區塊鏈技術在數字農業應用中的現實困境及對策研究

戴浩，魏君英，郭宣峰

(長江大學 經濟與管理學院，湖北 荊州 434023)

目前，我國正處于兩個100 a奮斗目標的歷史重要交匯點上，國際環境日趨復雜，不穩定性因素加劇，全球的新一輪科技產業革命蓬勃發展，創新越來越成為經濟發展的主動力。中國是一個農業大國，特殊的國情勢必要求農業領域緊隨時代發展的步伐，及時更新與應用新技術，提升農業國際競爭力。2020年中央一號文件首次提出加快區塊鏈技術在農業領域中的運用。近年來，國家十分關注區塊鏈技術與農業結合推廣，據2021年3月數字資產研究院發布的《中國區塊鏈政策普查及監管趨勢分析報告》稱，在2020年僅1 a中出臺了59部關于區塊鏈技術應用的相關政策文件，其中數字農業是國家政府出臺的文件政策里最多的領域[1]。

數字農業通過將農業生產環境、對象以及生產全過程置于數字化信息技術下，依靠數字化對農業進行信息透明數字化經營管理的一種新型農業形態[2]。數字農業可對田間作物長勢、土壤濕度、氣溫風向等依托數字化技術進行實時監控，依靠大數據和人工智能進行管理與決策執行，優化資源配置，大幅提升農業生產效率。

區塊鏈具有可追溯、分布式儲備和不可篡改的特點，通過與大數據、人工智能、物聯網云計算等信息技術的結合，在數字農業的產品溯源、物流追蹤、精準種植等方面作用顯著。區塊鏈技術的應用解決了數字農業在發展過程中可能遇到的農產品質量安全、農業資金信貸、農業保險以及農產品供銷等難題，為數字農業的發展保駕護航[3]。

1 區塊鏈技術在數字農業應用中的現實困境

1.1 農業數字化基礎薄弱，大數據等關鍵技術落后

區塊鏈發展的前提是數字化，區塊鏈技術的出現為現今的數據記錄提供了一種比較前沿的方法，只有擁有數據才能讓記錄發揮作用。然而，當前我國的農業數字化發展進程緩慢，最新數據顯示，2020年我國的縣域數字農業達到36%，與西歐、美國、日本等國家相比，數字化農業發展低于國際程度，同時在發展過程中將會面臨更多未知的困境。

首先，我國的農業數字化基礎比較薄弱。據農業農村部印發《數字農業農村發展規劃(2019—2025年)》顯示，2018年我國農業數字經濟占農業增加值比重僅7.3%，預計到2025年其占比將會達到15%，農業數字經濟程度過低。圖1為我國數字經濟規模，雖然近年來我國數字經濟規模呈上升趨勢，與國外相比其發展程度仍然較為落后。浙江省數字農業發展速度最快，為66.8%，而排名第十三的河南省數字農業發展速度為36.4%，我國的數字農業農村發展水平極不均衡。我國目前仍然是“大國小農”現狀，在耕地面積方面，我國小農戶占據了全國70%的耕地資源；在農業從業人員的構成方面，有90%的從業人員為小農戶；在農業經營主體方面，98%以上的農業經營主體為小農戶。小農戶在我國農業領域占據絕對的領導地位，生產區域分散，生產方式單一，集約化程度低等問題導致農業數據資源分散，獲取農業數據的難度加大。我國農村基礎設施數據建設、數字化農業管理服務機構以及農業產業鏈大數據建設起步較晚，同時受限于知識教育水平和對新事物的接納水平，農戶對于新型的數字農業機械技術、裝備設施等接納程度比較低，這在一定程度上反映了農業與數字化技術融合應用的發展進程。

圖1 2015—2020年中國數字經濟規模與GDP增速

其次，人工智能、大數據以及物聯網等關鍵核心技術落后。大數據、人工智能等數字技術是區塊鏈技術在數字農業領域得以發揮作用的關鍵核心技術。當前由于我國農業科研基礎薄弱，在農業機械研究與開發方面仍存在不少問題，智能農業機械裝備不完善、農業農村傳感器研發滯后、農用機器人適應性差等問題比比皆是，農業科技相關領域的科技研發進展緩慢，創新能力缺乏，導致目前區塊鏈技術在數字農業領域的應用效果不佳。

1.2 區塊鏈技術+數字農業人才缺乏，制約數字農業高質量發展

近些年來，農村地區因地制宜及時調整發展戰略，農村經濟發展呈良性態勢。一部分大學生看到了農村的發展潛力，選擇回鄉創業，但是目前農業經營主體以知識教育水平較低、年齡偏大的農戶為主，這類群體缺乏對互聯網技術的了解與認識，對區塊鏈這樣的新興技術更是認識有限，更有甚者對于區塊鏈技術可能聞所未聞。因此，推動區塊鏈技術在數字農業中的應用發展，儲備專業性人才尤為重要。

