区块链技术在牧草行业的应用与发展

李雨佳 周佳 康彦茹 马启国 王金社

摘要：区块链以去中心化、共享性、不可篡改、全程留痕可追溯安全性等特点，为农业物联网行业提供了一个更加安全可靠的技术保障，促进农产品资源检测、产品质量溯源、乡村金融保障、透明企业等方面的建设。同时，区块链技术的农业追溯系统能够有效地补充现有产品溯源技术的不足，实现全流程的把控，有效解决传统牧草行业信息闭塞和流通环节复杂烦琐等问题，提高牧草供应链管理效率，实现多方监护，降低牧草物流成本。

关键词：牧草；区块链；农业物联网；农产品溯源

一、引言

农业是农村最重要的产业，也是国民经济的基础。近年来，随着我国“奶业振兴”行动的开展与深入实施，国产苜蓿的产量已无法满足国内市场的需求。由于受地理环境、技术、运输等因素限制，中国优质饲草苜蓿产量和质量无法得到保障，提升牧草质量和产量可以减少我国对国外进口的依赖，进一步发展自身农业。

区塊链（Blockchain/Chain of Blocks）是集分布式数据存储、加密算法、共识机制、点对点传输等计算机技术于一体的新型应用模式。它是一种去中心化的分布式账本，具有数据透明、防篡改、可追溯等特性。现国内外已有许多学者对其在金融、保险等领域的应用进行了多项研究并取得一定的成果。

二、什么是区块链

（一）区块链的概念

区块链是一种去中心化分布式账本技术，它将不同存储区块按照时间顺序形成链式结构，并通过块链式数据结构、密码学、共识机制、智能合约等机制做到数据存储、数据安全、数据更新和数据操作 。

（二）区块链的特点

区块链将分布式记账、共识管理机制、点对点数据传输、加密计算、智能协议等各种网络基础技术结合，具备去中心化的技术分布、不可追踪的匿名性、无法篡改的安全性、全程留痕的可追溯性及共享性等特点^[1]，从而提供了一个更加安全可靠的技术保障。区块链技术因其独特的特性而为产品溯源提供了坚实的基础，它现已成为继大数据、虚拟现实和人工智能以后的新兴技术，并有着广泛的应用前景。

（三）区块链在我国各领域的发展应用

区块链集成了数据库、加密算法、智能合约等技术，是一个创新性的技术架构体系。随着其影响范围的进一步扩大，目前已经在金融、公共管理、数字版权、医疗、教育、交通、现代农业等多个领域取得了重大突破，并且正在迅速发展，特别是区块链+农业的应用，具有巨大的发展潜力，未来将引领全球新一轮的技术和产业变革，推动社会经济发展。

（四）区块链在农业方面的创新应用

在2020年，《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》明确提出了加速促进农业区块链信息技术的开发，以实现规模化组网、链上、链下信息共享等核心技术重大突破，并进行农业区块链规范化研发，以及创新性的信息技术应用研究，以促进农产品资源检测、产品质量溯源、乡村金融保障和企业透明化等方面的建设。随着2020年中央“一号文件”的正式发布，区块链产业受到了政府的重视，从产业发展角度来看，这不仅是一次政策加码，更是一次重大突破，从而使区块链在农业农村产业中的地位得到了提升。在政策的推动下，区块链有望在农业领域取得新的突破，全新的发展阶段。

区块链技术具备去中心化、可追溯性和不可篡改性等优点，它能够与大数据分析、物联网、云计算等技术相结合，为农村牧草产品溯源、物流追踪、精准种植、智慧农业云监测等提供一种全新的、可持续的解决方案，从而实现新的农业目标。区块链技术的去中心化特点能够大大降低农业物联网维护成本，提高农业物联网的智能化和规模化程度。此外，采用区块链技术的农业追溯系统能够有效地补充现有产品溯源技术的不足，实现全流程的把控，实现即时存证和取证，提高产品的透明度，防止假冒伪劣，从而解决消费者对产品的信任问题。

鉴于此，将区块链技术引入农业牧草供应链中，通过连接种植系统、农机系统、智慧农业云监测，将原本分离的大数据库相结合，实现数据共享、提高管理效率、降低监管成本的同时优化牧草品质。最终发展壮大西北牧草产业主市场，构建西北牧草产业链的智库系统，将有助于推动中国牧草行业的结构转型。

三、区块链进入农业牧草供应链所面临的挑战

（一）资金管理存在安全隐患

传统牧草市场，交易流程一般都是牧草需求者将定金支付到平台账户，由平台账户统一管理，等到牧草成熟后进行售卖，通过平台账户将钱款转账到牧草种植者；同时平台将超出部分钱款统一支付给牧草需求者。在这种情况下，资金缺乏有效的监管并且责任不明确，存在一定的资金风险。

