基于区块链技术的农产品供应链模式探究

秦明旭 鞠轶 李琨

摘 要：信息技术和物流的快速发展为农产品销售渠道增加和销售范围扩大提供了便捷条件，促进了农产品供应链模式的形成，但是由于各方面因素的影响，导致传统农产品供应链模式存在信任不足、信息不对称、农产品安全难以保证等多方面的问题，导致农产品供应链出现了诸多弊端，增加了农产品供应链运行的风险性。区块链技术在农产品供应链模式中的应用，可以基于自身公开、不可篡改、可溯源等特性，为农产品供应链的组织治理提供有效的解决方案。本文主要对传统农产品供应链模式存在的问题进行分析，以区块链为手段，进行农产品供应链模式的优化，促进农产品供应链模式治理、合作质量提升。

关键词：区块链;农产品;供应链模式;溯源系统

农产品供应链的产业化与现代化转变，是农产品经营模式发展的必经之路，符合我国市场经济发展的需求。随着其进程不断加快，参与主体逐渐增多，治理范围逐渐增大，传统的农产品供应链运作模式陆续暴露出一些不足与弊端。本文主要对传统农产品供应链模式存在的问题进行分析，进而以区块链为技术手段，对传统农产品供应链模式的优化进行探究。

一、传统农产品供应链模式中存在的问题

信息技术和物流的快速发展，打破了农产品销售的地域限制，在促进农产品供应链的形成及壮大的同时，也引发了一系列的问题，具体包括以下几方面：

1.供应链节点多、不稳定因素多

农产品供应链具有显著的多节点特性，我国境内大多数农产品供应链从最初的农户或者种植者到田头交易，经过仓储、物流运输、走到销售地批发、进入零售市场等，然后到消费者餐桌，最保守估计也能达到5到6个节点以上。在此过程中，供应链的各个环节皆存在不稳定因素，农产品最终的质量可能受到自然环境、加工条件、人为操作规范、仓储条件、物流等诸多因素的影响，整个供应链中存在的风险隐患很多，一旦某一环节发生变故，则大概率会影响到最终产品质量，进而影响整个供应链的稳定发展。

2.信息可信度低，传统契约难以起到约束作用

农产品供应链上节点多也就意味着参与者多，各参与者虽彼此之间会签订契约进行约束，但是受多种因素影响，传统农产品供应链中的契约并不能很好地达到约束各方的效果。一方面，违约行为发生可能性大。农产品的市场供需平衡受自然环境因素和市场因素双重影响，供需关系波动较大，因此而产生的价格浮动也大，背后利益驱动的各方违约行为发生的可能性也会随之增大，无形之中增加了农产品契约的违约风险。另一方面，即便不违约，信息也容易被篡改。在农产品供应链传统的运营模式中，受技术的限制，无论是产品本身的信息、还是契约信息都比较容易被篡改，同时各参与方出于利益考虑也都有篡改信息的动机。再加上无法进行契约内容的全面监督，当契约签订双方出现违约情况时，甚至一方都不能及时发现，从而进行自我维权工作的开展。仅靠契约来约束农产品供销中的各个环节的效果并不理想。

3.信息不透明，难以实现公平

由于农产品产业链上环节多且信息不透明，供应链各个环节上参与者所能获得的信息呈现出不对称性，各参与方的利益不能得到保障，随时可能出现逆向选择的现象，各参与方很难实现利润分配上的相对公平、平等。例如，农产品供应链的最上游很多情况下是农户，而农户的信息来源渠道有限，生产加工企业常在与农户进行契约签订时把标准提升到合理范围以上，甚至签订极为苛刻的契约，侵犯农户的利益，但是，为了把农产品换成金钱会不断退让，降低了农户的利润收入，从而导致农产品供应链模式的公平性受到影响。

4.监管治理难，责任追溯难

由于农产品产业链上环节多且信息不透明，一旦最终产品出现问题责任追溯很难实现。农产品供应链模式具有中间型网络组织属性，理想状况下，其根据农产品的特點、市场需求变化与各参与方的关系，应当具备灵活性、高效性、平等性、监督性、稳定性、风险控制等方面的能力，从而妥善处理各参与方之间的关系及问题，在保障各参与方利益不受侵犯的前提下，促进农产品供应链模式的健康、稳定发展。但是，由于农产品供应链环节多、产品特性较强、受影响因素复杂、上游的参与方众多且大多为农户及小生产者等因素，对于农产品供应链的监管治理工作开展起来十分困难。

