區塊鏈與現代農業產業鏈融合：優勢、制約與對策

摘要：區塊鏈是支撐農業現代化發展的重要數字技術之一，為農業產業鏈轉型升級創造了新契機。結合區塊鏈的功能特征，深入分析區塊鏈與現代農業產業鏈契合之處、發展優勢與制約條件。現代農業產業鏈符合區塊鏈應用場景特性，且現代農業產業鏈的發展需求和區塊鏈的功能具有天然的耦合性，應用區塊鏈技術能有效避免因信息不對稱帶來的農產品質量安全、智能生產、供應鏈金融以及產業鏈治理等多個現代農業產業鏈關鍵領域的信息風險問題。由于現代農業產業鏈本身具有一定的復雜性與不確定性，區塊鏈技術與現代農業產業鏈融合也面臨著技術研發、應用推廣和融合模式帶來的挑戰。未來，要重點在區塊鏈底層技術研發、區塊鏈與現代農業產業鏈融合支撐體系研制及理論創新上多做努力，切實提升區塊鏈與現代農業產業鏈的融合效能。

關鍵詞：區塊鏈；現代農業產業鏈；融合doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0706

中圖分類號：F323 文獻標志碼：A 文章編號：1008‐0864（2025）02‐0001‐12

現代農業產業鏈是根據現代化大生產的發展要求，縱向實行“產、加、銷”一體化經營和集約規模經營，把農業生產資料供應和農產品“產、供、銷”全產業鏈連接成有機整體，并高效組織、控制產業鏈中的資金、技術、人才和信息等要素的流動，以促進農產品價值增值。完善的農業產業鏈體系是保障農業穩定發展、推動農業增質提效的重要路徑。當前，農業現代化競爭已由傳統農產品競爭轉向整體的農業產業鏈競爭。發展和完善現代農業產業鏈逐漸成為我國農業現代化的戰略方向，多次被寫入中央一號文件。在國家政策的支持下，我國農業產業鏈快速發展、現代化體系加速完善，初步形成了區域化布局、專業化生產、產業化經營、規模化發展的現代農業產業格局[1]。但是，受農業產業信息不對稱影響，現代農業產業鏈仍存在內部信息交流不暢通、主體合作不穩定、利益分配不均等問題[2]，在一定程度上制約了我國現代農業產業鏈的穩定運行與健康發展。

以區塊鏈為代表的新興信息技術為農業創新發展提供了新的契機。近些年全球多數國家都在加快布局區塊鏈技術發展，搶占新一輪創新變革的高地。我國早在2019年就已將區塊鏈提升到國家戰略層面，并持續釋放支持區塊鏈在農業領域應用發展的信號。2020年中央一號文件明確提出，加快區塊鏈等現代信息技術在農業領域的應用。2021年“十四五”規劃將區塊鏈納入七大數字經濟重點產業之一，同年農業農村部公布了我國區塊鏈在農業領域的16項落地應用，應用細分領域包括農產品質量安全追溯、供應鏈管理、農業金融和農業保險等。2022年中央網絡安全和信息化辦公室等16個部門聯合公布國家區塊鏈創新應用試點名單，進一步推動了區塊鏈技術的深度應用，同年黨的二十大報告指出區塊鏈等新技術在“三農”和鄉村振興中的重要作用。這一系列政策充分體現了區塊鏈對農業產業化建設的賦能作用。區塊鏈是計算機技術的新型應用模式，是一種結合了分布式數據存儲、點對點傳輸、非對稱加密、共識機制等一系列計算機技術集成構建的分布式存儲數據庫，具有去中心化、可溯源、不可篡改等特點[3] 。應用區塊鏈技術能以較低成本建立一種弱中心化的信任機制和更大規模的多方管理模式，有利于突破傳統農業產業鏈存在的信任缺失、數據安全隱患、監管效率低等局限[4]，推動數字化農業產業鏈轉型升級。

目前，國內外學者針對區塊鏈在農業產業領域的適用性、運用場景及風險等多方面進行了有益探索。在應用研究方面，李修華等[5]從系統數據的安全性、透明性角度提出了以聯盟鏈為基礎的小麥區塊鏈追溯系統監管模型，解決了監管過程中隱私泄露問題；張益豐等[6]引入區塊鏈技術，構建農產品供應鏈“雙H”型架構，解決供應鏈存在的抗御外部沖擊韌性不足、質量保障體系脆弱等現實問題。另外，也有研究對區塊鏈在現代農業產業鏈的應用風險進行了討論。譚硯文等[7]認為，應用區塊鏈技術會增加農業產業鏈中供應鏈數據信息處理負擔，加大發達地區與欠發達地區的數字鴻溝；崔鐵軍等[8]認為，區塊鏈對農業產業鏈中供應鏈的利潤影響具有不確定性，將直接影響各主體參與區塊鏈質量溯源的意愿。除此之外，區塊鏈在農業產業的應用場景設計也是研究的關鍵點。如美國IBM公司研發了利用區塊鏈技術追蹤食品供應鏈上下游位置信息和交易狀態的區塊鏈食品溯源解決方案——IBM Food Trust平臺系統，目前已經吸引包括家樂福、沃爾瑪等近百個商超加入，追蹤貨品超過50萬件[9]。在我國，一些農業企業為了提升農產品聲譽，也紛紛與區塊鏈技術企業合作，搭建農產品質量安全溯源平臺，如杭州趣鏈科技公司與云品薈電子商務股份有限公司建立的綠色云品溯源平臺，上海眾安科技有限公司與深圳市連陌科技有限公司合作推出的“步步雞”項目等。

