区块链技术在数字农业应用中的现实困境及对策研究

戴浩，魏君英，郭宣峰

(长江大学 经济与管理学院，湖北 荆州 434023)

目前，我国正处于两个100 a奋斗目标的历史重要交汇点上，国际环境日趋复杂，不稳定性因素加剧，全球的新一轮科技产业革命蓬勃发展，创新越来越成为经济发展的主动力。中国是一个农业大国，特殊的国情势必要求农业领域紧随时代发展的步伐，及时更新与应用新技术，提升农业国际竞争力。2020年中央一号文件首次提出加快区块链技术在农业领域中的运用。近年来，国家十分关注区块链技术与农业结合推广，据2021年3月数字资产研究院发布的《中国区块链政策普查及监管趋势分析报告》称，在2020年仅1 a中出台了59部关于区块链技术应用的相关政策文件，其中数字农业是国家政府出台的文件政策里最多的领域[1]。

数字农业通过将农业生产环境、对象以及生产全过程置于数字化信息技术下，依靠数字化对农业进行信息透明数字化经营管理的一种新型农业形态[2]。数字农业可对田间作物长势、土壤湿度、气温风向等依托数字化技术进行实时监控，依靠大数据和人工智能进行管理与决策执行，优化资源配置，大幅提升农业生产效率。

区块链具有可追溯、分布式储备和不可篡改的特点，通过与大数据、人工智能、物联网云计算等信息技术的结合，在数字农业的产品溯源、物流追踪、精准种植等方面作用显著。区块链技术的应用解决了数字农业在发展过程中可能遇到的农产品质量安全、农业资金信贷、农业保险以及农产品供销等难题，为数字农业的发展保驾护航[3]。

1 区块链技术在数字农业应用中的现实困境

1.1 农业数字化基础薄弱，大数据等关键技术落后

区块链发展的前提是数字化，区块链技术的出现为现今的数据记录提供了一种比较前沿的方法，只有拥有数据才能让记录发挥作用。然而，当前我国的农业数字化发展进程缓慢，最新数据显示，2020年我国的县域数字农业达到36%，与西欧、美国、日本等国家相比，数字化农业发展低于国际程度，同时在发展过程中将会面临更多未知的困境。

首先，我国的农业数字化基础比较薄弱。据农业农村部印发《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》显示，2018年我国农业数字经济占农业增加值比重仅7.3%，预计到2025年其占比将会达到15%，农业数字经济程度过低。图1为我国数字经济规模，虽然近年来我国数字经济规模呈上升趋势，与国外相比其发展程度仍然较为落后。浙江省数字农业发展速度最快，为66.8%，而排名第十三的河南省数字农业发展速度为36.4%，我国的数字农业农村发展水平极不均衡。我国目前仍然是“大国小农”现状，在耕地面积方面，我国小农户占据了全国70%的耕地资源；在农业从业人员的构成方面，有90%的从业人员为小农户；在农业经营主体方面，98%以上的农业经营主体为小农户。小农户在我国农业领域占据绝对的领导地位，生产区域分散，生产方式单一，集约化程度低等问题导致农业数据资源分散，获取农业数据的难度加大。我国农村基础设施数据建设、数字化农业管理服务机构以及农业产业链大数据建设起步较晚，同时受限于知识教育水平和对新事物的接纳水平，农户对于新型的数字农业机械技术、装备设施等接纳程度比较低，这在一定程度上反映了农业与数字化技术融合应用的发展进程。

图1 2015—2020年中国数字经济规模与GDP增速

其次，人工智能、大数据以及物联网等关键核心技术落后。大数据、人工智能等数字技术是区块链技术在数字农业领域得以发挥作用的关键核心技术。当前由于我国农业科研基础薄弱，在农业机械研究与开发方面仍存在不少问题，智能农业机械装备不完善、农业农村传感器研发滞后、农用机器人适应性差等问题比比皆是，农业科技相关领域的科技研发进展缓慢，创新能力缺乏，导致目前区块链技术在数字农业领域的应用效果不佳。

