石河子大學農學院 王家平 張偉 劉建國 李魯華 蔣桂英

前言

智慧農業(yè)作為現(xiàn)代農業(yè)的重要組成部分，可以通過科技手段實現(xiàn)農業(yè)生產信息化、自動化和精準化，提高農業(yè)效率和質量，為新疆農業(yè)的現(xiàn)代化轉型注入新動力[1]。自2015 年以來，新疆相繼出臺了《新疆維吾爾自治區(qū)現(xiàn)代農業(yè)推進計劃(2015-2020 年)》、《新疆生產建設兵團“十三五”現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等文件，提出了加快農業(yè)信息化、推進農產品質量安全監(jiān)管等目標和任務。各地積極探索利用物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術手段，實現(xiàn)農業(yè)生產智能化、精準化和可持續(xù)發(fā)展。在蔬菜種植方面，通過智能傳感器監(jiān)測土壤濕度、溫度、pH 值等環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)自動澆灌、施肥等操作，提高了作物產量和品質。在畜牧業(yè)方面，應用無線電頻譜識別技術，對動物運動、飲食等行為進行實時監(jiān)測和記錄，提高了畜牧業(yè)生產效率。棉花種植上應用機器視覺和物聯(lián)網技術，對棉花生長狀態(tài)、病蟲害情況等進行快速識別和診斷，對灌溉、施肥等關鍵操作進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，對棉花生長環(huán)境和歷史數(shù)據(jù)進行深度挖掘和預測分析[2]。

區(qū)塊鏈技術是智慧農業(yè)領域中的一項重要技術，是一種去中心化、開放式分布式賬本技術，其基本原理是通過加密算法將交易數(shù)據(jù)打包成區(qū)塊，并按照時間順序鏈接形成鏈式結構，實現(xiàn)交易信息的可靠記錄和傳遞[3-4]。相對于傳統(tǒng)集中化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，區(qū)塊鏈技術具有以下特點：（1）去中心化：無須第三方機構作為中介，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過嚴格的驗證后，將永久固定在網絡中，無法被篡改或刪除；（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稱等好處，為農業(yè)生產、物流運輸、金融服務等方面的創(chuàng)新帶來更多機遇[5]。

目前，新疆農業(yè)中的區(qū)塊鏈技術在農業(yè)產業(yè)中的應用廣泛，展現(xiàn)出非常好的前景和潛力。烏魯木齊市利用區(qū)塊鏈技術打造了蔬菜溯源平臺，保障了消費者的食品安全。新疆天山藥業(yè)利用區(qū)塊鏈技術建立一個去中心化的區(qū)塊鏈平臺，記錄中藥材生產、加工、流通等信息，確保產品的質量和安全，實現(xiàn)中藥材溯源。新疆聯(lián)合農墾利用區(qū)塊鏈技術建立一個去中心化的農產品交易平臺，實現(xiàn)供應鏈的透明化和管理，并采用智能合約等技術手段，簡化交易過程，提升交易效率。新疆綠盟科技利用區(qū)塊鏈技術建立一個可信、高效的農產品質量管理系統(tǒng)，記錄農產品的生產、加工、流轉等信息，實現(xiàn)對農產品的全程監(jiān)控和溯源。新疆伊克昭蓋提白皮松林場利用區(qū)塊鏈技術實時監(jiān)控森林火災、蟲害等情況，并采用智能合約等技術手段，提高監(jiān)測效率和準確性。因此，本文旨在探討區(qū)塊鏈技術在新疆智慧農業(yè)發(fā)展中的應用前景。

1 區(qū)塊鏈技術在我國農業(yè)中應用現(xiàn)狀

1.1 農村電商

利用區(qū)塊鏈技術，建立農村電商平臺的信任機制和支付體系，提供安全、透明、高效的交易環(huán)境，促進農產品在市場上的流通和銷售。中國的“菜籃子”平臺是一個在線農產品交易和配送平臺，旨在解決城市居民購買農產品難、價格高等問題。平臺上的農產品來自全國各地，包括蔬菜、水果、食用菌、禽蛋肉類等，由專業(yè)的物流公司進行配送。該平臺利用區(qū)塊鏈技術建立了一個去中心化的信任機制。具體來說，每一筆交易都會生成一個唯一的區(qū)塊鏈地址，并將相關數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊上。同時，買賣雙方的身份信息、訂單信息等也會被寫入?yún)^(qū)塊鏈賬本中，形成不可篡改的“鏈式證明”。有效保障交易安全和透明度，避免因供應鏈不完整或信息不對稱而導致的食品安全問題。