區塊鏈技術作為新一代信息技術的代表，已經成為農業生產要素的重要組成部分，它連接人工智能、物聯網等技術，將從根本上重塑農業發展的新路徑，成為支撐農業現代化發展的重要數字技術。區塊鏈的去中心化、可追溯、不可篡改等特性將為農業產業貼上“來源可靠”“過程透明”“數據可信”的標簽。隨著該技術的不斷成熟，專家學者對區塊鏈在農業產業鏈的應用場景、業務模式和架構體系進行了深入地研究，但對區塊鏈與現代農業產業鏈融合的作用機理、應用前景研究還較為缺乏，難以系統、全局地把握區塊鏈與現代農業產業鏈融合的問題和挑戰。本文在分析區塊鏈內涵和特征的基礎上，從現代農業產業鏈發展需求和區塊鏈功能耦合角度討論區塊鏈與現代農業產業鏈融合的可能性、優勢及存在的制約條件，并提出應對策略以推動區塊鏈與現代農業產業鏈融合發展的進程。

1 區塊鏈的內涵、特征及與現代農業產業鏈的契合分析

1.1 區塊鏈的內涵

區塊鏈這一概念最早由中本聰于2008年提出，包含狹義和廣義兩種概念[10]。狹義的區塊鏈是一種將數據區塊按時間順序、以鏈條方式組合成的特定數據結構，并以密碼學原理保障農業產業數據不能被任意篡改，避免出現偽造的去中心化總賬。廣義的區塊鏈是一種全新的分布式基礎架構和計算范式，指利用加密式區塊結構進行數據驗證與存儲、利用分布式節點共識算法進行數據生成和更新、利用自動化腳本代碼組成的智能合約進行數據編輯與操作。區塊鏈中的數據區塊結構主要包括區塊頭和區塊體2個部分（圖1），區塊頭負責將當前區塊鏈接到前一個區塊，封存了父哈希值、Merkle根、時間戳等信息，從而保證區塊數據的完整性和連續性，區塊體負責記錄前一段時間內的所有交易信息[11]。

1.2 區塊鏈的特征

數字農業是現代農業發展的必然趨勢，同時也是現代農業的重要體征。數字農業發展的關鍵在于數據[12]，數據是構建現代農業產業鏈“零距離一體化”的核心要素[13]，而區塊鏈本質是一個去中心化的分布式數據庫。區別于傳統數據庫，區塊鏈通過深度融合密碼學、P2P 對等網絡、共識算法、智能合約等技術進行集成創新，使其具備去中心性、開放透明與可追溯性、數據安全且不可篡改、自治性等特點。

1.2.1 去中心性 去中心性指無需第三方機構或者平臺系統介入，直接實現數據的驗證、存儲、更新與維護傳輸等功能，區塊鏈各個節點之間彼此信任，可以直接交換和共享數據資源。區塊鏈主要應用去中心化的P2P網絡架構，保證鏈上每個節點地位和權限一致，每個節點既是客戶也是服務者，它們在共識機制下彼此交互協作，建立高度信任[14]。去中心化特征可以有效避免中心化機構存在的高成本、低效率和數據存儲不安全等問題。

1.2.2 開放透明與可追溯性 區塊鏈平臺采用分布式賬本技術將平臺中的信息實時同步傳輸給用戶，用戶在被授權后可以任意查看、訪問信用信息，如農產品產地信息、運輸環境及交易金額等，保障了平臺的開放透明性。同時，區塊鏈采用帶時間戳的鏈式區塊結構存儲數據，具有極強的可追溯性和可驗證性。區塊鏈的開放透明與可追溯性從技術層面消除了信息時代初期的信息不對稱性，將無關信息資源變成了信任的價值資源，提升了產業活動相互信任度[15]。

1.2.3 數據安全且不可篡改 區塊鏈采用非對稱密碼學原理對農產品交易信息進行加密保護，各節點數據在上鏈過程中使用非對稱加密公鑰和私鑰進行加密，有權限的節點才可以訪問或使用，保證了交易信息的安全性。同時，借助區塊鏈分布式系統各節點的工作量證明等共識算法形成強大算力來抵御外部攻擊，只要沒有掌握51%以上的數據節點，就無權修改鏈上的節點數據，避免了人為操控數據，從而保證上鏈數據不可篡改[16]。

