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0 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 研究机构 01 区块链 数字资产研究院 零壹 财经零壹智库 报告主编 柏 亮 | 于百程 分 析 师 赵 越 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 2020 0 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 不 0 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 数字农业以农业数字化为发展主线，以数字技术和农业的深度融合为主攻方向，以“信息 +知识 +智能装备 ” 为核心，以数据为关键生产要素，中国正进入加快发展数字农业的新阶段，农业 的 数字化为区块链应用提供 “ 土壤 ” 。 通过与物联网、大数据、云计算、人工智能、 5G 等数字技术的有效结合， 区块链 能够打造通畅、可信、透明的农产品流通链，解决数字农业发展过程中面临的农产品质量安全、农产品产供销及农业保险信贷等难题，为数字农业发展 “ 保驾护航 ” 。 目前，农产品安全质量溯源是区块链应用最广泛、技术最成熟的领域之一；农产品供应链领域的区块链应用通常由大型平台主导；农业金融领域的区块链应用模式分为基于电商数据打造区块 链金融服务系统和区块链农权抵押借贷系统；区块链在农业保险领域的实践通常以溯源系统为基础。 2025 年，我国农业数字经济规模将接近 1.3 万亿元 。借助数字农业的万亿生产规模，区块链应用有望实现重要突破。 “ 区块链农业园区 ” 将成为未来区块链在数字农业领域应用的主流模式。 摘要 bstract 1 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 一、数字农业成农业发展新趋势 . 3 （一）发展数字农业成全球共识 . 3 （二）中国进入加快发展数字农业的新阶段 . 3 （三）农产品流通问题制约中国数字农业发展 . 4 二、 “ 区块链 +数字农业 ” 应用场景：区块链为数字农业发展 “ 保驾护航 ” . 5 （一）农产品质量安全溯源：实现从田间到舌尖的全流程监督 . 6 （二）农产品 供应链管理：实现从农户到消费者的供需透明化 . 7 （三）农村金融：缓解农村地区贷款难问题 . 9 （四）农业保险：使灾损评估更加合理、理赔效率更高 . 10 三、 “ 区块链 +数 字农业 ” 实践情况：打造可信农产品生产流通链 . 10 （一）区块链 +农产品安全质量溯源：应用最广泛、技术最成熟 . 10 （二）区块链 +农产品供应链：以大型平台为主导 . 11 （三）区块链 +农村金融：银行牵头进行实践 . 12 （四）区块链 +农业保险： 以溯源系统为基础 . 13 四、 “ 区块链 +数字农业 ” 发展面临的挑战 . 14 （一）农业数字化程度较低，区块链发展 “ 土壤 ” 不充分 . 14 （二）区块链技术发展尚未成熟，难以实现大规模应用 . 14 目录 ontents 2 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 （三） “ 区块链 +数字农业 ” 领域复合人才的缺失 . 15 五、未来展望 . 15 （一） 2025 年，区块链在数字农业领域的应用规模将实现重大突破 . 15 （二）构建 “ 区块链农业园区 ” 将成 “ 区块链 +数字农业 ” 发展的主流模式 16 （三）乡村治理、农村产权交易等将成为重要应用场景 . 16 3 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 一、数字农业成农业发展新趋势 数字农业以农业数字化为发展主线，以物联网、大数据、云计算、人工智能、 5G 和区块链等数字技术和农业的深度融合为主攻方向，以“信息 +知识 +智能装备”为核心，以数据为关键生产要素。数字农业的发展将提高农业生产效率，实现农业产业结构升级、组织结构优化，使农业整体的产业竞争力大大提升。 （一）发展数字农业成全球共识 随着新一代信息技术的加快应用，全球新一轮科技革命、产业革命方兴未艾。世界主要发达国家都将数字农业作为重要的战略发展方向，相继推出数字农业相关发展计划，努力构筑数字农业发展先发优势。据国际咨询机构 Research and Markets 预测，到 2025年，智慧农业全球市值 将达到 683.89 亿美元 ，发展最快的是亚太地区，年复合增长率（ CAGR） 将 达到 14.12%。 表 1 世界主要国家和地区数字农业发展计划 国家 /地区 具体计划、措施 美国 搭建人工智能战略实施框架，提出智慧农业研究计划。 欧盟 出台地平线 2020，提出利用对地观测技术为小农户搭建智慧服务平台。欧洲农机协会提出以现代信息技术与先进农机装备应用为特征的农业 4.0。 德国 发布有机农业 展望战略，明确基于“工业 4.0”的基本理念发展智慧农业。 