基于物聯網情景的果蔬農產品質量安全問題研究

史亮 張復宏 劉文軍

[摘要]傳統的果蔬供應不僅效率低而且存在著很大的食品安全隱患，無法實現果蔬的可追溯性。而農業物聯網的應用可以在供應鏈的各個環節發揮重要的作用，提供果蔬的種植信息;調整倉儲運輸的環境，保證果蔬在倉儲運輸過程中最大的保鮮;在銷售階段根據設定的數據對果蔬保鮮處理，讓消費者可以通過掃碼輕而易舉地獲取果蔬的具體信息。物聯網既提高了果蔬供應的效率、保證了果蔬的安全，又提供了果蔬的可追溯性，為消費者提供安全優質的果蔬提供了保障。

[關鍵詞]物聯網;供應鏈;果蔬;質量安全

[中圖分類號]F322[文獻標識碼]A

引言

隨著人民生活水平的不斷提高，人們不再滿足于農產品數量的要求，對農產品質量安全的關注度越來越高。但是農產品頻繁的質量安全事件不僅嚴重損害了人們的身心健康，也影響了人們對食用無公害農產品的信心。由于果蔬農產品是人們日常生活的必備食物，因此，其質量安全問題更是不容忽視。

從整個供應鏈來看，導致果蔬質量安全的因素錯綜復雜，而果蔬農產品鏈是一個整體，無論哪個環節出現問題，都可能引起果蔬的質量安全問題。然而僅靠政府部門的監管存在著諸多隱患，惟有借助現代農業物聯網技術對果蔬供應鏈實施從農田到餐桌的全程可追溯管理，才能確保果蔬農產品供應的優質安全。

1 果蔬農產品供應鏈環節的質量安全問題

1.1 果蔬農產品種植環節質量安全存在的問題

1.1.1 人畜糞肥對果蔬的污染問題。果蔬農產品的種植過程中，人畜的糞肥通常被作為一種重要的肥料。糞肥是一種有機肥料，蘊含著大量的微量元素和必要的營養元素，含氮素較多，肥效較快，能夠很快被植物吸收利用并有助于改良土壤。但在果蔬實際栽培中會出現微生物繁殖現象而產生污染，微生物能附在果蔬農產品的表面并對果蔬農產品造成損害。

1.1.2 農藥質量和濫用問題。在農業生產過程中，生產者為了獲得較高的產量通常會使用農藥、化肥等農業投入品。農藥本身是控制并保持果蔬生長發育的調試劑，防止蟲、草及微生物的危害，對果蔬農產品質量起到保證安全的作用。但隨著對果蔬農產品數量和質量的需求增加，農藥的使用量也會大幅提升，加之農戶的用藥行為缺乏科學性，容易導致農藥殘留，透過果蔬表皮對果蔬質量產生嚴重影響。

1.1.3 灌溉用水對果蔬農產品造成的污染問題。如果農業灌溉使用了被生活污水或工業廢水污染的水體，不僅危及農產品正常的生長，而且有害物質還會沉積造成土壤污染。污水中的有害物質會破壞果蔬表皮組織，不僅會造成果蔬農產品的產量下降，甚至還會使果蔬變成有毒食品。

1.1.4 產地土壤環境污染問題。國家環保總局土壤污染調查結果表明，經濟發達地區的蔬菜、水果等生產基地存在不同程度的土壤污染問題，主要是重金屬污染超標，甚至是嚴重超標。

1.1.5 空氣對果蔬的質量安全的影響。空氣污染也會直接傷害果蔬類農產品，有時呈隱形傷害，觀察不到成長發育的變化，但果蔬體內的代謝已經受到影響。環境的污染不僅對當前種植的果蔬農產品產生危害，同時也會滲入土壤，破壞土壤原有的營養成分，對以后的種植產生深遠的影響。