1.2.4 自治性 自治性指無需中心管理機構介入，將協商一致的規范和協議內嵌到區塊鏈平臺中，平臺上所有用戶均遵循共識規則，依據共識規則進行數據交互與共享，進而達到整個區塊鏈平臺自治的目的。其核心原理是采用智能合約技術來實現區塊鏈平臺的自治，當達到觸發條件時，在無需第三方機構的監督下智能合約將自行運轉。

1.3 區塊鏈與現代農業產業鏈的契合分析

通常來說，以區塊鏈作為解決方案的應用場景具有一些共性訴求[17]，可以歸納為：①需要多方參與主體進行去中心化數據錄入；②需要可靠、安全、隱私保障的數據；③需要讓并不熟悉的參與主體快速建立分布式信任，促進信息共享。對標現代農業產業鏈，首先，現代農業產業鏈涉及政府、農業產業利益相關主體、金融機構及消費者等多個參與主體，且存在各產業環節信息多方錄入與共享的需求；其次，農產品交易的公平和高效，這對農業產業信息的真實性和完整性有較高要求；最后，農業產業信息的信任共享是促進現代農業產業鏈內循環的原生動力。因此，現代農業產業鏈的發展需求與區塊鏈應用場景共性訴求相吻合。

農業產業鏈是農業產前、產中、產后環節基于利益而形成的相互聯系的網絡結構，區塊鏈也與農業產業鏈各環節間高度耦合。產前包含農業生產資料研發和農業機械研發。在農業供給側結構性改革背景下，進行農業生產節本增效技術研發意義重大。當前，我國農業生產多以大規模、較高成本投入和較低質量產出為特征的粗放型農業發展方式[18]，區塊鏈技術可以實現農業生產資料信息安全存儲和自動管理，同時與人工智能、農業物聯網等新一代數字技術相結合，將有利于簡化大批量、機械化的工作流程，加快智能控制、農業機械自動駕駛等軟硬件產品的集成應用，推動我國農業產業從技術水平低下的粗放型向技術要素集聚的集約型轉變。產中農業生產標準化是保障農產品質量安全的關鍵環節。第三次農業普查數據顯示，我國農業生產主體仍以散落小農戶為主，分散的農業生產模式導致農產品生產標準不一，政府難以對整個農業生產過程進行有效監督管理，導致農產品品質低下。應用區塊鏈技術可以突破時空和地域限制，連接農產品生產主體與政府部門等各類利益聯結主體，暢通要素在農業產業鏈間自由流動，促進農產品生產信息無衰減傳遞，進而增強農產品生產監督管理的透明性，保證農業生產標準化，提高農產品質量安全。產后流通環節是聯結農業產業與市場的橋梁和紐帶，農產品的保質期、保鮮期通常較短，對物流的時效性要求較高，區塊鏈可以有效提升物流效率。應用區塊鏈的點對點傳輸技術和共享賬本功能可以實現物流信息的真實記錄、實時共享，實現對農產品流通全過程留痕追蹤，形成安全高效的農產品物流體系。此外，農業產業鏈信息的透明共享，將生產商與零售商快速連接起來，促進產、銷對接，利于消除因信息不透明帶來的價格不公平、交易不透明等屏障，促進現代農業產業鏈健康發展。

從現代農業產業鏈運行機制需求和區塊鏈功能的耦合來看，現代農業產業鏈是一個涉及政府、消費者、農業生產經營主體、金融機構等多元利益主體，及其從事的交易、監管、融資、保險等產業行為，以及在其交互過程中形成的商品流、信息流和資金流等多種流路的復雜網絡組織[19]。這種日益復雜、實時動態變化的現代農業產業鏈面臨著比一般產業鏈更艱巨的挑戰。如圖2所示，現代農業產業鏈運作過程中的痛點主要來自產業鏈內部信息交流障礙、主體合作不穩定和利益分配機制不健全[2，20]，這些宏觀問題可以通過區塊鏈網絡的去中心化、信息開放透明、數據不可篡改等功能優化解決。簡言之，區塊鏈可以在不依賴第三方機構的情況下，通過自身分布式節點進行網絡數據的存儲、交互和驗證，二者結合可以實現信息技術和網絡組織的協同創新。

在涉及信息共享、風險管控、市場機制等管理層面，區塊鏈的點對點傳輸、智能合約和分布式賬本等技術，為農業產業鏈信息提供信息追溯鏈。同時，在區塊鏈共識機制和非對稱加密技術加持下，使得非法篡改農業生產、交易數據的難度大大提升，進而保障了上鏈信息的安全可靠性。區塊鏈身份授權和準入認證機制進一步保障了農業產業鏈全網節點的透明化，農業產業鏈信息都需要共識節點認可后方可上鏈。綜上，區塊鏈與現代農業產業鏈融合，可以為現代農業產業鏈各環節、不同主體間交流溝通建立可信的信息共享通道，產業鏈主體能基于透明且真實的信息進行有效溝通，有效推動產業鏈內部信息整合、降低產業鏈溝通成本、提高交易效率；同時，區塊鏈可以提升產業鏈抗風險能力，其無需第三方機構參與的去中心性特征，保障了產業鏈交易的連續性和可靠性，公開、不可篡改、透明的交易信息增大了產業鏈主體的違規操作成本，從而有效遏制了產業鏈內部機會主義和信任風險，緩解產業鏈內部沖突。此外，在市場機制層面，區塊鏈的融入使得現代農業產業鏈的生產交易信息、資金流向信息都變得公開透明化，促使產業鏈主體在決策判斷、相互協調配合等主觀選擇和主觀行為上更加理性，促進主體間的利益分配更加均衡，提升農業產業鏈溢價能力。