目前，由于區塊鏈技術的高門檻，涉及范圍涵蓋通信、計算數學、密碼學互聯網技術以及人工智能等諸多學科，跨領域多學科交融的復雜性導致專業人才較為稀缺。依據《中國農村統計年鑒—2020》相關數據顯示(圖2)，2019年我國農村第一產業從業人數19 445萬人，占就業總人數的58.8%，而農村居民家庭戶主文化程度初中高達50.8%，專科僅1.7%，數量眾多的農業從業者與低水平受教育程度兩者之間構成了尖銳的矛盾。國家信息化發展過程中較為突出的“短板”是農業信息化，目前最稀缺的就是農業信息化高素質人才，尤其是既懂得區塊鏈技術，同時又了解農業的專業復合型人才，造成諸多數字農業領域無法與區塊鏈技術有效和諧融合運用。專業復合型人才缺乏是當前區塊鏈技術在數字農業應用中的一大短板。

圖2 1996—2019年中國農村居民就業及教育程度

1.3 區塊鏈技術存在技術難關，數字農業應用領域需拓寬

區塊鏈技術由于發展時間較短，技術層面仍有待加強完善。首先是關于數字農業的鏈下數據，區塊鏈能有效確保上鏈之后的數據安全，但是對于還未上鏈的數據安全性和真實性難以保障，數字農業擁有的海量數據恰好是鏈下的重要一環，這一環節的數據安全把控對于數字農業的發展至關重要。其次，關于區塊鏈技術的網絡基礎設施硬件條件，區塊鏈在數字農業中進行商貿交易需要取得多數節點的共識，這一過程中需要花費時間較多，這就大大降低了交易的效率，并且完成該交易對區塊鏈網絡基礎設施硬件要求較高，這對于完善區塊鏈技術在數字農業中的應用提出了不小的挑戰。此外，區塊鏈加密技術暫時還不能解決所有的安全問題，對于算力攻擊這類的安全威脅仍需提高警惕，這對區塊鏈技術和相關法律保障提出了雙重要求。

2 區塊鏈技術在數字農業應用中的對策建議

2.1 加快農業產業數字化，助力數字農村發展

目前，農業數字化還處于初步探索階段，數字鄉村的治理體系仍不完善，區塊鏈技術在數字農業中應用的制度瓶頸亟需突破。因此，要牢牢抓住“新型基礎設施建設”的時代機遇，加快農村農業相關領域的數字化技術發展步伐。

首先，要加強數字農業體系建設，推動大數據、物聯網、5G、人工智能等技術在精準農業、智慧農業、共享農業等數字農業新業態的應用融合[4]。同時加強對畜牧、種植、漁業等農業相關領域的數字化發展，形成全范圍、廣覆蓋的農業數字化。

其次，深入推進產業扶持政策，將分散小農戶納入數字農業體系?，F存的“大國小農”的國情，使得許多小農戶難以承受區塊鏈技術高昂的運營和維護成本，在邁向農業現代化和數字農業的道路上步履維艱。在發展數字農業與區塊鏈技術應用上，需要充分考慮小農戶的現實情況，不能讓小農戶掉隊。同時也要防止形成擠小農戶、壘大戶的相關傾向，對于小農戶的生產經營活動要保持足夠的耐心。因此，一方面，政府要持續實施扶持小農戶發展的產業政策，以補貼、風險補償和獎勵等方式推行現代新型數字農業培訓工作，提高小農戶使用數字信息技術的意愿和能力；另一方面，完善農村土地流轉制度，鼓勵使用數字農業技術。小農戶通過土地流轉等形式，擴大農業種植規模，形成規?；洜I。數字化農業技術的應用極大提高農事生產效率，農業生產變得更加便捷，小農戶參與數字農業建設的意愿也會增強。

2.2 加強復合型專業人才培養，提升農戶數字化技術應用能力

區塊鏈技術的高門檻，使得大部分農戶望而卻步，專業人才匱乏現狀較為突出。因此，有必要加強區塊鏈技術+數字農業的專業復合型人才培養，提高科技專業人員對區塊鏈的深度研發運用。

首先，各級政府部門、高等院校和科研院所要通力合作，多方聯動，形成產學研相關產業鏈資源優勢，合作培養區塊鏈技術+數字農業的新型專業復合型人才，加快區塊鏈技術在數字農業領域應用的全局化，真正推動數字農業的全面發展。