相比之下，平台运用区块链技术可以有效解决资金监管和资金流向问题，其原理是将销售平台、牧草种植者和牧草实物绑定在一起，在平台进行预销售，牧草需求者通过平台进行锁定，一旦锁定牧草后要注入相应的资金，牧草种植者定期在平台上传牧草种植实时数据，保证数据来源明确，从源头上解决牧草质量问题，并在牧草成熟后进行收割和销售。

在牧草未成熟销售前，牧草需求者和牧草之间建立了绑定关系，以确保资金的安全。

（二）区块链海量的数据存储冗余

在整个区块链中，牧草种植中的互联网节点负责整个区块链中全部的数据，但由于区块链信息技术的日益完善和广泛应用，网络结点中保存的信息也越来越多，使得储存和统计的压力逐渐增大，冗余的信息也越来越多^[2]。在新的牧草种植客户进入后，必须对现有的区块链数据进行同步。

同时，随着新区块链的区块记录增多，同步所花费的时间成本也提高。只有在完成同步后，才能加入新区块链中的审计与跟踪工作，这就无疑增加了新客户进入区块链的难度和区块链的实用性，大量的冗余数据对区块链技术的稳定性提出了更高的要求，并导致维护费用的大幅增加。

（三）区块链本身性能以及实用性的限制

当前牧草种植每个网络节点都拥有区块链上的区块数据，但由于人们目前缺乏有效的搜索能力，如何从这样大量的信息中搜索出需要的信息十分困难。此外，区块链成功解决了信任难题，但其自身的稳定性并不理想，区块链应用的交易速度相对较慢，而且当交易发生时，将其在整个网络中共享所需的成本也相当昂贵，在实际进行大规模开发时，可行性也将大大降低，导致相应的使用用户人数可能减少。

（四）基础设施不完善难以普及

区块链技术对牧草发展起了推动作用，由于我国区域发展不均衡，欠发达地区的电网、互联网等基础设施未能建设完毕，造成贫困地区难以使用区块链技术，对牧草的种植过程进行全过程记录，无法保证其各个环节生长情况，对牧草的出售大打折扣。

（五）密钥丢失安全问题及虚假信息误导

区块链上的信息有不可篡改的特性，但如果有人将虚假数据上传至区块网络，则会造成永久性的误导，给牧草产业带来严重的危害。同时，我国牧草产业规模庞大，区块链密钥丢失的风险也相对较高，如何预防密钥丢失是一个重要的影响因素。

四、基于区块链的牧草溯源系统的优势

和现有传统的牧草溯源系统相比，区块链可有效提高市场动态监控，保障牧草信息的实时可追溯性、信息不可篡改性，防止假冒伪劣，有效解决牧草品质监管和高效供应链管理等方面的问题，从而有助于形成新型商业模式。

（一）监控市场动态

牧草溯源系统可实时跟踪统计牧草数量、销售地域分布、销售情况等数据，从宏观角度监控牧草市场的动态，帮助种植者迅速调整牧草产量，避免库存积压。

（二）牧草信息全程实时可追溯

通过区块链的特殊加密机制，为牧草创建独特的识别标码，利用区块链技术追踪溯源牧草的物流信息，即从牧草的种植、生产、加工、仓储、运输、订单到售后等环节的所有信息，都实时记录到区块链上，并以区块链节点的方式存储。无论是生产方、销售方还是中间检测方，都可以通过识别牧草标码获取牧草从种植到成品的全部信息，实现实时追溯^[3]。

（三）牧草信息不可篡改

溯源系统将牧草信息包括从生产种植到销售的所有信息都记录到链上，基于区块链不可篡改这一特性，每株牧草在网络中都将对应一个独有的标识，对于这个标识所产生的所有实时信息都能够记录区块链中，并且实现不可篡改的信息存储，确保牧草信息的真实有效性，解决传统牧草溯源系统信息上链后的牧草造假问题。

（四）监管牧草品质安全

通过牧草的溯源系统还能够实现对牧草种植环节的安全监管，即从牧草种植、生长、灌溉、施肥、除虫以及检测等信息全程记录，还能够进一步记录牧草加工成品后的信息，包括销售、价格、农机、物流信息等也可以同时记录。对于买家来说，区块链牧草溯源系统使得牧草每一个环节都有品质监管，让消费者买得放心、牲畜吃得也放心，真正实现牧草质量安全的全程监控。

（五）高效供应链管理

与传统溯源需要消耗大量时间、人力、财力及物力相比较而言，基于区块链的牧草溯源系统在牧草监管工作上，能够将牧草信息的存储、传递以及分析等数据信息按照特有的标码在所需的部门流转，有效解决传统牧草信息闭塞和流通环节复杂烦琐等问题，提高牧草供应链管理效率，实现多方监护，最终降低牧草物流成本^[4]。

