区块链与现代农业产业链融合：优势、制约与对策

摘要：区块链是支撑农业现代化发展的重要数字技术之一，为农业产业链转型升级创造了新契机。结合区块链的功能特征，深入分析区块链与现代农业产业链契合之处、发展优势与制约条件。现代农业产业链符合区块链应用场景特性，且现代农业产业链的发展需求和区块链的功能具有天然的耦合性，应用区块链技术能有效避免因信息不对称带来的农产品质量安全、智能生产、供应链金融以及产业链治理等多个现代农业产业链关键领域的信息风险问题。由于现代农业产业链本身具有一定的复杂性与不确定性，区块链技术与现代农业产业链融合也面临着技术研发、应用推广和融合模式带来的挑战。未来，要重点在区块链底层技术研发、区块链与现代农业产业链融合支撑体系研制及理论创新上多做努力，切实提升区块链与现代农业产业链的融合效能。

关键词：区块链；现代农业产业链；融合doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0706

中图分类号：F323 文献标志码：A 文章编号：1008‐0864（2025）02‐0001‐12

现代农业产业链是根据现代化大生产的发展要求，纵向实行“产、加、销”一体化经营和集约规模经营，把农业生产资料供应和农产品“产、供、销”全产业链连接成有机整体，并高效组织、控制产业链中的资金、技术、人才和信息等要素的流动，以促进农产品价值增值。完善的农业产业链体系是保障农业稳定发展、推动农业增质提效的重要路径。当前，农业现代化竞争已由传统农产品竞争转向整体的农业产业链竞争。发展和完善现代农业产业链逐渐成为我国农业现代化的战略方向，多次被写入中央一号文件。在国家政策的支持下，我国农业产业链快速发展、现代化体系加速完善，初步形成了区域化布局、专业化生产、产业化经营、规模化发展的现代农业产业格局[1]。但是，受农业产业信息不对称影响，现代农业产业链仍存在内部信息交流不畅通、主体合作不稳定、利益分配不均等问题[2]，在一定程度上制约了我国现代农业产业链的稳定运行与健康发展。

以区块链为代表的新兴信息技术为农业创新发展提供了新的契机。近些年全球多数国家都在加快布局区块链技术发展，抢占新一轮创新变革的高地。我国早在2019年就已将区块链提升到国家战略层面，并持续释放支持区块链在农业领域应用发展的信号。2020年中央一号文件明确提出，加快区块链等现代信息技术在农业领域的应用。2021年“十四五”规划将区块链纳入七大数字经济重点产业之一，同年农业农村部公布了我国区块链在农业领域的16项落地应用，应用细分领域包括农产品质量安全追溯、供应链管理、农业金融和农业保险等。2022年中央网络安全和信息化办公室等16个部门联合公布国家区块链创新应用试点名单，进一步推动了区块链技术的深度应用，同年党的二十大报告指出区块链等新技术在“三农”和乡村振兴中的重要作用。这一系列政策充分体现了区块链对农业产业化建设的赋能作用。区块链是计算机技术的新型应用模式，是一种结合了分布式数据存储、点对点传输、非对称加密、共识机制等一系列计算机技术集成构建的分布式存储数据库，具有去中心化、可溯源、不可篡改等特点[3] 。应用区块链技术能以较低成本建立一种弱中心化的信任机制和更大规模的多方管理模式，有利于突破传统农业产业链存在的信任缺失、数据安全隐患、监管效率低等局限[4]，推动数字化农业产业链转型升级。

目前，国内外学者针对区块链在农业产业领域的适用性、运用场景及风险等多方面进行了有益探索。在应用研究方面，李修华等[5]从系统数据的安全性、透明性角度提出了以联盟链为基础的小麦区块链追溯系统监管模型，解决了监管过程中隐私泄露问题；张益丰等[6]引入区块链技术，构建农产品供应链“双H”型架构，解决供应链存在的抗御外部冲击韧性不足、质量保障体系脆弱等现实问题。另外，也有研究对区块链在现代农业产业链的应用风险进行了讨论。谭砚文等[7]认为，应用区块链技术会增加农业产业链中供应链数据信息处理负担，加大发达地区与欠发达地区的数字鸿沟；崔铁军等[8]认为，区块链对农业产业链中供应链的利润影响具有不确定性，将直接影响各主体参与区块链质量溯源的意愿。除此之外，区块链在农业产业的应用场景设计也是研究的关键点。如美国IBM公司研发了利用区块链技术追踪食品供应链上下游位置信息和交易状态的区块链食品溯源解决方案——IBM Food Trust平台系统，目前已经吸引包括家乐福、沃尔玛等近百个商超加入，追踪货品超过50万件[9]。在我国，一些农业企业为了提升农产品声誉，也纷纷与区块链技术企业合作，搭建农产品质量安全溯源平台，如杭州趣链科技公司与云品荟电子商务股份有限公司建立的绿色云品溯源平台，上海众安科技有限公司与深圳市连陌科技有限公司合作推出的“步步鸡”项目等。