2 區塊鏈下現代農業產業鏈發展優勢及應用案例

以機械化、水利化、化學化和電氣化為主要內容的農業現代化1.0建設徹底解決了我國十幾億人的吃飯問題，但是我國農業仍存在著基礎薄弱、大而不強等問題，以現代化信息技術發展新型現代農業已成為傳統農業現代化轉變的必然選擇[21]。區塊鏈技術的去中心化、開放透明、安全可靠等優勢能夠有效解決農業產業信息不對稱、易篡改、安全性差等問題，對于促進農產品質量安全追溯、農業物聯網與供應鏈金融等現代農業產業鏈細分領域的高質量發展意義重大。

2.1 提升質量安全

農產品質量安全是實現農業現代化、助力鄉村振興的關鍵。農產品溯源系統建設是解決農業產業鏈中農產品質量安全問題的有力措施。目前，傳統農產品質量安全追溯源系統主要存在以下不足[22]：一是農產品溯源過程呈現點多、線長、面廣的特點，傳統溯源系統無法實現全產業鏈溯源信息的公開透明；二是傳統以中心化數據庫為主的溯源系統，溯源數據分散在不同企業中自主管理，數據的完整性、真實性無法保障，且追溯鏈不完整，在發生農產品質量安全問題時，消費者維權仍然存在溯源難、舉證難、責任認定難等問題；三是傳統溯源系統互不兼容，溯源信息難以互通、共享，存在區域性和行業性壁壘，導致溯源系統運行效率低、資源浪費現象突出。區塊鏈技術與物聯網、云計算和云存儲等新一代信息技術進行集成創新，對農產品質量安全追溯系統的各個環節實現改進，應用案例如“步步雞”區塊鏈質量追溯系統[23]。

2017年眾安保險旗下的眾安科技聯手連陌科技推出區塊鏈溯源項目——“步步雞”，運用區塊鏈、物聯網和防偽技術，保證每只散養雞從雞苗繁育到餐桌消費過程中所產生的數據全部被真實記錄到區塊鏈中，從而實現散養雞的防偽溯源，為消費者提供值得信任的食品。目前，該項目已經在安徽、貴州、河南、陜西等地廣泛推廣，已簽約的養殖基地超過400個[24]。

“步步雞”將區塊鏈技術嵌入到農業產業鏈的質量控制體系當中，形成數字化、可追溯的制度供給，推動了農產品追溯系統的發展，具體應用優勢如下：①實現農產品生產全流程信息化、全過程可追溯。案例中將區塊鏈、物聯網云計算等新一代信息技術集成，構成“步步雞”產業鏈組織生態，實現從信息采集、傳輸到處理過程的智能化，降低了人為操作的風險。依靠區塊鏈的安全透明、共識共享機制，實現了散養雞從養殖場到餐桌信息的全程留痕，可追溯、不可篡改，將傳統農業產業鏈中的“人與農業信息對話”轉變為“數據與數據對話”。②提升存儲效率。“步步雞”項目中散養雞在飼養、屠宰、運輸、銷售等全產業環節產生的數據都會實時上傳到“安鏈云”上進行存儲。“安鏈云”作為區塊鏈的一個應用平臺，采用去中心化的存儲方式，將上傳的數據分散存儲在多個節點上，這種去中心化的存儲方式不僅能夠提高存儲數據的安全性，還能夠提高數據的訪問速度，降低網絡延遲。③提高農產品溢價能力。“步步雞”與散養雞的最顯著區別為“步步雞”進行了區塊鏈化認證，每只雞腳環上都有一個二維碼，真實記錄了從雞苗到雞場，從雞場到餐桌的全部信息，解決了消費者對品牌的信任問題，同時也使得擁有區塊鏈背書的產品能夠獲得更高水平的溢價，當前“步步雞”的零售價高達238元[25]，較高的溢價一部分來自技術成本，另一部分是高品質和強信任帶來的。

2.2 增強基礎設施安全性

農業物聯網作為智慧農業必要的基礎設施，智能鏈接“人-機-物”，促進現代農業產業鏈從農業生產、經營、流通到服務各環節實現智能化、可控化、精準化、規模化發展。但對于高度依賴中心化服務器的傳統物聯網系統來說，數據在隱私保護、可靠傳輸等方面存在的缺點嚴重影響著物聯網技術的應用與推廣[26]。應用區塊鏈的去中心化特性可以建立去中心化的物聯網訪問控制系統，為物聯網賦予安全存儲、可追溯、不可篡改等新特性，增強了農業基礎設施的安全性。應用案例如美國Filament搭建的基于區塊鏈的農場資產管理系統[27]。