1.2 区块链技术+数字农业人才缺乏，制约数字农业高质量发展

近些年来，农村地区因地制宜及时调整发展战略，农村经济发展呈良性态势。一部分大学生看到了农村的发展潜力，选择回乡创业，但是目前农业经营主体以知识教育水平较低、年龄偏大的农户为主，这类群体缺乏对互联网技术的了解与认识，对区块链这样的新兴技术更是认识有限，更有甚者对于区块链技术可能闻所未闻。因此，推动区块链技术在数字农业中的应用发展，储备专业性人才尤为重要。

目前，由于区块链技术的高门槛，涉及范围涵盖通信、计算数学、密码学互联网技术以及人工智能等诸多学科，跨领域多学科交融的复杂性导致专业人才较为稀缺。依据《中国农村统计年鉴—2020》相关数据显示(图2)，2019年我国农村第一产业从业人数19 445万人，占就业总人数的58.8%，而农村居民家庭户主文化程度初中高达50.8%，专科仅1.7%，数量众多的农业从业者与低水平受教育程度两者之间构成了尖锐的矛盾。国家信息化发展过程中较为突出的“短板”是农业信息化，目前最稀缺的就是农业信息化高素质人才，尤其是既懂得区块链技术，同时又了解农业的专业复合型人才，造成诸多数字农业领域无法与区块链技术有效和谐融合运用。专业复合型人才缺乏是当前区块链技术在数字农业应用中的一大短板。

图2 1996—2019年中国农村居民就业及教育程度

1.3 区块链技术存在技术难关，数字农业应用领域需拓宽

区块链技术由于发展时间较短，技术层面仍有待加强完善。首先是关于数字农业的链下数据，区块链能有效确保上链之后的数据安全，但是对于还未上链的数据安全性和真实性难以保障，数字农业拥有的海量数据恰好是链下的重要一环，这一环节的数据安全把控对于数字农业的发展至关重要。其次，关于区块链技术的网络基础设施硬件条件，区块链在数字农业中进行商贸交易需要取得多数节点的共识，这一过程中需要花费时间较多，这就大大降低了交易的效率，并且完成该交易对区块链网络基础设施硬件要求较高，这对于完善区块链技术在数字农业中的应用提出了不小的挑战。此外，区块链加密技术暂时还不能解决所有的安全问题，对于算力攻击这类的安全威胁仍需提高警惕，这对区块链技术和相关法律保障提出了双重要求。

2 区块链技术在数字农业应用中的对策建议

2.1 加快农业产业数字化，助力数字农村发展

目前，农业数字化还处于初步探索阶段，数字乡村的治理体系仍不完善，区块链技术在数字农业中应用的制度瓶颈亟需突破。因此，要牢牢抓住“新型基础设施建设”的时代机遇，加快农村农业相关领域的数字化技术发展步伐。

首先，要加强数字农业体系建设，推动大数据、物联网、5G、人工智能等技术在精准农业、智慧农业、共享农业等数字农业新业态的应用融合[4]。同时加强对畜牧、种植、渔业等农业相关领域的数字化发展，形成全范围、广覆盖的农业数字化。

其次，深入推进产业扶持政策，将分散小农户纳入数字农业体系。现存的“大国小农”的国情，使得许多小农户难以承受区块链技术高昂的运营和维护成本，在迈向农业现代化和数字农业的道路上步履维艰。在发展数字农业与区块链技术应用上，需要充分考虑小农户的现实情况，不能让小农户掉队。同时也要防止形成挤小农户、垒大户的相关倾向，对于小农户的生产经营活动要保持足够的耐心。因此，一方面，政府要持续实施扶持小农户发展的产业政策，以补贴、风险补偿和奖励等方式推行现代新型数字农业培训工作，提高小农户使用数字信息技术的意愿和能力；另一方面，完善农村土地流转制度，鼓励使用数字农业技术。小农户通过土地流转等形式，扩大农业种植规模，形成规模化经营。数字化农业技术的应用极大提高农事生产效率，农业生产变得更加便捷，小农户参与数字农业建设的意愿也会增强。

2.2 加强复合型专业人才培养，提升农户数字化技术应用能力

区块链技术的高门槛，使得大部分农户望而却步，专业人才匮乏现状较为突出。因此，有必要加强区块链技术+数字农业的专业复合型人才培养，提高科技专业人员对区块链的深度研发运用。

首先，各级政府部门、高等院校和科研院所要通力合作，多方联动，形成产学研相关产业链资源优势，合作培养区块链技术+数字农业的新型专业复合型人才，加快区块链技术在数字农业领域应用的全局化，真正推动数字农业的全面发展。

