區塊鏈技術在新疆智慧農業發展中應用前景

石河子大學農學院 王家平 張偉 劉建國 李魯華 蔣桂英

前言

智慧農業作為現代農業的重要組成部分，可以通過科技手段實現農業生產信息化、自動化和精準化，提高農業效率和質量，為新疆農業的現代化轉型注入新動力[1]。自2015 年以來，新疆相繼出臺了《新疆維吾爾自治區現代農業推進計劃(2015-2020 年)》、《新疆生產建設兵團“十三五”現代農業發展規劃》等文件，提出了加快農業信息化、推進農產品質量安全監管等目標和任務。各地積極探索利用物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術手段，實現農業生產智能化、精準化和可持續發展。在蔬菜種植方面，通過智能傳感器監測土壤濕度、溫度、pH 值等環境參數，實現自動澆灌、施肥等操作，提高了作物產量和品質。在畜牧業方面，應用無線電頻譜識別技術，對動物運動、飲食等行為進行實時監測和記錄，提高了畜牧業生產效率。棉花種植上應用機器視覺和物聯網技術，對棉花生長狀態、病蟲害情況等進行快速識別和診斷，對灌溉、施肥等關鍵操作進行智能化控制和管理，降低人工成本和耗能。并利用大數據分析和人工智能算法，對棉花生長環境和歷史數據進行深度挖掘和預測分析[2]。

區塊鏈技術是智慧農業領域中的一項重要技術，是一種去中心化、開放式分布式賬本技術，其基本原理是通過加密算法將交易數據打包成區塊，并按照時間順序鏈接形成鏈式結構，實現交易信息的可靠記錄和傳遞[3-4]。相對于傳統集中化的數據庫系統，區塊鏈技術具有以下特點：（1）去中心化：無須第三方機構作為中介，任何人都可以參與交易，提高了交易的透明性和安全性；（2）不可篡改：區塊鏈上的交易記錄經過嚴格的驗證后，將永久固定在網絡中，無法被篡改或刪除；（3）匿名性：用戶在交易中使用的是公鑰和私鑰，確保交易的匿名性和隱私性。區塊鏈技術可以提供可靠的數據保障、透明的交易記錄以及降低信息不對稱等好處，為農業生產、物流運輸、金融服務等方面的創新帶來更多機遇[5]。

目前，新疆農業中的區塊鏈技術在農業產業中的應用廣泛，展現出非常好的前景和潛力。烏魯木齊市利用區塊鏈技術打造了蔬菜溯源平臺，保障了消費者的食品安全。新疆天山藥業利用區塊鏈技術建立一個去中心化的區塊鏈平臺，記錄中藥材生產、加工、流通等信息，確保產品的質量和安全，實現中藥材溯源。新疆聯合農墾利用區塊鏈技術建立一個去中心化的農產品交易平臺，實現供應鏈的透明化和管理，并采用智能合約等技術手段，簡化交易過程，提升交易效率。新疆綠盟科技利用區塊鏈技術建立一個可信、高效的農產品質量管理系統，記錄農產品的生產、加工、流轉等信息，實現對農產品的全程監控和溯源。新疆伊克昭蓋提白皮松林場利用區塊鏈技術實時監控森林火災、蟲害等情況，并采用智能合約等技術手段，提高監測效率和準確性。因此，本文旨在探討區塊鏈技術在新疆智慧農業發展中的應用前景。

1 區塊鏈技術在我國農業中應用現狀

1.1 農村電商

利用區塊鏈技術，建立農村電商平臺的信任機制和支付體系，提供安全、透明、高效的交易環境，促進農產品在市場上的流通和銷售。中國的“菜籃子”平臺是一個在線農產品交易和配送平臺，旨在解決城市居民購買農產品難、價格高等問題。平臺上的農產品來自全國各地，包括蔬菜、水果、食用菌、禽蛋肉類等，由專業的物流公司進行配送。該平臺利用區塊鏈技術建立了一個去中心化的信任機制。具體來說，每一筆交易都會生成一個唯一的區塊鏈地址，并將相關數據記錄在區塊上。同時，買賣雙方的身份信息、訂單信息等也會被寫入區塊鏈賬本中，形成不可篡改的“鏈式證明”。有效保障交易安全和透明度，避免因供應鏈不完整或信息不對稱而導致的食品安全問題。

