區(qū)塊鏈技術(shù)在新疆智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中應(yīng)用前景

石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院 王家平 張偉 劉建國(guó) 李魯華 蔣桂英

前言

智慧農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，可以通過(guò)科技手段實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化、自動(dòng)化和精準(zhǔn)化，提高農(nóng)業(yè)效率和質(zhì)量，為新疆農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)力[1]。自2015 年以來(lái)，新疆相繼出臺(tái)了《新疆維吾爾自治區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)推進(jìn)計(jì)劃(2015-2020 年)》、《新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)“十三五”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等文件，提出了加快農(nóng)業(yè)信息化、推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管等目標(biāo)和任務(wù)。各地積極探索利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、精準(zhǔn)化和可持續(xù)發(fā)展。在蔬菜種植方面，通過(guò)智能傳感器監(jiān)測(cè)土壤濕度、溫度、pH 值等環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆灌、施肥等操作，提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì)。在畜牧業(yè)方面，應(yīng)用無(wú)線電頻譜識(shí)別技術(shù)，對(duì)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)、飲食等行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，提高了畜牧業(yè)生產(chǎn)效率。棉花種植上應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)棉花生長(zhǎng)狀態(tài)、病蟲(chóng)害情況等進(jìn)行快速識(shí)別和診斷，對(duì)灌溉、施肥等關(guān)鍵操作進(jìn)行智能化控制和管理，降低人工成本和耗能。并利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，對(duì)棉花生長(zhǎng)環(huán)境和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和預(yù)測(cè)分析[2]。

區(qū)塊鏈技術(shù)是智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)，是一種去中心化、開(kāi)放式分布式賬本技術(shù)，其基本原理是通過(guò)加密算法將交易數(shù)據(jù)打包成區(qū)塊，并按照時(shí)間順序鏈接形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)交易信息的可靠記錄和傳遞[3-4]。相對(duì)于傳統(tǒng)集中化的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，區(qū)塊鏈技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）去中心化：無(wú)須第三方機(jī)構(gòu)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(qū)塊鏈上的交易記錄經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的驗(yàn)證后，將永久固定在網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)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(qū)塊鏈技術(shù)可以提供可靠的數(shù)據(jù)保障、透明的交易記錄以及降低信息不對(duì)稱等好處，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、金融服務(wù)等方面的創(chuàng)新帶來(lái)更多機(jī)遇[5]。

目前，新疆農(nóng)業(yè)中的區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用廣泛，展現(xiàn)出非常好的前景和潛力。烏魯木齊市利用區(qū)塊鏈技術(shù)打造了蔬菜溯源平臺(tái)，保障了消費(fèi)者的食品安全。新疆天山藥業(yè)利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)去中心化的區(qū)塊鏈平臺(tái)，記錄中藥材生產(chǎn)、加工、流通等信息，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，實(shí)現(xiàn)中藥材溯源。新疆聯(lián)合農(nóng)墾利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)去中心化的農(nóng)產(chǎn)品交易平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的透明化和管理，并采用智能合約等技術(shù)手段，簡(jiǎn)化交易過(guò)程，提升交易效率。新疆綠盟科技利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)可信、高效的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)，記錄農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、流轉(zhuǎn)等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的全程監(jiān)控和溯源。新疆伊克昭蓋提白皮松林場(chǎng)利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控森林火災(zāi)、蟲(chóng)害等情況，并采用智能合約等技術(shù)手段，提高監(jiān)測(cè)效率和準(zhǔn)確性。因此，本文旨在探討區(qū)塊鏈技術(shù)在新疆智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)村電商

利用區(qū)塊鏈技術(shù)，建立農(nóng)村電商平臺(tái)的信任機(jī)制和支付體系，提供安全、透明、高效的交易環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的流通和銷售。中國(guó)的“菜籃子”平臺(tái)是一個(gè)在線農(nóng)產(chǎn)品交易和配送平臺(tái)，旨在解決城市居民購(gòu)買農(nóng)產(chǎn)品難、價(jià)格高等問(wèn)題。平臺(tái)上的農(nóng)產(chǎn)品來(lái)自全國(guó)各地，包括蔬菜、水果、食用菌、禽蛋肉類等，由專業(yè)的物流公司進(jìn)行配送。該平臺(tái)利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立了一個(gè)去中心化的信任機(jī)制。具體來(lái)說(shuō)，每一筆交易都會(huì)生成一個(gè)唯一的區(qū)塊鏈地址，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊上。同時(shí)，買賣雙方的身份信息、訂單信息等也會(huì)被寫入?yún)^(qū)塊鏈賬本中，形成不可篡改的“鏈?zhǔn)阶C明”。有效保障交易安全和透明度，避免因供應(yīng)鏈不完整或信息不對(duì)稱而導(dǎo)致的食品安全問(wèn)題。