5.食品质量安全区域差异性问题

农产品供给质量在不同发达程度的地区之间体现出了一定的差异性。农产品质量安全既是食品安全的一部分，更是食品安全的基础。根据江南大学《中国食品安全发展报告（2019）》的调查结果，2017年全国有12个省份在国家市场监管总局食品安全监督抽检中的合格率低于全国平均水平，同时结果显示发达地区的食品安全状况明显好于欠发达地区，城市食品安全状况好于农村。值得思考的是，农村地区作为农产品供应链上游地区，被认为可能并不受粗加工农产品质量安全问题困扰，然而现实情况是在经济飞速发展的今天，农村地区对于深加工食品的巨大需求使他们既处于农产品供应链的上游是供应者，同时也处于下游是消费者，农产品质量的安全不可避免地也最终对其产生极大的影响。

二、区块链发展现状

2020年4月，在国家发改委举行的例行新闻发布会上，区块链正式被列为新型基础设施中的信息基础设施。至此，区块链技术已经站在了政策的风口上，在新基建的春风下，区块链技术的产业化应用可谓大势所趋。要真正的产业化落地，场景选择、架构设计、与其他技术的配合皆是关键。对于区块链技术现有的研究及实践多集中于数字货币、金融、数字政务等方面。在数字货币领域，区块链技术最初走入人们视野是由于比特币，比特币技术上实现了去中心化的支付系统。2019年6月互联网巨头脸书也发布了其加密货币天秤币白皮书。无论是比特币还是天秤币其依托的底层技术正是区块链技术。中国人民银行早在2014年就开始了人民币数字货币的研究与开发，是世界范围内比较早的启动数字货币研制的央行。2019年8月初，央行召开下半年工作电视会议，要求加快推进国家法定数字货币研发步伐。在金融领域，区块链技术降低了跨行跨境交易的复杂性和成本，其底层加密技术保证了交易记录透明安全且便于监管。在此基础上，区块链技术可以通过建立联盟网络、票据信息上链等技术手段解决企业融资过程中的信用评估难问题。在政务方面，区块链发票是国内区块链技术最早落地的应用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台，大幅降低了税收征管成本，有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。农业在我国国民经济中占据着重要的基础地位，同时，我国农业发展的战略趋势倾向于数字农业。农业农村部和网信办印发的《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》就此提出了“到2025年，数字农业农村建设取得重要进展，有力支撑数字乡村战略实施”的整体目标。事实上，农产品供应链中有安全、监管、溯源等方面的需求，而区块链技术具有公开、不可篡改、可溯源等特性，这恰好为农产品供应链的组织治理提供了完美解决方案。可见，将区块链技术应用于农产品供应链这一场景既符合区块链技术产业化落地的趋势，也符合我国农业发展的战略趋势。

三、基于区块链的农产品供应链模式的优化分析

传统农产品供应链模式存在风险难以约束、信任不足、信息不对称、责任难以追溯等方面的问题。基于区块链技术的农产品供应链模式针对上述问题可以提供有效的解决方案，对于农产品供应链模式内的合作关系和组织治理具有重要的影响，有利于促进农产品供应链的安全、稳定、可持续发展。

1.区块链农产品供应链模式的特点

区块链农产品供应链模式的特点，主要体现在以下几方面：一是去中心化。区块链的共识机制使信息一旦上鏈无法篡改，有效地避免了人为的出于维护单方面利益的篡改信息。各个环节的参与者基于信息可靠的前提下，进行交易的选择，增加了信息的可靠性，削弱了契约难以约束的风险，解决了传统农产品供应链模式中的信任问题。尤其是在农产品供应链节点众多、各环节参与者规范水平参差不齐的情况下，越是下游的参与者或是消费者越得益于该模式。二是信息透明化。区块链技术在农产品供应链中的应用，使各个环节的参与者均可查询追溯产品上游的种植、加工、运输、销售等完整信息，进行风险控制，解决了信息不对称的问题，有助于各参与方利益的保障。三是可追溯性。区块链内部的信息可以按照信息输入的时间进行加密、保存，为各参与方提供了完整的信息链条，为产品信息的追溯提供了完整的信息支持。在发生责任事故时，可以迅速、准确地进行责任追溯，并予以纠正或补救，不仅有效落实了食品安全监管，更有利于农产品产业链的可持续发展。