区块链技术作为新一代信息技术的代表，已经成为农业生产要素的重要组成部分，它连接人工智能、物联网等技术，将从根本上重塑农业发展的新路径，成为支撑农业现代化发展的重要数字技术。区块链的去中心化、可追溯、不可篡改等特性将为农业产业贴上“来源可靠”“过程透明”“数据可信”的标签。随着该技术的不断成熟，专家学者对区块链在农业产业链的应用场景、业务模式和架构体系进行了深入地研究，但对区块链与现代农业产业链融合的作用机理、应用前景研究还较为缺乏，难以系统、全局地把握区块链与现代农业产业链融合的问题和挑战。本文在分析区块链内涵和特征的基础上，从现代农业产业链发展需求和区块链功能耦合角度讨论区块链与现代农业产业链融合的可能性、优势及存在的制约条件，并提出应对策略以推动区块链与现代农业产业链融合发展的进程。

1 区块链的内涵、特征及与现代农业产业链的契合分析

1.1 区块链的内涵

区块链这一概念最早由中本聪于2008年提出，包含狭义和广义两种概念[10]。狭义的区块链是一种将数据区块按时间顺序、以链条方式组合成的特定数据结构，并以密码学原理保障农业产业数据不能被任意篡改，避免出现伪造的去中心化总账。广义的区块链是一种全新的分布式基础架构和计算范式，指利用加密式区块结构进行数据验证与存储、利用分布式节点共识算法进行数据生成和更新、利用自动化脚本代码组成的智能合约进行数据编辑与操作。区块链中的数据区块结构主要包括区块头和区块体2个部分（图1），区块头负责将当前区块链接到前一个区块，封存了父哈希值、Merkle根、时间戳等信息，从而保证区块数据的完整性和连续性，区块体负责记录前一段时间内的所有交易信息[11]。

1.2 区块链的特征

数字农业是现代农业发展的必然趋势，同时也是现代农业的重要体征。数字农业发展的关键在于数据[12]，数据是构建现代农业产业链“零距离一体化”的核心要素[13]，而区块链本质是一个去中心化的分布式数据库。区别于传统数据库，区块链通过深度融合密码学、P2P 对等网络、共识算法、智能合约等技术进行集成创新，使其具备去中心性、开放透明与可追溯性、数据安全且不可篡改、自治性等特点。

1.2.1 去中心性 去中心性指无需第三方机构或者平台系统介入，直接实现数据的验证、存储、更新与维护传输等功能，区块链各个节点之间彼此信任，可以直接交换和共享数据资源。区块链主要应用去中心化的P2P网络架构，保证链上每个节点地位和权限一致，每个节点既是客户也是服务者，它们在共识机制下彼此交互协作，建立高度信任[14]。去中心化特征可以有效避免中心化机构存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题。

1.2.2 开放透明与可追溯性 区块链平台采用分布式账本技术将平台中的信息实时同步传输给用户，用户在被授权后可以任意查看、访问信用信息，如农产品产地信息、运输环境及交易金额等，保障了平台的开放透明性。同时，区块链采用带时间戳的链式区块结构存储数据，具有极强的可追溯性和可验证性。区块链的开放透明与可追溯性从技术层面消除了信息时代初期的信息不对称性，将无关信息资源变成了信任的价值资源，提升了产业活动相互信任度[15]。

1.2.3 数据安全且不可篡改 区块链采用非对称密码学原理对农产品交易信息进行加密保护，各节点数据在上链过程中使用非对称加密公钥和私钥进行加密，有权限的节点才可以访问或使用，保证了交易信息的安全性。同时，借助区块链分布式系统各节点的工作量证明等共识算法形成强大算力来抵御外部攻击，只要没有掌握51%以上的数据节点，就无权修改链上的节点数据，避免了人为操控数据，从而保证上链数据不可篡改[16]。

1.2.4 自治性 自治性指无需中心管理机构介入，将协商一致的规范和协议内嵌到区块链平台中，平台上所有用户均遵循共识规则，依据共识规则进行数据交互与共享，进而达到整个区块链平台自治的目的。其核心原理是采用智能合约技术来实现区块链平台的自治，当达到触发条件时，在无需第三方机构的监督下智能合约将自行运转。