荷兰 推出数字化战略，明确数字化技术在开放式耕种、精准农业、温室园艺、畜牧养殖、食品质量安全以及生产链各环节的应用。 日本 发布“机器人新战略”，启动基于智能机械 +IT 的“下一代农林水产业创造技术”。 韩国 发布信息化村计划，加快推进农村的信息化建设以缩小城乡差距和增加农民收入。 资料来源：中国工程院院士赵春江农业的数字革命已经到来， 01 区块链整理 （二） 中国进入加快发展数字农业的新阶段 1、数字农业发展受到国家战略性支持 加快建设“数字中国”是举国发展的重大战略，数字农业是建设“数字中国”的重要基4 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 础，其发展受到了国家的高度重视。目前，农业农村部正推进数字农业建设试点，在全国开展了苹果、大豆、棉花、茶叶、油料、橡胶 6 个品种的全产业链大数据建设试点，并已批复建设数字农业试点县 13 个。 2015 年 9 月，国务院发布的促进大数据发展行动纲要已经提到要发展农业农村大数据，并提出了具体的发展方向。同年 12 月，农村农业部 （原农业部） 发布关于推进农业农村大数据发展的实施意见，明确了农业农村大数据发展的主要目标、具体措施和重点发展领域， 并指出未来 5-10 年内，将完成农业数据化改造。农业农村大数据 的不断完善为数字农业发展奠定了基础。 2020 年 1 月 20 日，农业农村部、中央网络安全和信息化委员会办公室发布了数字农业发展规划（ 2019-2025），指出当前及 “ 十四五 ”时期是推进农业数字化的重要战略机遇期，必须顺应时代趋势、把握发展机遇，加快数字技术推广应用，大力提升数字化生产力，抢占数字农业农村制高点。 2、数字农业发展的“土壤”正在形成 目前，中国已经处于大规模数字化转型时期，中国互联网络信息中心（ CNNIC）发布的第45 次中国互联网络发 展状况统计报告显示， 2019 年 ，中国数字经济 规模已达 31.3万亿元，位居世界前列，占国内生产总值（ GDP）的比重达到 34.8%。 同时，数字农业发展的基础设施已经具备。根据工信部数据， 2019 年我国行政村光纤和4G 网络通达比例均已超过 98%；数字农业领域国家工程技术研究中心、农业信息技术和农业遥感学科群、国家智慧农业创新联盟已经建成；新的产业形态也不断涌现， 2020全国县域数字农业农村电子商务发展报 显示， 2019 年，我国县域电商零售额 为 30961.6 亿元，占全国 网络零售额的 29.12%，其中农产品 网络零售额为 2693.1 亿 元。 （三）农产品流通问题制约中国数字农业发展 农产品流通指农产品从生产领域向消费领域转移的全过程。通畅、透明、可信的农产品流通体系能够增强农业生产活动中各参与主体间的协作效率，提高农业生产效率，促进数字农业发展。目前，由于我国农产品产业链条长、生产分散，导致农产品流通效率低下，严重制约数字农业发展。 我国农产品产业链条环节复杂、参与主体众多，农产品从田间到餐桌，需经历种植 /饲养、加工、运输和销售等众多环节。整个产业链的参与主体包括生产者、批发商、加工商、仓储服务商、承运商、分销 商和零售商等不同参与主体，且整个农产品产业链呈现“两头小中间大”的特征。这导致整个农业品流通过程繁杂、流通时间漫长，各参与主体间信息不完全对称，流通效率低下，进一步造成农产品质量安全问题、农产品产供销不平衡问题及农村地区贷款难问题。 5 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 二、“区块链 +数字农业”应用场景：区块链为数字农业发展“保驾护航” 目前， 农业已经成为国家重点鼓励的区块链应用领域，据 01 区块链不完全统计 ， 2020年上半年，国家已经发布 7 部 “ 区块链 +农业 ” 相关政策 。 区块链作为促进数字农业发展的核心技术之一，农业数字化水平的不断提高为区块链技术的应用奠定了基础，而区块链技术的应用又将进一步促进数字农业的发展。区块链凭借其分布式存储、不可篡改和可追溯等特征，通过与物联网、大数据、云计算、人工智能、 5G 等数字技术的有效结合，能够解决数字农业发展过程中面临的农产品质量安全、农产品产供销以及农业保险信贷等难题，为数字农业发展“保驾护航”。 表 2 2020 年国家发布的“区块链 +农业”相关政策 发布时间 政策名称 部门 主要内容 2020.1.20 数字农业农村发展规划（ 20192025 年） 农业农村部 中央网络安全和信息化委员会办公室 加快推进农业区块链大规模组网、链上链下数据协同等核心技术突破，加强农业区块链标准化研究，推动区块链技术在农业资源监测、质量安全溯源、农村金融保险、透明供应链等 方面的创新应用。 2020.2.5 中央 1 号文件中共中央 国务院关于抓好“三农”领域重点工作确保如期实现全面小康的意见 国务院 依托现有资源建设农业农村大数据中心，加快物联网、大数据、区块链、人工智能、第五代移动通信网络、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用。 