美國物聯網初創企業Filament公司將物聯網和區塊鏈結合，搭建農場資產管理系統。農場資產管理系統可以理解為一個物聯網軟件堆棧，能夠有效整合農場主的物聯網設備。該系統為每個農場物聯網設備提供一個區塊鏈身份證明，設備間的數據傳輸、交易由智能合約直接管理，且交易過程均會直接記錄在區塊鏈上，保證了農場物聯網設備監測到的農場環境信息、土壤狀況以及全球定位系統（global positioning system，GPS）定位信息的可信傳輸，實現了農場基礎設施的獨立運行與安全溝通。

基于區塊鏈的農場資產管理系統是“區塊鏈+物聯網”的典型應用，同時也是現代農業轉型升級的重要支撐，涉及智慧農業監管、智慧農業資源管理、智慧農業精細化操作等多個方面。這一創新應用的優勢如下：①信息共享安全。物聯網系統間信息的交互和交易，要么線下進行，要么基于云服務的信息共享技術實施，常常會發生數據被非法篡改或者因交互導致數據丟失的情況，其根本原因是物聯網中缺乏有效的共享機制。基于區塊鏈的農場資產管理系統是一個非中央控制系統，應用區塊鏈的智能合約、物聯網信息摘要上鏈等方法提升了物聯網數據存儲和共享安全水平。②農業大數據隱私安全。在農業物聯網環境下，整個農產品生產全過程完全透明，作物長勢、作物營養水平、畜禽生長信息、土壤參數、環境信息、氣候變化信息等開放信息和隱私信息都是可感知對象，極大提升了農業產業鏈的數字化水平，而在數字化發展進程中如何保護農業產業鏈主體敏感信息的隱私安全也成為了物聯網技術發展面臨的首要課題。基于區塊鏈的農場資產管理系統支持匿名數據傳輸和批量認證，從而實現隱私保護。同時還支持實時追溯交互數據，實現全網節點對交互數據的共同監督，可有效避免數據被惡意利用或篡改。此外，區塊鏈的零知識證明技術、身份認證技術、公鑰密碼學技術等相關密碼學技術方法在農業物聯網隱私保護中也起到積極作用。③助力農業產業鏈提質增效。基于區塊鏈的農場資產管理系統是一套涵蓋大量物聯網設備、網絡設備、終端設備、農業生產及相關配套設備的智能化、集約化管理體系，可以為農業生產提供穩定、可靠的數字基礎設施。在該平臺上農場管理者能準確獲取防篡改的環境監測信息（空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤信息）、農場使用協議、GPS定位信息等，幫助農場管理者高效地管理農場。

2.3 創新農業產業鏈供應鏈金融

農業供應鏈金融是現代農業產業鏈的重要融資模式，是指以現代農業產業鏈核心企業為中心，對其上下游企業、農戶等進行信譽捆綁，通過設計科學有效的金融產品以滿足整個農業供應鏈的融資需求，促進農業供應鏈整體高效運行的金融方案[28]。農業供應鏈金融的應用與推廣，有效解決了我國小農企業“融資難”與“融資貴”的問題，但是傳統技術下金融機構難以準確掌握農業供應鏈的各種交易信息，導致農業供應鏈金融存在“因地制宜”“ 一事一議”等現象。數字農業供應鏈金融已經成為整個農業產業鏈升級的戰略突破口，應用區塊鏈技術可以實現農業供應鏈各主體交易信息的精準記錄與信息共享，從而消除農業供應鏈金融存在的信息不對稱問題，為信用風險預警提供信息與技術支持，案例如基于區塊鏈的農村產權交易平臺[25]。

螞蟻區塊鏈科技（上海）有限公司投資建設的基于區塊鏈的農村產權交易平臺于2020年率先在江蘇省金湖縣試點應用。該平臺運用區塊鏈技術將土地經營流轉信息上鏈，形成可信、可控的數據源，通過引入銀行等金融機構進行鏈上助農貸款發放，形成農村產權“區塊鏈+交易鑒證+抵押登記+其他權證”的抵押融資鏈條，創新農村金融服務。該案例入選農業農村部公布的2021年數字農業農村新技術產品新模式優秀案例[29]。

區塊鏈與農業供應鏈金融深度融合可以建立去中心化的多方協作機制，提升農業供應鏈金融的服務效率。在傳統農業供應鏈金融中，金融機構通過線下方式獲取農業供應鏈各主體交易信息，信息獲取難度普遍較大、手續復雜，農村產業交易中還存在土地價值評估不明確、抵押物處置流程不順暢等問題，影響著金融服務便捷性和效率。基于區塊鏈的農村產權交易平臺將江蘇農村產權交易主體與金湖農村商業銀行等產權交易主體和金融機構作為區塊鏈節點，實現了去中心化的多方協作。土地經營者將農村產權交易所涉及的發包人信息、承包人信息和土地流轉信息等關鍵數據進行上鏈存證，使得鏈上數據具有真實可靠、不可篡改的特性，保證了土地經營權交易全流程可信。農民的知情權、參與權等信息也將在鏈上登記，在農村產權交易平臺上即可完成競價，推動了農村生產要素在更大區域內流動。金融機構通過權限認證可以獲得鏈上真實數據，在智能合約技術支持下，自動完成農村產權交易風險核驗、抵押等工作，顯著提升了金融機構農業貸款的便捷性和效率。2021年金湖某農戶僅花費半天時間就獲得了基于區塊鏈技術的農村經營權抵押貸款，若用傳統貸款模式，不僅要準備大量材料，還要等待更長時間[30]。