2.区块链农产品供应链模式的优势

利用区块链技术对农产品供应链进行优化升级将从经济、社会、环境多方面产生积极的效益及影响。经济效益方面：对提升国产农产品市场公信力，进而提升我国农业全球竞争力、市场份额，起到引导作用;同时，对我国农村经济发展产生积极的影响，对脱贫攻坚工作起到积极的作用。社会效益方面：有助于解决食品安全问题;助力数字农业农村建设，有力支撑数字乡村战略实施;同时，有助于解决农产品资源配置不均衡问题。环境效益方面：有助于提高我国农业生产企业对于环境友好型种植的重视程度。

与此同时，区块链在农产品供应链模式中的应用，为各参与方提供了完整的信息，使得各参与方基于信息分析进行合作对象选择，既保证了各参与方利益不受侵犯，增加各参与方之间的信任度，从而促进农产品供应链模式环境的良好发展;还可以根据信息提供需求，进行各参与方行为的约束，促进了各参与方运营模式的不断完善。从消费者参与角度看，区块链做到了农产品信息的全方面公开，保障了消费者的知情权，使得消费者根据自身的需求，进行农产品的科学选择，满足了消费者的需求;从农户参与角度看，区块链进行了农产品需求信息的全面展示，并根据市场需求的变化，进行变化信息的补充，为农户进行农产品种植规模的确定，提供了重要的参照信息，避免农户出现因信息不对称，导致种植农产品与实际需求不符的问题，避免农户利益受到侵犯;从经营者参与角度看，区块链为经营者提供了农户种植、培育的相关信息，使得经营者可以根据自身经营需求，科学进行农户的选择。

四、基于区块链技术的农产品供应链模式构建

1.农产品溯源系统构建

基于区块链技术的农产品供应链模式主要是以区块链技术为手段，对农产品从生产种植、加工、物流运输到网点销售的整个过程中，通过物联网等各种采集方式，把农产品相关生产信息、加工信息、运输信息及销售信息进行存储并管理，使各个环节的参与者以及最终消费者了解到产品的所有详细信息;通过多媒体、智能终端等多种形式向参与者提供信息展示，进而实现对农产品信息的溯源和跟踪，保证农产品无论是作为中间品参与到下游生产活动，还是作为最终消费品到消费者手中，所展示的信息均具备真实性、可靠性。一方面，最大程度地增加了供应链上各个环节参与者彼此的信任度，保障农产品食用安全;另一方面，当出现农产品质量安全事故时，执法机构可以通过基于区块链的数据追溯到问题环节，确定责任主体。具体的方法可以建立农产品溯源系统，在其中应用区块链技术，终端结合区块链技术的主要特性，对农产品溯源系统进行设计，系统使用B/S和C/S混合架构，使用JAVA语言开发的三层架构的模式。采用JDBC +SPRING框架实现系统的数据的业务逻辑层和数据访问层，数据表在业务层与数据层交互时维护。整个系统技术框架可分为物理层、通信层、数据库层和接口层。物理层中主要包含了智能传感器与执行器等，用于数据采集并转发到上层协议。通信层主要包括网络结构与协议。数据库层主要指分布式存储数据库。接口层主要嵌入应用程序或协议，提供人机交互入口。区块链技术主要应用于数据库层和通信层。数据库应支持多进程、多线索，支持Client/Server和SMP处理模式，可以支持多个并发用户，具有良好的查询和运行性能。

2.农产品数据采集方案

农产品追溯系统强调每一个农产品供应链成员的参与，强调每一个关键环节信息的可靠、公开、透明，因此，如何保证采集数据的真实可靠是最基础，也是最重要的环节。应用物种鉴别、电子编码以及自动识别与数据采集技术等农产品溯源关键技术，可以实现增强农产品溯源信息采集、加工、传输和应用能力，同时做到去人工化少人工化，硬件对硬件的数据传输，进而保证了数据信息真实可靠。在生长种植时期数据信息：对每颗幼苗贴挂电子标签，安装RFID设备定期采集环境数据记录在农作物电子标签中。温室施肥、喷洒农药等操作，系统会自动记录操作信息。农产品生产加工时期数据信息：当农作物成熟进行初加工时，所有操作信息均保存到电子标签中。检测农药残留数据信息：检测员对农产品进行农药残留等检测，将结果保存到溯源系统数据库并上区块链。物流运输数据信息：农产品溯源系统自动生成二维码，贴在该批次的农作物上，系统生成二维码并回收RFID标签，系统自动将该农产品所记录的生长环境数据、检测农药残留数据、加工信息等所有已上传区块链和本地数据库的数据与该二维码绑定。平台网点销售数据信息：消费者扫描二维码了解农产品的相关溯源信息，对可收集的交易信息存放一定时限以保证消费者的权益。