2020.2.10 2020 年种植业工作要点 农业农村部办公厅 夯实测土配方施肥基础，继续开展测土化验、肥效试验和化肥利用率田间试验，运用区块链、云计算等信息化技术，系统挖掘测土配方施肥十五年大数据，分区域、分作物提出科学施肥意见。 2020.2.13 2020 年农产品质量安全工作要点 农业农村部办公厅 谋划建设智慧农安平台，运用大数据、物联网、区块链等现代信息技术推动监管方式创新，将前端农药兽药等农业投入品购买、生产过程用药、上市农产品药物残留监测等数据关联匹配，实现全程质量安全控制，推动传统“人盯人”监管向线上智慧监管转变。 2020.2.12 2020 年农药管理工作要点 农业农村部办公厅 利用区块链等现代信息技术，加快构建全国统一的质量追溯系统，逐步实现全国农药质量追溯“一张网”。完善标签管理办法，推行农药内外包装二维码关联，逐步实现农药生产、经营、使用全链条可追溯。 2020.2.17 2020 年乡村产业工作要点 农业农村部办公厅 以信息技术带动业态融合，促进互联网、物联网、区块链、人工智能、 5G、生物技术等新一代信息技术与农业6 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 融合，发展数字农业、智慧农业、信任农业、认养农业、可视农业等业态。 2020.4.15 社会资本投资农业农村指引 农业农村部办公厅 鼓励社会资本参与数字农业、数字乡村建设，推进农业遥感、物联网、 5G、人工智能、区块链等应用，提高农业生产、乡村治理、社会服务等信息化水平。 资料来源： 01 区块链根据公开资料整理 （一）农产品质量安全溯源：实现从田间到舌尖的全流程监督 随着生活水平的日益提高，人们越来越重视食品质量安全问题，餐桌上的瓜果蔬菜、鸡鸭鱼肉等的质量安全成为人们关注的焦点。从田间到舌尖，农产品经历了种植 /饲养、加工、运输和销售等多个环节，毒大米、农药残留等问题频频出现，人们对农产品的质量安全产生信任危机。 建立有效的农产品溯源体系，保证整个农产品整个来源去向透明、可追踪是保证其质量安全的基础。农产品质量安全溯源问题一直是政府部门的关注焦点。 2016 年 6 月，农业农村部（原农业部）发布关于加快推进农产品质量安全追溯体系建设的意见，指出要全面推进现代信息技术在农产品 质量安全领域的应用，建立国家农产品质量安全追溯管理信息平台。但传统的农产品质量安全溯源系统存在以下问题： 第一，农产品从生产到消费需经历多个环节，农产品数据、生产商数据、供应商数据、加工商数据和物流信息等不同环节的数据通常存在数据壁垒，未能实现有效地共享，整个农产品的产业链条未实现公开透明。即消费者对生产者使用的农药、化肥以及加工过程使用的添加剂和运输过程中的保存情况等相关信息难以掌握。 第二，传统的农产品质量安全溯源系统为中心化系统，即农产品质量安全溯源依赖于某个机构或企业。 2017 年 6 月，国家农产品质量 安全追溯管理信息平台上线运行，但由于该平台采取试点运行的方式，在一些重点品种、大型企业和特定区域等试点展开，目前全国尚未形成统一的农产品质量安全溯源系统。农产品质量安全溯源仍维持分行业、分地区溯源的现状。即不同的行业或地区采取不同的中心化的溯源系统。这将产生两方面的问题：一方面，由于是中心化溯源系统，一旦系统存在漏洞，农产品相关数据可能面临被篡改的风险；另一方面，由于各个溯源系统由于模式不同，相互之间存在一定的体系壁垒，导致数据难以进行共享。 区块链具有分布式存储、不可篡改、可追溯等特征。以农作物为例，通过 将种植过程、加工过程、存储过程、运输过程及销售过程中的相关数据上链存储，可以实现农产品从7 区块链在数字农业领域的应用与探索报告 种植到消费的全链条的透明化监管，且相关数据一旦上链，便难以进行篡改，进一步保证了相关数据的真实性和安全性。消费者通过扫描条形码、二维码等身份标识便可以查询农产品的原产地、施肥用药情况、化学成分等核心信息，从而建立了对农产品的信任。同时，在基于区块链的溯源系统中，监管部门作为节点参与其中，由于各个链条的数据被相关责任主体进行数字签名并附上了时间戳，农产品一旦出现质量问题，监管部门可以将责任追溯到相关主体。 此外，区块链通过 共识机制和智能合约，构建了统一的规则体系，打破了各经济主体间的体系壁垒，使得各经济主体能够以较低的成本实现数据的互联互通，有助于加快全国统一的农产品质量安全溯源系统的构建。 图 1 传统农产品溯源系统和基于区块链的农产品溯源系统对比 资料来源： 01 区块链 （二）农产品供应链管理：实现从农户到消费者的供需透明化 农产品供应链包括 了农产品的产前、产中和产后三个阶段，涵盖了农产品生产、加工、运输和销售等多个环节。在农产品供应链中，参与主体包括农业生产者（农户、合作社、生产基地）、农资企业、分销商（批发市场、大型批发商）、零售商（超市、农贸市场等）、监管机构和消费者等，这些参与主体以生产者和消费者的不同角色参与产前、产中和产后三个阶段。农产品供应链将各参与主体彼此间产生的商流、信息流、物流和资金流进行整合，建立了从农产品生产商、分销商、零售商到消费者的链式网络。