1.3 区块链与现代农业产业链的契合分析

通常来说，以区块链作为解决方案的应用场景具有一些共性诉求[17]，可以归纳为：①需要多方参与主体进行去中心化数据录入；②需要可靠、安全、隐私保障的数据；③需要让并不熟悉的参与主体快速建立分布式信任，促进信息共享。对标现代农业产业链，首先，现代农业产业链涉及政府、农业产业利益相关主体、金融机构及消费者等多个参与主体，且存在各产业环节信息多方录入与共享的需求；其次，农产品交易的公平和高效，这对农业产业信息的真实性和完整性有较高要求；最后，农业产业信息的信任共享是促进现代农业产业链内循环的原生动力。因此，现代农业产业链的发展需求与区块链应用场景共性诉求相吻合。

农业产业链是农业产前、产中、产后环节基于利益而形成的相互联系的网络结构，区块链也与农业产业链各环节间高度耦合。产前包含农业生产资料研发和农业机械研发。在农业供给侧结构性改革背景下，进行农业生产节本增效技术研发意义重大。当前，我国农业生产多以大规模、较高成本投入和较低质量产出为特征的粗放型农业发展方式[18]，区块链技术可以实现农业生产资料信息安全存储和自动管理，同时与人工智能、农业物联网等新一代数字技术相结合，将有利于简化大批量、机械化的工作流程，加快智能控制、农业机械自动驾驶等软硬件产品的集成应用，推动我国农业产业从技术水平低下的粗放型向技术要素集聚的集约型转变。产中农业生产标准化是保障农产品质量安全的关键环节。第三次农业普查数据显示，我国农业生产主体仍以散落小农户为主，分散的农业生产模式导致农产品生产标准不一，政府难以对整个农业生产过程进行有效监督管理，导致农产品品质低下。应用区块链技术可以突破时空和地域限制，连接农产品生产主体与政府部门等各类利益联结主体，畅通要素在农业产业链间自由流动，促进农产品生产信息无衰减传递，进而增强农产品生产监督管理的透明性，保证农业生产标准化，提高农产品质量安全。产后流通环节是联结农业产业与市场的桥梁和纽带，农产品的保质期、保鲜期通常较短，对物流的时效性要求较高，区块链可以有效提升物流效率。应用区块链的点对点传输技术和共享账本功能可以实现物流信息的真实记录、实时共享，实现对农产品流通全过程留痕追踪，形成安全高效的农产品物流体系。此外，农业产业链信息的透明共享，将生产商与零售商快速连接起来，促进产、销对接，利于消除因信息不透明带来的价格不公平、交易不透明等屏障，促进现代农业产业链健康发展。

从现代农业产业链运行机制需求和区块链功能的耦合来看，现代农业产业链是一个涉及政府、消费者、农业生产经营主体、金融机构等多元利益主体，及其从事的交易、监管、融资、保险等产业行为，以及在其交互过程中形成的商品流、信息流和资金流等多种流路的复杂网络组织[19]。这种日益复杂、实时动态变化的现代农业产业链面临着比一般产业链更艰巨的挑战。如图2所示，现代农业产业链运作过程中的痛点主要来自产业链内部信息交流障碍、主体合作不稳定和利益分配机制不健全[2，20]，这些宏观问题可以通过区块链网络的去中心化、信息开放透明、数据不可篡改等功能优化解决。简言之，区块链可以在不依赖第三方机构的情况下，通过自身分布式节点进行网络数据的存储、交互和验证，二者结合可以实现信息技术和网络组织的协同创新。

在涉及信息共享、风险管控、市场机制等管理层面，区块链的点对点传输、智能合约和分布式账本等技术，为农业产业链信息提供信息追溯链。同时，在区块链共识机制和非对称加密技术加持下，使得非法篡改农业生产、交易数据的难度大大提升，进而保障了上链信息的安全可靠性。区块链身份授权和准入认证机制进一步保障了农业产业链全网节点的透明化，农业产业链信息都需要共识节点认可后方可上链。综上，区块链与现代农业产业链融合，可以为现代农业产业链各环节、不同主体间交流沟通建立可信的信息共享通道，产业链主体能基于透明且真实的信息进行有效沟通，有效推动产业链内部信息整合、降低产业链沟通成本、提高交易效率；同时，区块链可以提升产业链抗风险能力，其无需第三方机构参与的去中心性特征，保障了产业链交易的连续性和可靠性，公开、不可篡改、透明的交易信息增大了产业链主体的违规操作成本，从而有效遏制了产业链内部机会主义和信任风险，缓解产业链内部冲突。此外，在市场机制层面，区块链的融入使得现代农业产业链的生产交易信息、资金流向信息都变得公开透明化，促使产业链主体在决策判断、相互协调配合等主观选择和主观行为上更加理性，促进主体间的利益分配更加均衡，提升农业产业链溢价能力。

