积极响应乡村振兴战略和区块链人才战略，围绕区块链技术设立相关专业，积极创办技术创新实验室和人才实训基地，形成全方位、深层次的区块链技术应用人才培养体系，提高办学质量，为农业领域提供高素质、专业水平高的人才。同时，各地农业龙头产业也应发挥力量培养技术人才，依托企业本身开展区块链技术应用孵化项目，使专业型人才得以将技术更好地应用到实践活动中，发展为实用性人才。此外，也需要对农业经营管理的主体农民进行培训，通过各级政府颁布的补贴政策，引导农民自觉接受教育培训工作，提高农民群体的职业技能及综合素质，并着重加强对农民应用信息技术能力的培训，提高其信息化应用水平，推动我国农民群体由传统型农民，向现代新型职业化农民转变，加速区块链技术在数字农业领域的进一步融合。要想实现农业的整体发展，区域农业必须有带头人发挥引导作用，为此政府可以采取创新基金、低息贷款等形式培育领军主体，带头人需要洞悉该地农产品的供需情况，并能够在掌握区块链的基础上加以合理运用，发挥带头作用，带领农民实现创业致富并深化农业供给侧结构性改革。

（三）完善法律法规及扶持政策

根据区块链所特有的特点，需要从颁布法律法规和加强技术防护等方面，提高技术应用的安全可靠性。制定法律法规时应具有针对性，从应用场景、技术和数据等多方面作出明确的规范，修改调整以往落后的制度体系，形成适用于“区块链+数字农业”的标准化体系。根据有些地方的实际情况看来，小农户的合法权益未受到很好的保障。由于农户自身资金储备较少且存在贷款难的问题，无法承担起生产经营活动的成本投入以及后期设备的维护成本，造成小农户跟不上农业数字化发展的脚步。因此，政府应出台一系列扶持政策，通过补贴、风险补偿等形式，加强对新型职业农民的培育工作。同时，还可以建立健全共享激励机制，使小农户积极主动地参与到农业数字化建设之中，共同推动现代农业的发展。

结束语：

综上所述，区块链技术的升级优化及广泛应用成为目前研究的重点，要想推动该技术在数字农业领域得到更深入的应用，就要抓住目前其中存在的问题，采取有针对性的措施突破应用瓶颈。通过多方努力加强区块链技术应用于农业领域的实效性，发挥其巨大潜能，从而提升我国农业在国际市场中的竞争力。总之，虽然区块链技术在数字农业领域的应用，仍处在探索阶段，但未来发展前景十分光明。