1.2 精準施肥

利用區塊鏈技術，對土壤肥力、作物生長狀況、氣象數據等信息進行監測和分析，制定精準施肥方案，提高了肥效利用率和作物品質。美國公司AgriTask 通過區塊鏈技術和物聯網技術建立了一個農業數據管理平臺，實現了對土壤質量、氣象數據、作物生長情況等信息的監測和分析，關鍵的信息會被存儲在區塊鏈上，確保數據不會被篡改或刪除。通過對土壤酸堿度、養分含量、水分狀況等因素進行分析和比對，確定最適合的肥料類型和用量，使得作物能夠獲得最佳的生長環境和營養支持，平臺為農民提供個性化的精準施肥方案。

1.3 農產品質量安全追溯

區塊鏈技術可以記錄農產品從種植、加工、流通到銷售的全過程數據，并形成不可篡改的“鏈式證明”。近年來發生的多起豬肉質量安全問題，引起了廣泛關注和擔憂，針對這種情況，利用區塊鏈技術來進行豬肉質量安全追溯，使消費者能夠準確掌握生豬的出生信息、疫苗注射情況、飼料成分、生長環境、運輸情況等信息，提高了畜禽產品的質量安全保障。

1.4 農業金融

在農業金融領域，區塊鏈技術可以改善融資渠道、提高融資效率、降低信用風險，為農民和農業企業提供更加便捷、透明的金融服務。中國浙江省農信社運用區塊鏈技術搭建了一個“智慧農業金融”服務平臺，通過收集和整合種植戶的重要數據，如土地使用狀況、作物生長情況、氣象數據等，以及相關企業的信用信息、經營狀況等多維度指標，形成了一個全面的信用評估體系。同時，平臺還提供了可信賴的交易環境，確保各方的資產和交易記錄能夠被安全地存儲和傳輸。通過利用區塊鏈技術，降低農村金融服務的信用風險和操作風險，并實現快速的融資渠道。

2 區塊鏈技術在新疆智慧農業發展中的應用前景

2.1 農產品溯源和質量監管

新疆地區擁有豐富的農業資源和特色產品，如葡萄、棉花、香梨、蘋果、杏和紅棗等，而農產品的質量和安全一直是行業發展的重要問題。通過區塊鏈技術，可以實現對農產品的生產、加工、運輸等環節的信息記錄和溯源，從而保障產品的品質與安全。通過區塊鏈技術建立一個公開透明的農產品質量信息平臺，可以讓消費者隨時查閱和了解產品的來源、生產過程和質量情況，提高消費者的知情權和參與度。同時，還可以為消費者提供一種新的購買渠道和交互方式，促進消費者對農產品的理解和認同，增強品牌和企業的美譽度和競爭力。同時，消費者也可以通過智能終端設備查詢農產品的生產過程和流轉情況，提高了消費者的信任度和滿意度。

2.2 農業物流管理

新疆地區遼闊廣袤，交通不便，物流成本較高，直接影響著農產品的市場流通和銷售。利用區塊鏈技術，可以實現物流信息的跟蹤、路線優化和降低成本等目標。在農產品運輸過程中，通過區塊鏈技術記錄運輸車輛的位置和狀態，及時發現異常情況，并提高物流效率和減少浪費。幫助企業和機構實現更加精準、智能、綠色的農產品物流管理模式。例如，通過物聯網技術和智能傳感器、無人機等設備的協同作業，實現對農產品的快速采摘、配送和交易，提高物流效率和可持續性。

2.3 農業金融服務

新疆是一個農業大省，農戶數量眾多，而且分布較為分散。存在不同地區的土地、氣候、水資源等條件差異很大，這會對農業生產和金融服務帶來不同的影響和需求，金融服務網絡不夠完善。農業產業結構復雜，加上交通、信息等方面的限制，造成金融服務信用風險較高。而區塊鏈技術的去中心化特性可以實現農村信貸的分散投放，降低財務成本和風險。例如，采用基于區塊鏈的智能合約技術，可以將土地、作物等質押資產數字化，提高資產流動性和價值。此外，還可以利用區塊鏈技術實現農業場景下的供應鏈金融、保險和電子支付等多個方面的創新應用。