2 区块链下现代农业产业链发展优势及应用案例

以机械化、水利化、化学化和电气化为主要内容的农业现代化1.0建设彻底解决了我国十几亿人的吃饭问题，但是我国农业仍存在着基础薄弱、大而不强等问题，以现代化信息技术发展新型现代农业已成为传统农业现代化转变的必然选择[21]。区块链技术的去中心化、开放透明、安全可靠等优势能够有效解决农业产业信息不对称、易篡改、安全性差等问题，对于促进农产品质量安全追溯、农业物联网与供应链金融等现代农业产业链细分领域的高质量发展意义重大。

2.1 提升质量安全

农产品质量安全是实现农业现代化、助力乡村振兴的关键。农产品溯源系统建设是解决农业产业链中农产品质量安全问题的有力措施。目前，传统农产品质量安全追溯源系统主要存在以下不足[22]：一是农产品溯源过程呈现点多、线长、面广的特点，传统溯源系统无法实现全产业链溯源信息的公开透明；二是传统以中心化数据库为主的溯源系统，溯源数据分散在不同企业中自主管理，数据的完整性、真实性无法保障，且追溯链不完整，在发生农产品质量安全问题时，消费者维权仍然存在溯源难、举证难、责任认定难等问题；三是传统溯源系统互不兼容，溯源信息难以互通、共享，存在区域性和行业性壁垒，导致溯源系统运行效率低、资源浪费现象突出。区块链技术与物联网、云计算和云存储等新一代信息技术进行集成创新，对农产品质量安全追溯系统的各个环节实现改进，应用案例如“步步鸡”区块链质量追溯系统[23]。

2017年众安保险旗下的众安科技联手连陌科技推出区块链溯源项目——“步步鸡”，运用区块链、物联网和防伪技术，保证每只散养鸡从鸡苗繁育到餐桌消费过程中所产生的数据全部被真实记录到区块链中，从而实现散养鸡的防伪溯源，为消费者提供值得信任的食品。目前，该项目已经在安徽、贵州、河南、陕西等地广泛推广，已签约的养殖基地超过400个[24]。

“步步鸡”将区块链技术嵌入到农业产业链的质量控制体系当中，形成数字化、可追溯的制度供给，推动了农产品追溯系统的发展，具体应用优势如下：①实现农产品生产全流程信息化、全过程可追溯。案例中将区块链、物联网云计算等新一代信息技术集成，构成“步步鸡”产业链组织生态，实现从信息采集、传输到处理过程的智能化，降低了人为操作的风险。依靠区块链的安全透明、共识共享机制，实现了散养鸡从养殖场到餐桌信息的全程留痕，可追溯、不可篡改，将传统农业产业链中的“人与农业信息对话”转变为“数据与数据对话”。②提升存储效率。“步步鸡”项目中散养鸡在饲养、屠宰、运输、销售等全产业环节产生的数据都会实时上传到“安链云”上进行存储。“安链云”作为区块链的一个应用平台，采用去中心化的存储方式，将上传的数据分散存储在多个节点上，这种去中心化的存储方式不仅能够提高存储数据的安全性，还能够提高数据的访问速度，降低网络延迟。③提高农产品溢价能力。“步步鸡”与散养鸡的最显著区别为“步步鸡”进行了区块链化认证，每只鸡脚环上都有一个二维码，真实记录了从鸡苗到鸡场，从鸡场到餐桌的全部信息，解决了消费者对品牌的信任问题，同时也使得拥有区块链背书的产品能够获得更高水平的溢价，当前“步步鸡”的零售价高达238元[25]，较高的溢价一部分来自技术成本，另一部分是高品质和强信任带来的。

2.2 增强基础设施安全性

农业物联网作为智慧农业必要的基础设施，智能链接“人-机-物”，促进现代农业产业链从农业生产、经营、流通到服务各环节实现智能化、可控化、精准化、规模化发展。但对于高度依赖中心化服务器的传统物联网系统来说，数据在隐私保护、可靠传输等方面存在的缺点严重影响着物联网技术的应用与推广[26]。应用区块链的去中心化特性可以建立去中心化的物联网访问控制系统，为物联网赋予安全存储、可追溯、不可篡改等新特性，增强了农业基础设施的安全性。应用案例如美国Filament搭建的基于区块链的农场资产管理系统[27]。