1.2 果蔬倉儲環節存在的質量安全問題

果蔬的倉儲和運輸是整個供應鏈的中轉環節，貨物會因為環境發生變化而導致一系列的問題，加之農產品自身也會新陳代謝，因此會給果蔬的質量安全造成很大的影響。我國果蔬的倉儲和運輸環節的損失率高達20%以上，而歐美儲運的損失率不足10%，這在一定程度上反映了我國目前儲運設備技術等硬件設施水平較低，容易造成運輸過程的質量安全問題。

1.2.1 導致果蔬腐爛主要問題。（1）通風不暢。在果蔬的倉儲和運輸裝車過程中由于更大的利用空間，堆垛往往設計得過于緊密，加上通風措施不完備，果蔬在存放期間又一直存在呼吸活動，消耗氧氣并產生二氧化碳，導致產生的熱量集聚，難以散去，加快了果蔬腐爛的速度。尤其在果蔬運輸過程中，運輸時間過長，更會加快果蔬的腐爛。

（2）倉儲技術和設備的問題。在果蔬的倉儲和運輸過程中，倉儲技術的作用是至關重要的，它通過控制溫度和氣體成分比例來延長果蔬的保鮮期。果蔬農產品對溫度的要求比較高，在較高或較低的溫度下都不能有效的保鮮甚至會產生潰爛或凍傷。因此，在倉儲和運輸過程中需要以穩定適宜的溫度來保證果蔬農產品的質量，只有保持最適宜的溫度才可以最大限度地延長產品的貯藏運輸壽命。此外，運用氣調法調節氧氣和二氧化碳的比例，以達到控制果蔬的呼吸，長久地保存果蔬體內的營養物質。在我國，最常見的保鮮手段是冷庫保鮮，但是采用冷庫保鮮很容易出現以下問題。冷庫設計和制冷設備配置不合理，調試的溫度不適宜果蔬農產品保鮮并且冷庫內的溫度不穩定容易導致產品變質;由于果蔬農產品消耗掉氧氣，呼出大量的二氧化碳使其濃度增高并集聚，致使溫度增高，可能發生腐變。

（3）乙烯的影響。在倉儲運輸過程中，大量的果蔬存放在統一空間內，成熟的果蔬在一定條件下會產生乙烯氣體。乙炔具有催熟作用，如不提前遏制任其生長發育，就會加快代謝的速度，增加腐爛的進度。

1.2.2 保鮮劑違規使用問題。保鮮劑又稱防腐劑可分為植物生長調節劑和防腐殺菌劑兩大類。在果蔬的儲存和運輸過程中，化學防腐處理可以防止霉變腐爛，延長儲存時間，抑制微生物的生長和繁殖，但化學試劑往往有毒有害，違規使用會對果蔬造成污染和危害。因此，保鮮劑的用量、濃度、使用溫度應嚴格控制，否則不但達不到保鮮的目的，可能還會對果蔬的品質造成危害。

1.2.3 生物損害問題。在果蔬農產品儲運過程中，由于貯藏環境的溫濕度及氣體成分不合理，同樣會遭受病菌的侵害，并且通常果蔬農產品都停放在相對獨立的空間，有害病菌一旦進入庫區和運輸工具中將會造成大面積破壞，不僅破壞了果蔬的結構，而且食用后易患疾病。

1.3 果蔬銷售環節存在的質量安全問題

果蔬農產品流通銷售秩序混亂，大部分果蔬農產品流通銷售企業是個體商戶，缺乏必要的儲運設備，對保障農產品質量的意識不夠高、相關技術方法不足，導致一部分果蔬在運達城市時已有腐壞、潰爛現象產生，致使不安全食品流入市場。

1.3.1 流通過程中果蔬受到的損傷。銷售環節即便是最終端的供應鏈活動，貨物也需要從上游接收。供應鏈節點之間的銜接需要通過裝卸搬運完成，果蔬農產品大多質軟、脆，裝卸過程中壓、碰撞和沖擊是造成產品物理損傷的主要原因。除此以外，在銷售過程中的野蠻操作與硬物直接接觸也能使果蔬農產品損傷。