1.2 精準施肥

利用區(qū)塊鏈技術，對土壤肥力、作物生長狀況、氣象數(shù)據(jù)等信息進行監(jiān)測和分析，制定精準施肥方案，提高了肥效利用率和作物品質。美國公司AgriTask 通過區(qū)塊鏈技術和物聯(lián)網技術建立了一個農業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)了對土壤質量、氣象數(shù)據(jù)、作物生長情況等信息的監(jiān)測和分析，關鍵的信息會被存儲在區(qū)塊鏈上，確保數(shù)據(jù)不會被篡改或刪除。通過對土壤酸堿度、養(yǎng)分含量、水分狀況等因素進行分析和比對，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環(huán)境和營養(yǎng)支持，平臺為農民提供個性化的精準施肥方案。

1.3 農產品質量安全追溯

區(qū)塊鏈技術可以記錄農產品從種植、加工、流通到銷售的全過程數(shù)據(jù)，并形成不可篡改的“鏈式證明”。近年來發(fā)生的多起豬肉質量安全問題，引起了廣泛關注和擔憂，針對這種情況，利用區(qū)塊鏈技術來進行豬肉質量安全追溯，使消費者能夠準確掌握生豬的出生信息、疫苗注射情況、飼料成分、生長環(huán)境、運輸情況等信息，提高了畜禽產品的質量安全保障。

1.4 農業(yè)金融

在農業(yè)金融領域，區(qū)塊鏈技術可以改善融資渠道、提高融資效率、降低信用風險，為農民和農業(yè)企業(yè)提供更加便捷、透明的金融服務。中國浙江省農信社運用區(qū)塊鏈技術搭建了一個“智慧農業(yè)金融”服務平臺，通過收集和整合種植戶的重要數(shù)據(jù)，如土地使用狀況、作物生長情況、氣象數(shù)據(jù)等，以及相關企業(yè)的信用信息、經營狀況等多維度指標，形成了一個全面的信用評估體系。同時，平臺還提供了可信賴的交易環(huán)境，確保各方的資產和交易記錄能夠被安全地存儲和傳輸。通過利用區(qū)塊鏈技術，降低農村金融服務的信用風險和操作風險，并實現(xiàn)快速的融資渠道。

2 區(qū)塊鏈技術在新疆智慧農業(yè)發(fā)展中的應用前景

2.1 農產品溯源和質量監(jiān)管

新疆地區(qū)擁有豐富的農業(yè)資源和特色產品，如葡萄、棉花、香梨、蘋果、杏和紅棗等，而農產品的質量和安全一直是行業(yè)發(fā)展的重要問題。通過區(qū)塊鏈技術，可以實現(xiàn)對農產品的生產、加工、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的信息記錄和溯源，從而保障產品的品質與安全。通過區(qū)塊鏈技術建立一個公開透明的農產品質量信息平臺，可以讓消費者隨時查閱和了解產品的來源、生產過程和質量情況，提高消費者的知情權和參與度。同時，還可以為消費者提供一種新的購買渠道和交互方式，促進消費者對農產品的理解和認同，增強品牌和企業(yè)的美譽度和競爭力。同時，消費者也可以通過智能終端設備查詢農產品的生產過程和流轉情況，提高了消費者的信任度和滿意度。

2.2 農業(yè)物流管理

新疆地區(qū)遼闊廣袤，交通不便，物流成本較高，直接影響著農產品的市場流通和銷售。利用區(qū)塊鏈技術，可以實現(xiàn)物流信息的跟蹤、路線優(yōu)化和降低成本等目標。在農產品運輸過程中，通過區(qū)塊鏈技術記錄運輸車輛的位置和狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并提高物流效率和減少浪費。幫助企業(yè)和機構實現(xiàn)更加精準、智能、綠色的農產品物流管理模式。例如，通過物聯(lián)網技術和智能傳感器、無人機等設備的協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)對農產品的快速采摘、配送和交易，提高物流效率和可持續(xù)性。

2.3 農業(yè)金融服務

新疆是一個農業(yè)大省，農戶數(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，這會對農業(yè)生產和金融服務帶來不同的影響和需求，金融服務網絡不夠完善。農業(yè)產業(yè)結構復雜，加上交通、信息等方面的限制，造成金融服務信用風險較高。而區(qū)塊鏈技術的去中心化特性可以實現(xiàn)農村信貸的分散投放，降低財務成本和風險。例如，采用基于區(qū)塊鏈的智能合約技術，可以將土地、作物等質押資產數(shù)字化，提高資產流動性和價值。此外，還可以利用區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)農業(yè)場景下的供應鏈金融、保險和電子支付等多個方面的創(chuàng)新應用。