3.农产品供应链数据存储方案

在农产品追溯系统中，农产品供应链的责任主体属于协作关系，存在横向互联的合作，各节点之间不能完全信任。农产品溯源选用联盟链，各参与节点共同维护系统。数据的存储方式是将农产品各节点的追溯信息直接写入区块链，随着节点数量增加，数据越来越多，区块链存储负载压力也越来越大。再加上区块链特有的链式结构，致使数据查询效率下降，针对这些不足，农产品区块链追溯系统存储方式采用本地数据库结合区块链存储模式。分散存储策略储存数据，提高了查询速度，保证了数据库良好的查询和运行性能。溯源信息存储到供应链各节点本地数据库中，通过加密学算法消费者可以通过扫描二维码从本地数据库中获取农产品溯源信息和对应区块号，对信息进行哈希计算，比较其在区块链上对应的数值，确保产品溯源信息无篡改，真实可靠。

五、区块链在农产品供应链模式中应用的建议

1.政策引导

相关部门应当基于区块链技术与农产品供应链模式融合的需求，发布相关管理条例及支持政策，以政策引导产业发展，为农产品供应链模式的发展提供政策和制度支持。不仅可以对各参与方的行为进行约束，还可以营造良好的产业环境，促进农产品供应链模式的稳定发展。同时，相关部门做好区块链与农产品供应链模式融合的正确引导，保障技术应用的正确性。

2.组建融合试验区

政府引导企业或科研机构等农产品价值链上规模较大的参与者进行试验区的组建，在试验区内进行农产品供应链模式的细致分类，划分种植、生产加工、存储、销售、服务等多个模块，把区块链技术在不同模块内进行应用，不断促进不同模块运作效率的提升，为农产品供应链模式的完善提供了科学的参照依据，有助于农产品供应链模式创新与改革的不断开展。同时，融合试验区的组建，也避免农产品供应链模式出现区块链技术盲目应用的現象，进行了农产品供应链模式发展的成本节约，有助于促进农产品供应链各参与方利益的不断提升。

3.培育高素质人才

由于我国关于区块链技术的研究与应用尚处于初步探索时期，导致区块链农产品供应链模式的发展尚存在诸多需要解决的问题，影响了区块链技术在农产品供应链模式中应用的效果。为了提升区块链技术在农产品供应链模式中应用的效果，应当做好人才的培育工作，为区块链农产品供应链模式的完善，提供相应的人才支持。一方面我国各大高校在进行人才培养的过程中，应当结合农产品供应链对于人才的需求，进行人才培养内容的完善，增加人才对于区块链的掌握，并定期组织人才参与实践活动，提高人才对于区块链技术的应用能力，使得人才在毕业后，可以结合农产品供应链模式的改革与创新需求，提出具体化的改革意见，做好农产品供应链模式改革的协助工作，有助于提高农产品供应链模式的改革效果。另一方面农产品供应链模式的各参与方，应当基于自身稳定发展需求，进行人才培育工作的开展，不断对内部人员进行区块链技术及农产品供应链模式的培训工作，促进内部人员意识、知识与能力的提升，使得内部人员可以结合企业发展需求，正确进行农产品供应链的使用，有助于各参与方的稳定发展。

六、结束语

区块链技术在农产品供应链模式中的应用，提高了农产品供应链模式的安全性、稳定性和质量保证，降低了农产品交易的风险性，保证了供应链各参与方的利益。借助区块链技术解决传统农产品供应链模式中存在的问题，不仅可以促进农产品供应链模式的不断发展，使其得到进一步的完善，还可以从经济、社会、环境多方面产生积极的效益及影响，落实农产品供应链的治理监管，实现我国农业的数字化、可持续化发展。

参考文献：

[1]彭琛，陈永平，聂超凡.基于区块链的农业供应链管理平台设计[J].电工技术，2020（20）：138-140.

[2]杨晨雪，孙志国.基于区块链技术的农产品供应链数据管理系统设计[J].农业大数据学报，2020，2（02）：74-83+4.

[3]张思程，刘娇，叶文涛，秦晨.“农产品+区块链”新发展模式探索[J].山西农经，2019（10）：18-19.