其次，吸引大學生返鄉投入數字農業生產活動之中。高等農林院校發揮全局統領作用，以數字農業和區塊鏈為市場導向，培養一批學習能力強、專業知識雄厚的綜合性人才；同時政府全面落實鄉村振興戰略，提高農業科研推廣人員的福利待遇水平，吸引一批有志向、高素質、與時俱進的優秀農業科研推廣人員返鄉，為數字農業發展提供技術人才支撐。

再者，農戶作為數字農業生產經營的主體，需要提高相關的職業技能，加強對區塊鏈技術的了解和對數字農業的認識與應用。相關部門開展農戶職業技能提升與農戶教育提質等培訓活動，政府發揮農戶職業培訓補貼的引領作用，吸納廣大農戶參與培訓活動，實現農戶從傳統農民向新型職業農民的過渡，提高農戶的生產經營能力、職業技能素養，全面提升農戶數字化技術應用能力。

2.3 完善“區塊鏈+數字農業”基礎建設，拓寬數字農業應用領域

區塊鏈是由多用戶、多節點構成的一個去中心化的網絡體系，只有達到一定程度的參與規模才具有意義，如何組織培養用戶達成共識，這本就是一個不小的挑戰。縱觀現有的區塊鏈技術與數字農業成功應用的案例，其經驗大致可歸納為以下幾點。

首先，做好頂層規劃設計。在頂層設計層面，精確定位數字農業市場商業服務體系，深入挖掘區塊鏈技術在數字農業領域的更多應用場景，開拓區塊鏈與數字農業的應用服務視野，進而開發出具有廣泛業務應用能力和高度示范效應的雙層次數字農業綜合區塊鏈體系。

其次，重視基礎設施建設，為區塊鏈技術與數字農業深度融合發展創造沃土。區塊鏈技術的學習培訓以及大范圍運用，需要政府部門給予大量的財政補貼支持。一方面，以政府部門為引導，農村地方性企業承接為主，對農村數字信息化基礎薄弱的地區優先建設，增強網絡基礎設施的覆蓋面，促進區塊鏈技術與數字農業緊密結合[5]。另一方面，在農機設備現代化建設、鄉村農田水利設施現代化建設以及家禽牲畜舍現代化智能建設等基礎設施方面，各級政府同樣需要進行支持，在予以財政補貼的同時制定優惠企業援助政策，鼓勵相關企業投入農業數字化基礎設施建設中[6]。

再者，推行區塊鏈數字農業項目試點。堅持貫徹先行先試的區塊鏈數字農業項目試點理念，先將一批實力雄厚、理念前沿、技術先進的農業科技企業和數字信息化程度高的農業生產主體組建成區塊鏈數字農業項目試點聯盟，探索區塊鏈技術在數字農業的廣泛應用。遴選一批示范效應良好和推廣性強的區塊鏈數字農業項目，納為地方市級政府數字農業重點支持推廣項目，優先實施區塊鏈數字農業項目的農戶可以享受到數字技術帶來的實惠。同時建立區塊鏈數字農業應用先進示范區，充分發揮示范區的示范帶頭作用，讓農戶看到區塊鏈數字農業發展的潛力并加入其中，不斷發展壯大區塊鏈技術在數字農業的應用隊伍。

3 小結

區塊鏈技術的不可篡改、去中心化以及智能合約等特性，能較為便利地解決一些棘手問題，應用于各行各業已是大勢所趨。在政府的大力支持和相關部門的推動下，關于區塊鏈技術的應用研究呈爆炸式增長。農業是我國國民經濟的基礎，同時也是其他產業部門進一步發展的基礎。我國的農業產業結構和農村社會結構具有弱中心化的特性，與區塊鏈技術具有較為契合的應用切入點和高度耦合關系。當前我國的數字農業發展處于初步階段，在農業信息、食品安全、農村電商等方面可能存在一些不足之處，將制約目前鄉村振興與兩個一百年奮斗目標的實現，區塊鏈技術與數字農業的應用結合有望解決上述問題，為數字農業發展提供“新基建”[7]。

隨著數字農業領域區塊鏈技術應用的拓廣，“區塊鏈+數字農業”的各種問題也隨之出現，因此，要克服發展過程的瓶頸因素，深入推進區塊鏈技術，以區塊鏈技術賦能數字農業，充分發揮區塊鏈技術在數字農業中的效能，提高農業現代化水平，提升農業生產安全高效水平，加快構建新型數字農業新業態，實現現代數字農業發展目標[8]。伴隨區塊鏈技術的成熟，數字農業的應用領域不斷拓寬，兩者結合的未來發展前景將是一片藍海。