綜上，區塊鏈可以打通農業產業鏈信息聯通壁壘，為數字經濟下規制“數據生產關系”提供了制度技術[31]。首先，在物聯網、大數據、云計算等技術條件下，依靠區塊鏈的智能合約，可以保障現代農業產業鏈上的數據真實、可靠，產業鏈上主體間的信任無衰減傳遞、產業鏈供銷流程可追溯，讓傳統農業產業鏈存在的信息契約、市場、生產等不確定因素變得可控；其次，區塊鏈保障了現代農業產業鏈上的生產數據、交易數據、資產數據權屬清晰、真實透明，為現代農業產業鏈營造了可信生態。可信數據庫的信用背書成為各生產經營主體融入產業鏈的信譽保障，使得可信產業鏈下的主體合作更加穩定、長久；最后，區塊鏈背景下的現代農業產業鏈中，數據成為專用性資產，數據形態的專用資產可以突破空間、地域局限，避免了被套牢的風險，極大地提升了各生產要素的流通效率。總之，區塊鏈可以降低現代農業產業鏈存在的信息不對稱和有限理性，促進農業產業鏈資源要素的有序流轉與深度融合，實現現代農業產業鏈的整體效用與個體效用的帕累托最優[32]。

3 區塊鏈與現代農業產業鏈融合發展的制約條件

盡管融合區塊鏈技術的現代農業產業鏈與傳統農業產業鏈相比優勢顯著，但市值較少，落地成果有限，目前仍存在技術、推廣與應用、融合模式等多個制約其發展的條件。

3.1 技術條件制約

3.1.1 運行效率受限 一是共識機制帶來的高計算能耗。共識機制是區塊鏈的核心組成部分，其可以實現整個區塊鏈網絡節點數據的一致性，確保現代農業產業鏈上每筆交易的真實性和正確性。現代農業產業鏈上的主體和節點很多，且各生產經營主體的利益、主張都存在差異，產業鏈的共識過程需要消耗大量的算力和時間，從而影響區塊鏈的出塊速度。二是存儲負擔大。區塊鏈通常采用鏈上存儲模式，農業產業鏈上的全部數據及執行代碼將永久地保存在區塊鏈中，隨著產業鏈運轉及不斷發展壯大，業務數據的產生速度和規模將呈現爆發式增長，必將對節點的存儲能力帶來新的挑戰。高負載的存儲環境會直接影響對農業數據的傳遞速度、系統運行效率。

3.1.2 存在安全隱患 盡管區塊鏈技術具有很高的安全性，但隨著信息技術的發展，區塊鏈技術也存在安全隱患。一是底層算法帶來的安全隱患。從理論上講，只有在51%以上的節點用戶同時受到惡意攻擊時，區塊鏈數據才會被泄漏或篡改[16]，盡管目前這種可能性微乎其微，但未來隨著密碼學和量子技術的不斷發展，區塊鏈加密算法面臨極大挑戰，這也將成為區塊鏈應用的最大隱患。二是密鑰泄露風險。區塊鏈利用密碼學中的非對稱加密技術來生產和存儲密鑰。由于密鑰存在管理漏洞和量子計量威脅[33]，極易造成密鑰泄露風險，一旦密鑰被破解，現代農業產業鏈上存儲的信息將會被竊取。三是智能合約存在漏洞風險。智能合約是正確執行公開指定程序的共識協議，是區塊鏈去中心化系統的核心設計。當前任意一款智能合約的設計都容易出現任意存儲寫入漏洞、任意目的地址跳轉漏洞和代幣耗盡拒絕服務漏洞[34]，據統計，以太坊中有89%的智能合約代碼都存在安全漏洞，有的還造成了巨大損失[35]。

3.2 推廣與應用條件制約

3.2.1 配套設施不完善，開發成本較高 區塊鏈技術是建立在眾多現代數字技術之上的重要技術創新，其應用發展需要依賴完善的信息化基礎設施和更多的數字技術，具有較高的準入門檻。而我國農產品產地絕大多數在農村地區，信息化程度及基礎設施建設水平普遍較低，故農村地區推廣應用區塊鏈技術在系統研發、場景實現及軟件維護等方面可能面臨持續且高昂的成本投入問題。