美国物联网初创企业Filament公司将物联网和区块链结合，搭建农场资产管理系统。农场资产管理系统可以理解为一个物联网软件堆栈，能够有效整合农场主的物联网设备。该系统为每个农场物联网设备提供一个区块链身份证明，设备间的数据传输、交易由智能合约直接管理，且交易过程均会直接记录在区块链上，保证了农场物联网设备监测到的农场环境信息、土壤状况以及全球定位系统（global positioning system，GPS）定位信息的可信传输，实现了农场基础设施的独立运行与安全沟通。

基于区块链的农场资产管理系统是“区块链+物联网”的典型应用，同时也是现代农业转型升级的重要支撑，涉及智慧农业监管、智慧农业资源管理、智慧农业精细化操作等多个方面。这一创新应用的优势如下：①信息共享安全。物联网系统间信息的交互和交易，要么线下进行，要么基于云服务的信息共享技术实施，常常会发生数据被非法篡改或者因交互导致数据丢失的情况，其根本原因是物联网中缺乏有效的共享机制。基于区块链的农场资产管理系统是一个非中央控制系统，应用区块链的智能合约、物联网信息摘要上链等方法提升了物联网数据存储和共享安全水平。②农业大数据隐私安全。在农业物联网环境下，整个农产品生产全过程完全透明，作物长势、作物营养水平、畜禽生长信息、土壤参数、环境信息、气候变化信息等开放信息和隐私信息都是可感知对象，极大提升了农业产业链的数字化水平，而在数字化发展进程中如何保护农业产业链主体敏感信息的隐私安全也成为了物联网技术发展面临的首要课题。基于区块链的农场资产管理系统支持匿名数据传输和批量认证，从而实现隐私保护。同时还支持实时追溯交互数据，实现全网节点对交互数据的共同监督，可有效避免数据被恶意利用或篡改。此外，区块链的零知识证明技术、身份认证技术、公钥密码学技术等相关密码学技术方法在农业物联网隐私保护中也起到积极作用。③助力农业产业链提质增效。基于区块链的农场资产管理系统是一套涵盖大量物联网设备、网络设备、终端设备、农业生产及相关配套设备的智能化、集约化管理体系，可以为农业生产提供稳定、可靠的数字基础设施。在该平台上农场管理者能准确获取防篡改的环境监测信息（空气温度、空气湿度、光照强度、土壤信息）、农场使用协议、GPS定位信息等，帮助农场管理者高效地管理农场。

2.3 创新农业产业链供应链金融

农业供应链金融是现代农业产业链的重要融资模式，是指以现代农业产业链核心企业为中心，对其上下游企业、农户等进行信誉捆绑，通过设计科学有效的金融产品以满足整个农业供应链的融资需求，促进农业供应链整体高效运行的金融方案[28]。农业供应链金融的应用与推广，有效解决了我国小农企业“融资难”与“融资贵”的问题，但是传统技术下金融机构难以准确掌握农业供应链的各种交易信息，导致农业供应链金融存在“因地制宜”“ 一事一议”等现象。数字农业供应链金融已经成为整个农业产业链升级的战略突破口，应用区块链技术可以实现农业供应链各主体交易信息的精准记录与信息共享，从而消除农业供应链金融存在的信息不对称问题，为信用风险预警提供信息与技术支持，案例如基于区块链的农村产权交易平台[25]。

蚂蚁区块链科技（上海）有限公司投资建设的基于区块链的农村产权交易平台于2020年率先在江苏省金湖县试点应用。该平台运用区块链技术将土地经营流转信息上链，形成可信、可控的数据源，通过引入银行等金融机构进行链上助农贷款发放，形成农村产权“区块链+交易鉴证+抵押登记+其他权证”的抵押融资链条，创新农村金融服务。该案例入选农业农村部公布的2021年数字农业农村新技术产品新模式优秀案例[29]。