1.2 精準(zhǔn)施肥

利用區(qū)塊鏈技術(shù)，對(duì)土壤肥力、作物生長(zhǎng)狀況、氣象數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，制定精準(zhǔn)施肥方案，提高了肥效利用率和作物品質(zhì)。美國(guó)公司AgriTask 通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了一個(gè)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤質(zhì)量、氣象數(shù)據(jù)、作物生長(zhǎng)情況等信息的監(jiān)測(cè)和分析，關(guān)鍵的信息會(huì)被存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，確保數(shù)據(jù)不會(huì)被篡改或刪除。通過(guò)對(duì)土壤酸堿度、養(yǎng)分含量、水分狀況等因素進(jìn)行分析和比對(duì)，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(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)支持，平臺(tái)為農(nóng)民提供個(gè)性化的精準(zhǔn)施肥方案。

1.3 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯

區(qū)塊鏈技術(shù)可以記錄農(nóng)產(chǎn)品從種植、加工、流通到銷售的全過(guò)程數(shù)據(jù)，并形成不可篡改的“鏈?zhǔn)阶C明”。近年來(lái)發(fā)生的多起豬肉質(zhì)量安全問(wèn)題，引起了廣泛關(guān)注和擔(dān)憂，針對(duì)這種情況，利用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)進(jìn)行豬肉質(zhì)量安全追溯，使消費(fèi)者能夠準(zhǔn)確掌握生豬的出生信息、疫苗注射情況、飼料成分、生長(zhǎng)環(huán)境、運(yùn)輸情況等信息，提高了畜禽產(chǎn)品的質(zhì)量安全保障。

1.4 農(nóng)業(yè)金融

在農(nóng)業(yè)金融領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)可以改善融資渠道、提高融資效率、降低信用風(fēng)險(xiǎn)，為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)提供更加便捷、透明的金融服務(wù)。中國(guó)浙江省農(nóng)信社運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)搭建了一個(gè)“智慧農(nóng)業(yè)金融”服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)收集和整合種植戶的重要數(shù)據(jù)，如土地使用狀況、作物生長(zhǎng)情況、氣象數(shù)據(jù)等，以及相關(guān)企業(yè)的信用信息、經(jīng)營(yíng)狀況等多維度指標(biāo)，形成了一個(gè)全面的信用評(píng)估體系。同時(shí)，平臺(tái)還提供了可信賴的交易環(huán)境，確保各方的資產(chǎn)和交易記錄能夠被安全地存儲(chǔ)和傳輸。通過(guò)利用區(qū)塊鏈技術(shù)，降低農(nóng)村金融服務(wù)的信用風(fēng)險(xiǎn)和操作風(fēng)險(xiǎn)，并實(shí)現(xiàn)快速的融資渠道。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在新疆智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景

2.1 農(nóng)產(chǎn)品溯源和質(zhì)量監(jiān)管

新疆地區(qū)擁有豐富的農(nóng)業(yè)資源和特色產(chǎn)品，如葡萄、棉花、香梨、蘋果、杏和紅棗等，而農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全一直是行業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題。通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的信息記錄和溯源，從而保障產(chǎn)品的品質(zhì)與安全。通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)公開(kāi)透明的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息平臺(tái)，可以讓消費(fèi)者隨時(shí)查閱和了解產(chǎn)品的來(lái)源、生產(chǎn)過(guò)程和質(zhì)量情況，提高消費(fèi)者的知情權(quán)和參與度。同時(shí)，還可以為消費(fèi)者提供一種新的購(gòu)買渠道和交互方式，促進(jìn)消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的理解和認(rèn)同，增強(qiáng)品牌和企業(yè)的美譽(yù)度和競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，消費(fèi)者也可以通過(guò)智能終端設(shè)備查詢農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和流轉(zhuǎn)情況，提高了消費(fèi)者的信任度和滿意度。

2.2 農(nóng)業(yè)物流管理

新疆地區(qū)遼闊廣袤，交通不便，物流成本較高，直接影響著農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)流通和銷售。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)物流信息的跟蹤、路線優(yōu)化和降低成本等目標(biāo)。在農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)記錄運(yùn)輸車輛的位置和狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并提高物流效率和減少浪費(fèi)。幫助企業(yè)和機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、智能、綠色的農(nóng)產(chǎn)品物流管理模式。例如，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能傳感器、無(wú)人機(jī)等設(shè)備的協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的快速采摘、配送和交易，提高物流效率和可持續(xù)性。

2.3 農(nóng)業(yè)金融服務(wù)

新疆是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)戶數(shù)量眾多，而且分布較為分散。存在不同地區(qū)的土地、氣候、水資源等條件差異很大，這會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和金融服務(wù)帶來(lái)不同的影響和需求，金融服務(wù)網(wǎng)絡(luò)不夠完善。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上交通、信息等方面的限制，造成金融服務(wù)信用風(fēng)險(xiǎn)較高。而區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特性可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村信貸的分散投放，降低財(cái)務(wù)成本和風(fēng)險(xiǎn)。例如，采用基于區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)，可以將土地、作物等質(zhì)押資產(chǎn)數(shù)字化，提高資產(chǎn)流動(dòng)性和價(jià)值。此外，還可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)場(chǎng)景下的供應(yīng)鏈金融、保險(xiǎn)和電子支付等多個(gè)方面的創(chuàng)新應(yīng)用。