3.2.2 相關法規、制度不完善 目前，雖然我國政府推出了一系列鼓勵區塊鏈發展及區塊鏈在農業領域應用的政策，但仍然存在資源配置失衡、政策調控失效、監管不善等問題。區塊鏈與現代農業產業鏈的融合發展缺乏頂層設計，規劃與標準不夠清晰，而現代農業產業鏈上的主體權益、信息上鏈門檻、交易的合法性、智能合約、共識算法等技術監管都需要政府制定詳細的規則和機制。

3.2.3 標準體系缺失，缺乏互操作性和通用標準 缺乏通用行業標準是限制區塊鏈應用擴展的主要因素之一[36]。盡管國內外已經開始研究區塊鏈相關標準，但區塊鏈應用領域尚未設立公認的行業標準體系。當前，針對區塊鏈技術基礎平臺、業務流程、應用技術、互聯互通、安全運維等方面的標準已經開始探索。但這些工作仍然是分散、碎片化的，尚未形成統一的標準體系，使得區塊鏈網絡之間仍很難實現相互操作與數據交互傳播，亟需制定統一的區塊鏈農業應用標準，促進產業鏈信息的共享和管理。

3.3 區塊鏈與現代農業產業鏈融合模式制約

3.3.1 業務模式上的制約 區塊鏈技術與現代農業產業鏈融合，將從生產、管理、渠道、流通、銷售等全產業鏈模式上變革中國農業。現代農業產業鏈業務模式的形成主要依靠農民、合作社、企業和地方政府等相關利益主體形成有效的互動結構。區塊鏈與現代農業產業鏈的融合意味著要改變傳統的業務模式，變革即意味著風險。區塊鏈技術整體上超越當前農業發展，對于大多數小農戶而言很難了解區塊鏈技術的原理，同時受小農經濟思維影響，對新技術普遍持觀望、不信任甚至排斥的態度。對于經營穩定的企業來講，區塊鏈技術的復雜性、高投入性、實用性人才匱乏是很難被接受的。缺少農民和企業支持的現代農業產業鏈是不可持續的，也是建立面向農業產業的區塊鏈技術體系不可回避的挑戰。

3.3.2 運作模式上的制約 區塊鏈與現代農業產業鏈融合意味著現代農業產業鏈數據的可信共享、農業產業鏈相關利益主體合作共贏。區塊鏈技術的“去中心化”是區別于其他傳統系統的主要特質，然而在區塊鏈技術形塑現代農業產業鏈運作模式時，絕對的“去中心化”是無法一以貫之的。區塊鏈是誘發現代農業產業鏈業務結構變化的技術過程。現代農業產業鏈利益相關主體權力的重新分配也將帶來新的風險，鏈式結構中的技術精英在不經授權或不受監督的前提下可能會塑造新的虛擬權力，從而再次引發壟斷或主導交易、分配等情況發生。被技術精英控制的現代農業產業鏈形成了“再中心化”的發展態勢，背離了使用區塊鏈技術的初衷。如何在“去中心化-再中心化”過程中平衡現代農業產業鏈主體間利益關系、優化運作模式，是區塊鏈與農業產業鏈融合發展需要考量的一大問題。

3.3.3 管理模式上的制約 區塊鏈技術的介入可以推進現代農業產業鏈量化管理進程，使現代農業產業鏈過程變得可見、可感知、可運算，利于形成一個效率高、沖突少的現代農業產業鏈管理模式。當前區塊鏈技術尚不成熟、技術監管也不完備，給區塊鏈技術下的現代農業產業鏈治理帶來了一系列潛在風險。首先，區塊鏈是應用技術程序來發揮管理效力，設計一種內嵌公共價值、高度交互的區塊鏈運作過程，存在技術瓶頸[37]；其次，區塊鏈的技術算法無法完整地還原復雜的現代農業產業鏈網絡，從而陷入“還原分析”誤區，部分真實的信息通過區塊鏈精密算法表達后，也難以得出最適宜的管理方案；最后，區塊鏈的介入打破了傳統以政府為中介的管理結構，迫使政府放棄大量現代農業產業鏈運行關鍵信息，削弱了政府的調控能力，面對技術經營違規操作、區塊鏈技術局限帶來的管理失靈問題，將極大地增加政府的監管成本，甚至威脅政府權威、影響政治安全。如何在“弱政府干預”情境下，提升農業產業鏈管理水平，平衡好政府調控干預與農業產業鏈全鏈路流動自由是區塊鏈與農業產業鏈融合面臨的又一難題。

4 促進區塊鏈與農業產業鏈融合的對策

現代農業產業鏈通過區塊鏈和智能合約等技術進一步強化了現代農業產業鏈信息融合過程中的價值邏輯和運行機制，同時，互聯網、人工智能、物聯網等現代信息技術的應用為其提供了大量的農業產業數據，并成為其提升農業市場價值的決定性因素。目前，區塊鏈與現代農業產業鏈的融合應用還處于起步階段，盡管與傳統農業產業鏈相比具有明顯優勢，但目前仍存在若干制約其發展的條件，一定程度限制了區塊鏈與現代農業產業鏈融合應用的發展。針對區塊鏈與現代農業產業鏈融合的制約條件，建議從以下方面推進發展。