区块链与农业供应链金融深度融合可以建立去中心化的多方协作机制，提升农业供应链金融的服务效率。在传统农业供应链金融中，金融机构通过线下方式获取农业供应链各主体交易信息，信息获取难度普遍较大、手续复杂，农村产业交易中还存在土地价值评估不明确、抵押物处置流程不顺畅等问题，影响着金融服务便捷性和效率。基于区块链的农村产权交易平台将江苏农村产权交易主体与金湖农村商业银行等产权交易主体和金融机构作为区块链节点，实现了去中心化的多方协作。土地经营者将农村产权交易所涉及的发包人信息、承包人信息和土地流转信息等关键数据进行上链存证，使得链上数据具有真实可靠、不可篡改的特性，保证了土地经营权交易全流程可信。农民的知情权、参与权等信息也将在链上登记，在农村产权交易平台上即可完成竞价，推动了农村生产要素在更大区域内流动。金融机构通过权限认证可以获得链上真实数据，在智能合约技术支持下，自动完成农村产权交易风险核验、抵押等工作，显著提升了金融机构农业贷款的便捷性和效率。2021年金湖某农户仅花费半天时间就获得了基于区块链技术的农村经营权抵押贷款，若用传统贷款模式，不仅要准备大量材料，还要等待更长时间[30]。

综上，区块链可以打通农业产业链信息联通壁垒，为数字经济下规制“数据生产关系”提供了制度技术[31]。首先，在物联网、大数据、云计算等技术条件下，依靠区块链的智能合约，可以保障现代农业产业链上的数据真实、可靠，产业链上主体间的信任无衰减传递、产业链供销流程可追溯，让传统农业产业链存在的信息契约、市场、生产等不确定因素变得可控；其次，区块链保障了现代农业产业链上的生产数据、交易数据、资产数据权属清晰、真实透明，为现代农业产业链营造了可信生态。可信数据库的信用背书成为各生产经营主体融入产业链的信誉保障，使得可信产业链下的主体合作更加稳定、长久；最后，区块链背景下的现代农业产业链中，数据成为专用性资产，数据形态的专用资产可以突破空间、地域局限，避免了被套牢的风险，极大地提升了各生产要素的流通效率。总之，区块链可以降低现代农业产业链存在的信息不对称和有限理性，促进农业产业链资源要素的有序流转与深度融合，实现现代农业产业链的整体效用与个体效用的帕累托最优[32]。

3 区块链与现代农业产业链融合发展的制约条件

尽管融合区块链技术的现代农业产业链与传统农业产业链相比优势显著，但市值较少，落地成果有限，目前仍存在技术、推广与应用、融合模式等多个制约其发展的条件。

3.1 技术条件制约

3.1.1 运行效率受限 一是共识机制带来的高计算能耗。共识机制是区块链的核心组成部分，其可以实现整个区块链网络节点数据的一致性，确保现代农业产业链上每笔交易的真实性和正确性。现代农业产业链上的主体和节点很多，且各生产经营主体的利益、主张都存在差异，产业链的共识过程需要消耗大量的算力和时间，从而影响区块链的出块速度。二是存储负担大。区块链通常采用链上存储模式，农业产业链上的全部数据及执行代码将永久地保存在区块链中，随着产业链运转及不断发展壮大，业务数据的产生速度和规模将呈现爆发式增长，必将对节点的存储能力带来新的挑战。高负载的存储环境会直接影响对农业数据的传递速度、系统运行效率。

3.1.2 存在安全隐患 尽管区块链技术具有很高的安全性，但随着信息技术的发展，区块链技术也存在安全隐患。一是底层算法带来的安全隐患。从理论上讲，只有在51%以上的节点用户同时受到恶意攻击时，区块链数据才会被泄漏或篡改[16]，尽管目前这种可能性微乎其微，但未来随着密码学和量子技术的不断发展，区块链加密算法面临极大挑战，这也将成为区块链应用的最大隐患。二是密钥泄露风险。区块链利用密码学中的非对称加密技术来生产和存储密钥。由于密钥存在管理漏洞和量子计量威胁[33]，极易造成密钥泄露风险，一旦密钥被破解，现代农业产业链上存储的信息将会被窃取。三是智能合约存在漏洞风险。智能合约是正确执行公开指定程序的共识协议，是区块链去中心化系统的核心设计。当前任意一款智能合约的设计都容易出现任意存储写入漏洞、任意目的地址跳转漏洞和代币耗尽拒绝服务漏洞[34]，据统计，以太坊中有89%的智能合约代码都存在安全漏洞，有的还造成了巨大损失[35]。

3.2 推广与应用条件制约

3.2.1 配套设施不完善，开发成本较高 区块链技术是建立在众多现代数字技术之上的重要技术创新，其应用发展需要依赖完善的信息化基础设施和更多的数字技术，具有较高的准入门槛。而我国农产品产地绝大多数在农村地区，信息化程度及基础设施建设水平普遍较低，故农村地区推广应用区块链技术在系统研发、场景实现及软件维护等方面可能面临持续且高昂的成本投入问题。