其次，吸引大学生返乡投入数字农业生产活动之中。高等农林院校发挥全局统领作用，以数字农业和区块链为市场导向，培养一批学习能力强、专业知识雄厚的综合性人才；同时政府全面落实乡村振兴战略，提高农业科研推广人员的福利待遇水平，吸引一批有志向、高素质、与时俱进的优秀农业科研推广人员返乡，为数字农业发展提供技术人才支撑。

再者，农户作为数字农业生产经营的主体，需要提高相关的职业技能，加强对区块链技术的了解和对数字农业的认识与应用。相关部门开展农户职业技能提升与农户教育提质等培训活动，政府发挥农户职业培训补贴的引领作用，吸纳广大农户参与培训活动，实现农户从传统农民向新型职业农民的过渡，提高农户的生产经营能力、职业技能素养，全面提升农户数字化技术应用能力。

2.3 完善“区块链+数字农业”基础建设，拓宽数字农业应用领域

区块链是由多用户、多节点构成的一个去中心化的网络体系，只有达到一定程度的参与规模才具有意义，如何组织培养用户达成共识，这本就是一个不小的挑战。纵观现有的区块链技术与数字农业成功应用的案例，其经验大致可归纳为以下几点。

首先，做好顶层规划设计。在顶层设计层面，精确定位数字农业市场商业服务体系，深入挖掘区块链技术在数字农业领域的更多应用场景，开拓区块链与数字农业的应用服务视野，进而开发出具有广泛业务应用能力和高度示范效应的双层次数字农业综合区块链体系。

其次，重视基础设施建设，为区块链技术与数字农业深度融合发展创造沃土。区块链技术的学习培训以及大范围运用，需要政府部门给予大量的财政补贴支持。一方面，以政府部门为引导，农村地方性企业承接为主，对农村数字信息化基础薄弱的地区优先建设，增强网络基础设施的覆盖面，促进区块链技术与数字农业紧密结合[5]。另一方面，在农机设备现代化建设、乡村农田水利设施现代化建设以及家禽牲畜舍现代化智能建设等基础设施方面，各级政府同样需要进行支持，在予以财政补贴的同时制定优惠企业援助政策，鼓励相关企业投入农业数字化基础设施建设中[6]。

再者，推行区块链数字农业项目试点。坚持贯彻先行先试的区块链数字农业项目试点理念，先将一批实力雄厚、理念前沿、技术先进的农业科技企业和数字信息化程度高的农业生产主体组建成区块链数字农业项目试点联盟，探索区块链技术在数字农业的广泛应用。遴选一批示范效应良好和推广性强的区块链数字农业项目，纳为地方市级政府数字农业重点支持推广项目，优先实施区块链数字农业项目的农户可以享受到数字技术带来的实惠。同时建立区块链数字农业应用先进示范区，充分发挥示范区的示范带头作用，让农户看到区块链数字农业发展的潜力并加入其中，不断发展壮大区块链技术在数字农业的应用队伍。

3 小结

区块链技术的不可篡改、去中心化以及智能合约等特性，能较为便利地解决一些棘手问题，应用于各行各业已是大势所趋。在政府的大力支持和相关部门的推动下，关于区块链技术的应用研究呈爆炸式增长。农业是我国国民经济的基础，同时也是其他产业部门进一步发展的基础。我国的农业产业结构和农村社会结构具有弱中心化的特性，与区块链技术具有较为契合的应用切入点和高度耦合关系。当前我国的数字农业发展处于初步阶段，在农业信息、食品安全、农村电商等方面可能存在一些不足之处，将制约目前乡村振兴与两个一百年奋斗目标的实现，区块链技术与数字农业的应用结合有望解决上述问题，为数字农业发展提供“新基建”[7]。

随着数字农业领域区块链技术应用的拓广，“区块链+数字农业”的各种问题也随之出现，因此，要克服发展过程的瓶颈因素，深入推进区块链技术，以区块链技术赋能数字农业，充分发挥区块链技术在数字农业中的效能，提高农业现代化水平，提升农业生产安全高效水平，加快构建新型数字农业新业态，实现现代数字农业发展目标[8]。伴随区块链技术的成熟，数字农业的应用领域不断拓宽，两者结合的未来发展前景将是一片蓝海。