2.4 農戶個人信息管理

新疆農民數(shù)量眾多，其在生產、銷售等過程中產生的各種信息也需要進行統(tǒng)一管理。利用區(qū)塊鏈技術，可以建立一個安全可靠的個人信息管理系統(tǒng)，保護農民的隱私權和知識產權，實現(xiàn)農戶數(shù)據(jù)和農產品信息管理。區(qū)塊鏈技術可以建立一個去中心化的農戶身份認證系統(tǒng)，通過智能合約等技術手段將農民的身份信息進行加密存儲，確保農民的身份信息不被篡改和泄露。建立一個安全可靠的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，將農民在生產、銷售等過程中產生的各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理。通過這種方式，農戶可以隨時查看自己的數(shù)據(jù)，并了解自己生產、銷售等環(huán)節(jié)的情況。實現(xiàn)對農產品生產全程的記錄和追溯，將生產環(huán)節(jié)的各種數(shù)據(jù)進行加密處理，并存儲到區(qū)塊鏈上，讓農戶了解自己生產的成本和銷售情況及獲得的收益。

2.5 農業(yè)人才服務

新疆農業(yè)產業(yè)需要各類專業(yè)人才的支持，而農民和企業(yè)也需要相應的人才服務來提升自身的競爭力和核心價值。利用區(qū)塊鏈技術，可以建立一個農業(yè)人才服務平臺，為農民和企業(yè)提供相關的招聘、培訓、咨詢等服務。利用區(qū)塊鏈技術建立一個去中心化的農業(yè)人才招聘平臺，發(fā)布相關的招聘信息，并通過區(qū)塊鏈技術對求職者的身份信息進行認證和存儲，提高招聘過程的透明度和可信度。區(qū)塊鏈技術可以幫助農業(yè)相關機構、高校等建立一個去中心化的培訓平臺，為農業(yè)人才提供相關的課程、教材和考試等服務。同時，實現(xiàn)對學員學習情況的全程監(jiān)控和管理，提高學員的學習效率和學習成果。區(qū)塊鏈技術可以實現(xiàn)對農業(yè)人才能力和績效的全程記錄和評價，讓企業(yè)和機構及時了解農業(yè)人才的工作情況，并對其進行相應的評價和獎勵。

3 建議與展望

區(qū)塊鏈技術在新疆智慧農業(yè)發(fā)展中具有廣闊的應用前景，可以為農業(yè)生產、物流運輸、金融服務等方面的創(chuàng)新帶來更多機遇，在促進地方經濟發(fā)展、增強產業(yè)競爭力等方面具有重要意義[6-7]，推進區(qū)塊鏈技術在新疆智慧農業(yè)中的應用過程中，需要考慮以下幾個方面因素：

（1）加強技術研發(fā)和示范應用：政府和企業(yè)需要加大對區(qū)塊鏈技術在智慧農業(yè)領域的研發(fā)投入，提高技術自主創(chuàng)新能力和核心競爭力。積極推動一些區(qū)塊鏈智慧農業(yè)的示范項目，探索先進的農產品生產、加工、流轉等全鏈路管理模式，并借此推廣區(qū)塊鏈技術在農業(yè)領域的應用。區(qū)塊鏈技術在智慧農業(yè)領域的應用需要政府、企業(yè)、高校和科研機構等多方積極參與和推動。只有加強技術研發(fā)和示范應用，探索出一些先進的管理模式和商業(yè)模式，才能夠實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術與農業(yè)產業(yè)的深度融合和共同發(fā)展。

（2）建立標準化體系：建立區(qū)塊鏈技術在農業(yè)領域的標準化體系，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和交互方式，提高平臺的互操作性和可擴展性。建立智慧農業(yè)數(shù)據(jù)標準化、安全標準化、交易標準化和系統(tǒng)標準化規(guī)范，實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈應用平臺之間的互聯(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)管機制：在推進區(qū)塊鏈技術應用的同時，需要加強對其合規(guī)、風險控制和隱私保護等方面的管理和監(jiān)管，確保農產品的質量和安全，保護消費者權益。相關部門應加強對區(qū)塊鏈智慧農業(yè)行業(yè)的監(jiān)督檢查力度，發(fā)現(xiàn)問題及時處理和糾正，對違法違規(guī)企業(yè)和個人進行嚴格處罰，有效防范各類風險?？傊瑓^(qū)塊鏈技術在智慧農業(yè)領域的應用需要建立健全的法律法規(guī)和監(jiān)管機制，推動行業(yè)規(guī)范化和持續(xù)穩(wěn)健的發(fā)展。

（4）區(qū)塊鏈農業(yè)人才培養(yǎng)：區(qū)塊鏈技術在智慧農業(yè)領域的應用涉及多個學科領域，如計算機科學、農學、物聯(lián)網等。因此，需要開設相關的交叉學科課程，培養(yǎng)具備跨學科背景的復合型人才。加強實踐教學環(huán)節(jié)，讓學生參與相關項目和實踐活動，提升其實際操作能力和創(chuàng)新能力。此外，為了更好地將區(qū)塊鏈技術運用到智慧農業(yè)的實踐中，需要行業(yè)內的專業(yè)人士和企業(yè)參與到人才培養(yǎng)中來，擔任學生的導師或者實習單位，為學生提供職業(yè)規(guī)劃指導，幫助他們更好地適應職場環(huán)境和市場需求。