1.3.2 環境污染問題。在銷售過程中，會伴隨著產品在倉庫或銷售環境的少量貨物短暫的儲藏，果蔬農產品的銷售大多為個體行為，其儲存和銷售的空間較小，并且沒有統一安全的存放地點，使得存放環境的清潔與否成為影響果蔬質量安全的重要因素。

1.3.3 果蔬腐爛問題。大部分的個體商戶在銷售中是依靠銷售經驗，而不會將大量資金投放到儲存技術和設備更新方面。不采用先進的技術和設備進行銷售，又要延長果蔬農產品的保鮮期，在銷售過程中在食品上噴灑化學保鮮劑。而人工防腐手段見效慢、維持時間短，果蔬的質量很難得到保障。適量的噴灑將會發揮有效作用，但過量或長時間連續噴灑會造成有害物質破壞果蔬組織的內部結構并進入其中，影響果蔬的質量安全。

1.3.4 果蔬市場銷售信息不對稱問題。在我國，果蔬農產品市場廣泛存在著信息不對稱現象，信息不透明是造成農產品安全問題的最重要的原因之一。消費者無法得知果蔬生產者使用了多少農藥、農藥有效度等，也不可能知曉果蔬商品被添加了多少防腐劑、食品添加劑等。因此，果蔬質量問題就不斷產生。為了減少信息不對稱對于果蔬行業的影響，就需要增加果蔬消費者、果蔬生產者以及果蔬營銷者三者之間的信息平衡。

1.3.5 市場銷售的問題產品難以追溯。由于產業鏈的不透明，食品企業信用容易缺失，一旦出現問題農產品，市場監管部門很難追溯到違法的根源，更談不上給予相應的懲罰，使得違法成本大大降低，政府的監管往往顯得力不從心。同時由于食品產業鏈龐大，產品流向不透明，不合格的產品也很難完全及時的召回。

2 物聯網情景下果蔬問題的研究對策

2.1 物聯網情境下果蔬供應鏈環節對策

物聯網情景下果蔬農產品種植環節的質量安全監管。現代農業物聯網技術利用各種無線傳感器與果蔬種植管理系統相結合，可以了解果蔬生長的溫濕度、土壤的成分等信息，科學指導果蔬的種植;檢測果蔬的生長發育狀況、病蟲害的預警及時對果蔬農作物做出調整;反饋農作物的生長所需的微量元素是否正常、重金屬、化肥及農藥的殘余量是否超標、生長狀況是否良好。在管理過程中，現代物聯網技術的應用可以通過數據告知人們農作物什么時候需要施肥、什么時候需要打藥，實現智能化管控。不僅大大減少了勞動力的投入，還防止了農藥殘留超標，更減小了果蔬在種植管理中被污染的可能性。

物聯網情境下果蔬農產品儲運環節的質量安全監管。儲運環節包括倉儲和運輸兩個主要環節。“貯藏”可以延緩果蔬的老化、防止腐爛和變質的進程，達到延長供應期和保鮮的目的。果蔬的運輸方式應根據果蔬品種的特點確定，對于一些溫度過高時容易腐爛的果蔬，應采用冷鏈物流的保鮮措施。現代物聯網技術通過集成電子標簽、條形碼技術、傳感器、計算機網絡等技術，通過相關軟件可實現對農產品的溫度、濕度、水分、二氧化碳及乙炔的探測及時調整適宜的溫度及空氣中氧氣的含量，使果蔬處于一個低消耗不容易被腐爛，并且不易被致病菌侵害的最佳階段，從而減少了果蔬在倉儲運輸階段的損耗。同時，無線傳感器還可以監測果蔬在倉儲運輸階段的新陳代謝，通過新陳代謝的數據，物聯網系統可以及時準確的使用保鮮劑，使保鮮劑能夠達到保鮮的目的，又不損害果蔬的品質。