2.4 農(nóng)戶個(gè)人信息管理

新疆農(nóng)民數(shù)量眾多，其在生產(chǎn)、銷售等過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息也需要進(jìn)行統(tǒng)一管理。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以建立一個(gè)安全可靠的個(gè)人信息管理系統(tǒng)，保護(hù)農(nóng)民的隱私權(quán)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶數(shù)據(jù)和農(nóng)產(chǎn)品信息管理。區(qū)塊鏈技術(shù)可以建立一個(gè)去中心化的農(nóng)戶身份認(rèn)證系統(tǒng)，通過(guò)智能合約等技術(shù)手段將農(nóng)民的身份信息進(jìn)行加密存儲(chǔ)，確保農(nóng)民的身份信息不被篡改和泄露。建立一個(gè)安全可靠的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，將農(nóng)民在生產(chǎn)、銷售等過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過(guò)這種方式，農(nóng)戶可以隨時(shí)查看自己的數(shù)據(jù)，并了解自己生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的情況。實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)全程的記錄和追溯，將生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，并存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈上，讓農(nóng)戶了解自己生產(chǎn)的成本和銷售情況及獲得的收益。

2.5 農(nóng)業(yè)人才服務(wù)

新疆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)需要各類專業(yè)人才的支持，而農(nóng)民和企業(yè)也需要相應(yīng)的人才服務(wù)來(lái)提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力和核心價(jià)值。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以建立一個(gè)農(nóng)業(yè)人才服務(wù)平臺(tái)，為農(nóng)民和企業(yè)提供相關(guān)的招聘、培訓(xùn)、咨詢等服務(wù)。利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立一個(gè)去中心化的農(nóng)業(yè)人才招聘平臺(tái)，發(fā)布相關(guān)的招聘信息，并通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)求職者的身份信息進(jìn)行認(rèn)證和存儲(chǔ)，提高招聘過(guò)程的透明度和可信度。區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助農(nóng)業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)、高校等建立一個(gè)去中心化的培訓(xùn)平臺(tái)，為農(nóng)業(yè)人才提供相關(guān)的課程、教材和考試等服務(wù)。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)員學(xué)習(xí)情況的全程監(jiān)控和管理，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成果。區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)人才能力和績(jī)效的全程記錄和評(píng)價(jià)，讓企業(yè)和機(jī)構(gòu)及時(shí)了解農(nóng)業(yè)人才的工作情況，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)勵(lì)。

3 建議與展望

區(qū)塊鏈技術(shù)在新疆智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景，可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、金融服務(wù)等方面的創(chuàng)新帶來(lái)更多機(jī)遇，在促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面具有重要意義[6-7]，推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)在新疆智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用過(guò)程中，需要考慮以下幾個(gè)方面因素：

（1）加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用：政府和企業(yè)需要加大對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)投入，提高技術(shù)自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。積極推動(dòng)一些區(qū)塊鏈智慧農(nóng)業(yè)的示范項(xiàng)目，探索先進(jìn)的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、流轉(zhuǎn)等全鏈路管理模式，并借此推廣區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用需要政府、企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)等多方積極參與和推動(dòng)。只有加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用，探索出一些先進(jìn)的管理模式和商業(yè)模式，才能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的深度融合和共同發(fā)展。

（2）建立標(biāo)準(zhǔn)化體系：建立區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化體系，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和交互方式，提高平臺(tái)的互操作性和可擴(kuò)展性。建立智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、安全標(biāo)準(zhǔn)化、交易標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊鏈應(yīng)用平臺(tái)之間的互聯(lián)互通，提高數(shù)據(jù)的可信度和共享效率，確保區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性和可靠性和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作的順暢性和高效性。

（3）完善法律法規(guī)和監(jiān)管機(jī)制：在推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)其合規(guī)、風(fēng)險(xiǎn)控制和隱私保護(hù)等方面的管理和監(jiān)管，確保農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)區(qū)塊鏈智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)的監(jiān)督檢查力度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理和糾正，對(duì)違法違規(guī)企業(yè)和個(gè)人進(jìn)行嚴(yán)格處罰，有效防范各類風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用需要建立健全的法律法規(guī)和監(jiān)管機(jī)制，推動(dòng)行業(yè)規(guī)范化和持續(xù)穩(wěn)健的發(fā)展。

（4）區(qū)塊鏈農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)：區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)科學(xué)、農(nóng)學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)等。因此，需要開(kāi)設(shè)相關(guān)的交叉學(xué)科課程，培養(yǎng)具備跨學(xué)科背景的復(fù)合型人才。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與相關(guān)項(xiàng)目和實(shí)踐活動(dòng)，提升其實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力。此外，為了更好地將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用到智慧農(nóng)業(yè)的實(shí)踐中，需要行業(yè)內(nèi)的專業(yè)人士和企業(yè)參與到人才培養(yǎng)中來(lái)，擔(dān)任學(xué)生的導(dǎo)師或者實(shí)習(xí)單位，為學(xué)生提供職業(yè)規(guī)劃指導(dǎo)，幫助他們更好地適應(yīng)職場(chǎng)環(huán)境和市場(chǎng)需求。