3.2.2 相关法规、制度不完善 目前，虽然我国政府推出了一系列鼓励区块链发展及区块链在农业领域应用的政策，但仍然存在资源配置失衡、政策调控失效、监管不善等问题。区块链与现代农业产业链的融合发展缺乏顶层设计，规划与标准不够清晰，而现代农业产业链上的主体权益、信息上链门槛、交易的合法性、智能合约、共识算法等技术监管都需要政府制定详细的规则和机制。

3.2.3 标准体系缺失，缺乏互操作性和通用标准 缺乏通用行业标准是限制区块链应用扩展的主要因素之一[36]。尽管国内外已经开始研究区块链相关标准，但区块链应用领域尚未设立公认的行业标准体系。当前，针对区块链技术基础平台、业务流程、应用技术、互联互通、安全运维等方面的标准已经开始探索。但这些工作仍然是分散、碎片化的，尚未形成统一的标准体系，使得区块链网络之间仍很难实现相互操作与数据交互传播，亟需制定统一的区块链农业应用标准，促进产业链信息的共享和管理。

3.3 区块链与现代农业产业链融合模式制约

3.3.1 业务模式上的制约 区块链技术与现代农业产业链融合，将从生产、管理、渠道、流通、销售等全产业链模式上变革中国农业。现代农业产业链业务模式的形成主要依靠农民、合作社、企业和地方政府等相关利益主体形成有效的互动结构。区块链与现代农业产业链的融合意味着要改变传统的业务模式，变革即意味着风险。区块链技术整体上超越当前农业发展，对于大多数小农户而言很难了解区块链技术的原理，同时受小农经济思维影响，对新技术普遍持观望、不信任甚至排斥的态度。对于经营稳定的企业来讲，区块链技术的复杂性、高投入性、实用性人才匮乏是很难被接受的。缺少农民和企业支持的现代农业产业链是不可持续的，也是建立面向农业产业的区块链技术体系不可回避的挑战。

3.3.2 运作模式上的制约 区块链与现代农业产业链融合意味着现代农业产业链数据的可信共享、农业产业链相关利益主体合作共赢。区块链技术的“去中心化”是区别于其他传统系统的主要特质，然而在区块链技术形塑现代农业产业链运作模式时，绝对的“去中心化”是无法一以贯之的。区块链是诱发现代农业产业链业务结构变化的技术过程。现代农业产业链利益相关主体权力的重新分配也将带来新的风险，链式结构中的技术精英在不经授权或不受监督的前提下可能会塑造新的虚拟权力，从而再次引发垄断或主导交易、分配等情况发生。被技术精英控制的现代农业产业链形成了“再中心化”的发展态势，背离了使用区块链技术的初衷。如何在“去中心化-再中心化”过程中平衡现代农业产业链主体间利益关系、优化运作模式，是区块链与农业产业链融合发展需要考量的一大问题。

3.3.3 管理模式上的制约 区块链技术的介入可以推进现代农业产业链量化管理进程，使现代农业产业链过程变得可见、可感知、可运算，利于形成一个效率高、冲突少的现代农业产业链管理模式。当前区块链技术尚不成熟、技术监管也不完备，给区块链技术下的现代农业产业链治理带来了一系列潜在风险。首先，区块链是应用技术程序来发挥管理效力，设计一种内嵌公共价值、高度交互的区块链运作过程，存在技术瓶颈[37]；其次，区块链的技术算法无法完整地还原复杂的现代农业产业链网络，从而陷入“还原分析”误区，部分真实的信息通过区块链精密算法表达后，也难以得出最适宜的管理方案；最后，区块链的介入打破了传统以政府为中介的管理结构，迫使政府放弃大量现代农业产业链运行关键信息，削弱了政府的调控能力，面对技术经营违规操作、区块链技术局限带来的管理失灵问题，将极大地增加政府的监管成本，甚至威胁政府权威、影响政治安全。如何在“弱政府干预”情境下，提升农业产业链管理水平，平衡好政府调控干预与农业产业链全链路流动自由是区块链与农业产业链融合面临的又一难题。

4 促进区块链与农业产业链融合的对策

现代农业产业链通过区块链和智能合约等技术进一步强化了现代农业产业链信息融合过程中的价值逻辑和运行机制，同时，互联网、人工智能、物联网等现代信息技术的应用为其提供了大量的农业产业数据，并成为其提升农业市场价值的决定性因素。目前，区块链与现代农业产业链的融合应用还处于起步阶段，尽管与传统农业产业链相比具有明显优势，但目前仍存在若干制约其发展的条件，一定程度限制了区块链与现代农业产业链融合应用的发展。针对区块链与现代农业产业链融合的制约条件，建议从以下方面推进发展。