五、区块链农业溯源的前景

（一）物联网区块链

现阶段，农产品推广与发展所存在的主要问题就是经营费用高昂和维护成本高昂。同时，由于部分农产品维护运行性能并不理想，加上物联网应用的集中化管理问题，在物联网应用操作设备增多的情况下，物联网应用难以实现数据的高效管理，无形中间又增加了物联网的开发和生产成本。区块链技术与物联网的融合应用，将可以实现对农产品机械设备的智能化保护管控，并可以最大程度降低农民机械设备的维护成本，从而实现农产品信息联网的规范化、统一化，并开发农产品物联网应用。农产品物联网实质上仍是农业物联网，但它将取决于当前科技的发展趋势，同时由于农产品机械设备相比于传统工业更加不易标准化，所以农产品对物联网设备的要求也会比工业生产中更为多样化，但目前对于低功耗、高速、精准、小型化的农产品传感器，还是需要依靠农业研究领域的科技进步。而未来，由于大规模低功耗农产品传感器在农村领域的广泛部署使用，农业物联网设备数量和通信量都将会以几何级别提升，因此，采用区块链信息技术的农产品物联网也将成为农村建设的新标准。

（二）原始草牧业发展落后缺乏科技支持

我国传统畜牧业思想为“重畜轻牧”，即依靠增加牲畜数量来提高经济收入，而忽视牧草产量低和品质差等问题。 粗放经营的畜牧业缺乏科学的放养喂养理念，并且忽视了牧草行业可持续发展的理念，使得牧草资源被破坏，进而导致生态环境的破坏，最终严重阻碍了牧草行业和牲畜业的发展^[5]。此外，现有科学技术的进步与牧草行业的发展之间存在着不容忽视的差距，牧草行业的发展缺乏科学技术的支持。因此，通过大数据技术引导牧草生产变得更加必要，同时，需要进一步加强大数据技术在牧草行业的生产管理、牧草品质的把控以及草制品的加工和贸易等方面的综合应用。

（三）智慧农业是趋势

随着信息技术的发展，及迅速地在农业深入渗透，为缓解振兴农村经济所面临的一些技术瓶颈问题，智慧农村研究模型脱颖而出，其开发思想与方法也将进一步得到提高和发展，智能业态给农村经济发展提供了新动力，带领着农村传统产业转型升级，培养并发展了新型行业，促进了中国市场结构和生活方式的重大转变。

六、结束语

本文将区块链技术应用于牧草种植、生长、销售等各个环节，对后续继续开展区块链技术在农业中的应用具有一定的借鉴意义。尽管人们对区块链在农业领域的重视度提高了，但是对农业的研究和探索仍然不太理想。所获得的数据过于广泛，精准度不够高，难以系统支撑该项技术在整个农业领域的未来发展；要进一步加强对种草大户、专业户的培训，发挥其带动能力；与国外技术相比，我国的种草技术服务、机械供应和相应政策支持还有待进一步完善。

即使如此，应用区块链技术推动农业转型和智慧农业的发展，依旧是未来农村经济发展的热点和趋势。在进一步推广时，应当注重基层民众培养、技术研发、基础设施的提升和人才建设等方面，并通过案例研究法、实地调研等方法进行研究分析，进一步深入推进和助力区块链战略技术在农业中的应用。

作者单位：李雨佳 周佳 康彦茹 宁夏医科大学临床医学院

马启国 宁夏医科大学理学院

王金社 宁夏医科大学临床医学院

参  考  文  獻

[1]刘光强，卫静静，祁邈.基于“区块链+”数字技能的智能管理会计研究[J].商业会计，2022（16）： 36-46.

[2]杨洋，贾宗维.区块链技术在农业物联网领域的应用与挑战[J].农业网络信息，2017，（12）：24-26.

[3]稂晓嘉，舒娟.区块链技术在农业中的应用与展望[J].粮食科技与经济，2018，43（11）：113-115.

[4]吕星辰，孟军.基于区块链的农产品溯源：优势与挑战[J].中国农学通报，2022，38（9）：157-164.

[5] 曾兵， 张文浚，尚盼盼，等. 大数据技术在草牧业中的应用浅析[J].中国饲料，2022（9）：141-145.

[6] 孙忠富，马浚诚，郑飞翔，等. 区块链支撑农业大数据安全初探[J].农业大数据学报，2020，2（2）： 25-37.

李雨佳（2001.09.18-），女，汉族，宁夏银川，本科，宁夏医科大学，研究方向：临床医学；

周佳（2000.12.06-），女，回族，宁夏吴忠，本科，宁夏医科大学，研究方向：临床医学；

康彦茹（2000.12.05-），女，汉族，宁夏固原，本科，宁夏医科大学，研究方向：临床医学；

马启国（1998.07-），男，回族，宁夏海原，本科，宁夏医科大学，研究方向：医学信息；

王金社（1975.07.19-），男，汉族，宁夏银川，硕士，教授，宁夏医科大学，研究方向：大数据、人工智能。