2.4 農戶個人信息管理

新疆農民數量眾多，其在生產、銷售等過程中產生的各種信息也需要進行統一管理。利用區塊鏈技術，可以建立一個安全可靠的個人信息管理系統，保護農民的隱私權和知識產權，實現農戶數據和農產品信息管理。區塊鏈技術可以建立一個去中心化的農戶身份認證系統，通過智能合約等技術手段將農民的身份信息進行加密存儲，確保農民的身份信息不被篡改和泄露。建立一個安全可靠的數據管理系統，將農民在生產、銷售等過程中產生的各種數據進行統一管理。通過這種方式，農戶可以隨時查看自己的數據，并了解自己生產、銷售等環節的情況。實現對農產品生產全程的記錄和追溯，將生產環節的各種數據進行加密處理，并存儲到區塊鏈上，讓農戶了解自己生產的成本和銷售情況及獲得的收益。

2.5 農業人才服務

新疆農業產業需要各類專業人才的支持，而農民和企業也需要相應的人才服務來提升自身的競爭力和核心價值。利用區塊鏈技術，可以建立一個農業人才服務平臺，為農民和企業提供相關的招聘、培訓、咨詢等服務。利用區塊鏈技術建立一個去中心化的農業人才招聘平臺，發布相關的招聘信息，并通過區塊鏈技術對求職者的身份信息進行認證和存儲，提高招聘過程的透明度和可信度。區塊鏈技術可以幫助農業相關機構、高校等建立一個去中心化的培訓平臺，為農業人才提供相關的課程、教材和考試等服務。同時，實現對學員學習情況的全程監控和管理，提高學員的學習效率和學習成果。區塊鏈技術可以實現對農業人才能力和績效的全程記錄和評價，讓企業和機構及時了解農業人才的工作情況，并對其進行相應的評價和獎勵。

3 建議與展望

區塊鏈技術在新疆智慧農業發展中具有廣闊的應用前景，可以為農業生產、物流運輸、金融服務等方面的創新帶來更多機遇，在促進地方經濟發展、增強產業競爭力等方面具有重要意義[6-7]，推進區塊鏈技術在新疆智慧農業中的應用過程中，需要考慮以下幾個方面因素：

（1）加強技術研發和示范應用：政府和企業需要加大對區塊鏈技術在智慧農業領域的研發投入，提高技術自主創新能力和核心競爭力。積極推動一些區塊鏈智慧農業的示范項目，探索先進的農產品生產、加工、流轉等全鏈路管理模式，并借此推廣區塊鏈技術在農業領域的應用。區塊鏈技術在智慧農業領域的應用需要政府、企業、高校和科研機構等多方積極參與和推動。只有加強技術研發和示范應用，探索出一些先進的管理模式和商業模式，才能夠實現區塊鏈技術與農業產業的深度融合和共同發展。

（2）建立標準化體系：建立區塊鏈技術在農業領域的標準化體系，統一數據格式和交互方式，提高平臺的互操作性和可擴展性。建立智慧農業數據標準化、安全標準化、交易標準化和系統標準化規范，實現不同區塊鏈應用平臺之間的互聯互通，提高數據的可信度和共享效率，確保區塊鏈系統的安全性和可靠性和系統之間的數據共享和協同工作的順暢性和高效性。

（3）完善法律法規和監管機制：在推進區塊鏈技術應用的同時，需要加強對其合規、風險控制和隱私保護等方面的管理和監管，確保農產品的質量和安全，保護消費者權益。相關部門應加強對區塊鏈智慧農業行業的監督檢查力度，發現問題及時處理和糾正，對違法違規企業和個人進行嚴格處罰，有效防范各類風險?？傊?，區塊鏈技術在智慧農業領域的應用需要建立健全的法律法規和監管機制，推動行業規范化和持續穩健的發展。

（4）區塊鏈農業人才培養：區塊鏈技術在智慧農業領域的應用涉及多個學科領域，如計算機科學、農學、物聯網等。因此，需要開設相關的交叉學科課程，培養具備跨學科背景的復合型人才。加強實踐教學環節，讓學生參與相關項目和實踐活動，提升其實際操作能力和創新能力。此外，為了更好地將區塊鏈技術運用到智慧農業的實踐中，需要行業內的專業人士和企業參與到人才培養中來，擔任學生的導師或者實習單位，為學生提供職業規劃指導，幫助他們更好地適應職場環境和市場需求。