4.1 加大农业领域区块链底层和基础技术研发，创造区块链与现代农业产业链融合的技术基础

2019年10月，习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习会议上提出，要加大投入力度来推动区块链技术的应用场景落地。区块链技术的创新与核心技术攻关对区块链产业发展、壮大至关重要。目前，大多数区块链项目或团队都是借助比特币、以太坊、超级账本等国外区块链平台或者对其进行二次开发，使得区块链技术在安全隐私、交易验证、共识机制等方面都面临着严峻挑战，这些问题极大地限制了区块链在农业领域应用的网络边界和应用范围。

加强农业领域区块链底层技术创新，首先要加强对农业领域区块链核心技术的研发投入力度，加大在体系结构、共识算法、（跨链）通信协议、专属硬件等方面的技术攻关，满足农业产业创新发展中的技术需求；其次，加大区块链与其他技术的集成研发力度，重点加强对区块链、人工智能、农业物联网、大数据、云计算等数字技术的综合应用，推动形成技术自主、安全可控的现代数字农业产业链支撑体系，促进农业产业链的升级转型；最后，要加大对区块链平台检测、分析、判别、预警等技术工具的研发投入和力度，以满足不同农业产业链应用场景的需求，加深区块链在现代农业产业链中的嵌入程度和应用水平。

4.2 尽快建立区块链与现代农业产业链融合支撑体系，打造良好的融合环境

完善的支撑体系和配套基础是实现区块链与现代农业产业链融合发展的重要先决条件。然而，当前我国农业农村信息化条件还比较落后、农业数字化建设体制机制还尚未形成，阻碍了区块链技术在农业领域的深入进程，因此，亟需采取措施破除障碍，为区块链与我国农业融合发展创设适宜环境。首先，要加快区块链布局现代农业产业链的顶层设计和战略规划，从战略方向、制度体系、运营机制、服务模式、监管体系等方面积极跟进，为企业、科研院所、社会组织等联合发展提供政策、资金和推广应用等方面的便利和保障；其次，要提高农业配套基础设施建设水平。一方面要促进农业配套基础设施主体向多元化方向发展，广泛吸纳政府、企业、社会组织等多元主体参与其中，让多方力量注入到农产品生产、加工、流通等现代农业产业链基础设施投资领域，以扩大农业产业信息化覆盖面；另一方面要积极引进先进信息技术和相关产品，将其投入到农业生产和设备更新中，为区块链技术不断进步更新持续提供可靠、稳定的承载平台。最后，要加快完善农业领域区块链技术应用的标准体系，聚焦业务发展和业务场景关键环节，以技术安全、业务合规、融合顺畅、实施可行和产业链利益相关主体权益保障为重点，推动完善区块链技术与现代农业产业链融合应用的基础术语、安全规范、工艺流程、应用评估等标准规范，从而指导和规范区块链技术在农业领域中的应用，为抢占更多国际话语权奠定基础。

4.3 加强区块链与现代农业产业链融合理论创新，指导区块链与农业产业链发展实践

人工智能、大数据、区块链等数字技术极大地提升了产业链的现代化水平。但是与其他产业链相比，现代农业产业链具有点多、面广、线长、复杂度高等众多特殊属性，目前尚未形成完善的现代农业产业链体系。研究区块链与现代农业产业链融合理论创新，既可以丰富产业链现代化理论研究，还可以指导农业现代化发展实践。

区块链与现代农业产业链融合理论创新研究，属于数字技术与农业产业交叉研究的范畴，所以在研究框架设计上既要借鉴区块链与其他领域融合的经典成果和最新动态，还必需重视现代农业产业链数字化进程中积累的研究经验和应用实践。这要求相关研究者要充分理解现代农业产业链发展背后的深层次逻辑机制，结合各学科的优势，形成交叉、多元的理论机制。尽管我国从政策到经费都给予了大力支持，推动科研院所、高校、企业等围绕区块链开展广泛研究，但区块链融合创新研究仍显不足，还需在以下2个方面下功夫。第一要加强专业人才队伍培养，区块链技术嵌入农业产业链，需要大量既懂数字技术又懂农业产业的复合型人才支撑，科研院校应加强交叉学科课程设计，应用农业科技项目和创新平台建设，尽快培养一批高水平的区块链农业应用创新团队，提高区块链产业融合创新能力；第二要建立产业主体的沟通、交流渠道。发挥政府部门的规划引领作用，引导科研院校、区块链技术企业、金融机构等相关主体加强合作，形成良性互动的长效沟通机制，增加技术溢出效应。

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