4.1 加大農業領域區塊鏈底層和基礎技術研發，創造區塊鏈與現代農業產業鏈融合的技術基礎

2019年10月，習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習會議上提出，要加大投入力度來推動區塊鏈技術的應用場景落地。區塊鏈技術的創新與核心技術攻關對區塊鏈產業發展、壯大至關重要。目前，大多數區塊鏈項目或團隊都是借助比特幣、以太坊、超級賬本等國外區塊鏈平臺或者對其進行二次開發，使得區塊鏈技術在安全隱私、交易驗證、共識機制等方面都面臨著嚴峻挑戰，這些問題極大地限制了區塊鏈在農業領域應用的網絡邊界和應用范圍。

加強農業領域區塊鏈底層技術創新，首先要加強對農業領域區塊鏈核心技術的研發投入力度，加大在體系結構、共識算法、（跨鏈）通信協議、專屬硬件等方面的技術攻關，滿足農業產業創新發展中的技術需求；其次，加大區塊鏈與其他技術的集成研發力度，重點加強對區塊鏈、人工智能、農業物聯網、大數據、云計算等數字技術的綜合應用，推動形成技術自主、安全可控的現代數字農業產業鏈支撐體系，促進農業產業鏈的升級轉型；最后，要加大對區塊鏈平臺檢測、分析、判別、預警等技術工具的研發投入和力度，以滿足不同農業產業鏈應用場景的需求，加深區塊鏈在現代農業產業鏈中的嵌入程度和應用水平。

4.2 盡快建立區塊鏈與現代農業產業鏈融合支撐體系，打造良好的融合環境

完善的支撐體系和配套基礎是實現區塊鏈與現代農業產業鏈融合發展的重要先決條件。然而，當前我國農業農村信息化條件還比較落后、農業數字化建設體制機制還尚未形成，阻礙了區塊鏈技術在農業領域的深入進程，因此，亟需采取措施破除障礙，為區塊鏈與我國農業融合發展創設適宜環境。首先，要加快區塊鏈布局現代農業產業鏈的頂層設計和戰略規劃，從戰略方向、制度體系、運營機制、服務模式、監管體系等方面積極跟進，為企業、科研院所、社會組織等聯合發展提供政策、資金和推廣應用等方面的便利和保障；其次，要提高農業配套基礎設施建設水平。一方面要促進農業配套基礎設施主體向多元化方向發展，廣泛吸納政府、企業、社會組織等多元主體參與其中，讓多方力量注入到農產品生產、加工、流通等現代農業產業鏈基礎設施投資領域，以擴大農業產業信息化覆蓋面；另一方面要積極引進先進信息技術和相關產品，將其投入到農業生產和設備更新中，為區塊鏈技術不斷進步更新持續提供可靠、穩定的承載平臺。最后，要加快完善農業領域區塊鏈技術應用的標準體系，聚焦業務發展和業務場景關鍵環節，以技術安全、業務合規、融合順暢、實施可行和產業鏈利益相關主體權益保障為重點，推動完善區塊鏈技術與現代農業產業鏈融合應用的基礎術語、安全規范、工藝流程、應用評估等標準規范，從而指導和規范區塊鏈技術在農業領域中的應用，為搶占更多國際話語權奠定基礎。

4.3 加強區塊鏈與現代農業產業鏈融合理論創新，指導區塊鏈與農業產業鏈發展實踐

人工智能、大數據、區塊鏈等數字技術極大地提升了產業鏈的現代化水平。但是與其他產業鏈相比，現代農業產業鏈具有點多、面廣、線長、復雜度高等眾多特殊屬性，目前尚未形成完善的現代農業產業鏈體系。研究區塊鏈與現代農業產業鏈融合理論創新，既可以豐富產業鏈現代化理論研究，還可以指導農業現代化發展實踐。

區塊鏈與現代農業產業鏈融合理論創新研究，屬于數字技術與農業產業交叉研究的范疇，所以在研究框架設計上既要借鑒區塊鏈與其他領域融合的經典成果和最新動態，還必需重視現代農業產業鏈數字化進程中積累的研究經驗和應用實踐。這要求相關研究者要充分理解現代農業產業鏈發展背后的深層次邏輯機制，結合各學科的優勢，形成交叉、多元的理論機制。盡管我國從政策到經費都給予了大力支持，推動科研院所、高校、企業等圍繞區塊鏈開展廣泛研究，但區塊鏈融合創新研究仍顯不足，還需在以下2個方面下功夫。第一要加強專業人才隊伍培養，區塊鏈技術嵌入農業產業鏈，需要大量既懂數字技術又懂農業產業的復合型人才支撐，科研院校應加強交叉學科課程設計，應用農業科技項目和創新平臺建設，盡快培養一批高水平的區塊鏈農業應用創新團隊，提高區塊鏈產業融合創新能力；第二要建立產業主體的溝通、交流渠道。發揮政府部門的規劃引領作用，引導科研院校、區塊鏈技術企業、金融機構等相關主體加強合作，形成良性互動的長效溝通機制，增加技術溢出效應。

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