物聯網情景下果蔬農產品銷售環節的質量監管。在果蔬銷售環節，果蔬裝卸過程中除了采取必要的貯藏和運輸設備外，還應避免野蠻操作使果蔬造成物理損傷，果蔬到達銷售地點的存放環境應保證干凈清潔，不要對果蔬造成污染。果蔬在銷售階段也應實時監控果蔬的新陳代謝，并根據設定的數據對果蔬警醒保鮮處理。通過物聯網平臺對發現有質量安全的果蔬及時處理，以免造成對其他的果蔬污染。同時，銷售環節還要建立以農貿市場和超市為末端的農產品市場準入體系，實現物聯網基礎上的農產品質量安全可追溯機制，防患于未然。

2.2 物聯網情景下實現信息透明

物聯網將果蔬農產品從生產、運輸、銷售各階段的與農產品安全相關的參數全部保存記錄，實現整個產業鏈中信息的透明。在種植過程中，物聯網可追溯到種子處理、土壤成分、藥物殘留、栽培管理、收獲和包裝、生產地點、生產日期等種植信息; 在倉儲流通過程中，物聯網可以追溯到倉庫的溫度和濕度、車輛的實時監控、冷鏈等物流信息;在消費過程中，消費者可以通過手機掃描果蔬產品包裝上的二維碼，追溯到果蔬種植、倉儲、運輸等環節的信息，解決了消費者和生產者信息不對稱的問題。

2.3 物聯網情景下實現問題產品的可追溯

農業物聯網技術應用于果蔬智能種植、環境監測、倉儲配送、冷鏈物流運輸、產品信息智能推送服務等，并可以實現果蔬農產品從農田到餐桌的質量安全追溯。這樣可以很大程度避免生產者產生僥幸心理將農產品安全事故責任推卸到其他環節。并且物聯網可以從食物生產的源頭進行控制管理，相對于傳統的事故后的監管、檢測更有效果，可以防患于未然，實現標本兼治。生產者也可以通過多渠道查詢農產品來源、藥量殘留等關鍵信息，確保農產品安全，并且也有助于提高消費者的安全意識。同時有助于政府監管問責，由于物聯網安全追溯系統各環節公開透明，監管部門可以很快查找到問題農產品的流向，責令企業及時召回不合格的產品，并追究責任主體的法律責任。

3 結論與建議

3.1 結論

物聯網的應用會使果蔬的供應鏈管理更加科學、智能、高效。物聯網技術在農業中的應用不僅可以改變粗放的農業經營管理，還可以決信息的不對稱問題，確保農產品質量安全。在果蔬出現質量問題后，可以根據每個環節的信息進行可追溯，對于政府實施追責和問題產品的召回都有重要的意義。

3.2 建議

3.2.1 進一步完善政策環境，加大農業物聯網應用示范與推廣。目前， 我國物聯網的發展還處在起步階段，應加大對農業物聯網的宣傳與指導，同時，由于物聯網具有高投入、高風險，而農業物聯網收益相對又比較低，推廣相對較慢。政府應加大對農業物聯網的資金投入，加快制定符合農業物聯網發展的優惠政策，使物聯網的發展盡早、盡快地駛入快車道。

3.2.2 加強人才及基礎設施建設。要加強農業物聯網人才和基礎設施建設，必須首先培養農業技術人才，特別是農業與計算機學科交叉的復合型人才，引導他們扎根基層，為農業先進技術的推廣應用提供人才保障;其次是加大科研力度，著力降低物聯網建設的成本，使物聯網基礎建設更加完善、更加普及。

3.2.3 盡快建立和規范物聯網標準。物聯網要想取得大的發展，農業從業人員、科研院所、管理部門、農業企業必須協調一致，從數據采集、技術應用兩個角度出發，逐步形成多方共同參與、共同應用的機制，制定出統一的、專門的具體規范。

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