基于物联网情景的果蔬农产品质量安全问题研究

时间：2024-05-30

史亮张复宏刘文军

[摘要]传统的果蔬供应不仅效率低而且存在着很大的食品安全隐患，无法实现果蔬的可追溯性。而农业物联网的应用可以在供应链的各个环节发挥重要的作用，提供果蔬的种植信息;调整仓储运输的环境，保证果蔬在仓储运输过程中最大的保鲜;在销售阶段根据设定的数据对果蔬保鲜处理，让消费者可以通过扫码轻而易举地获取果蔬的具体信息。物联网既提高了果蔬供应的效率、保证了果蔬的安全，又提供了果蔬的可追溯性，为消费者提供安全优质的果蔬提供了保障。

[关键词]物联网;供应链;果蔬;质量安全

[中图分类号]F322[文献标识码]A

引言

随着人民生活水平的不断提高，人们不再满足于农产品数量的要求，对农产品质量安全的关注度越来越高。但是农产品频繁的质量安全事件不仅严重损害了人们的身心健康，也影响了人们对食用无公害农产品的信心。由于果蔬农产品是人们日常生活的必备食物，因此，其质量安全问题更是不容忽视。

从整个供应链来看，导致果蔬质量安全的因素错综复杂，而果蔬农产品链是一个整体，无论哪个环节出现问题，都可能引起果蔬的质量安全问题。然而仅靠政府部门的监管存在着诸多隐患，惟有借助现代农业物联网技术对果蔬供应链实施从农田到餐桌的全程可追溯管理，才能确保果蔬农产品供应的优质安全。

1 果蔬农产品供应链环节的质量安全问题

1.1 果蔬农产品种植环节质量安全存在的问题

1.1.1 人畜粪肥对果蔬的污染问题。果蔬农产品的种植过程中，人畜的粪肥通常被作为一种重要的肥料。粪肥是一种有机肥料，蕴含着大量的微量元素和必要的营养元素，含氮素较多，肥效较快，能够很快被植物吸收利用并有助于改良土壤。但在果蔬实际栽培中会出现微生物繁殖现象而产生污染，微生物能附在果蔬农产品的表面并对果蔬农产品造成损害。

1.1.2 农药质量和滥用问题。在农业生产过程中，生产者为了获得较高的产量通常会使用农药、化肥等农业投入品。农药本身是控制并保持果蔬生长发育的调试剂，防止虫、草及微生物的危害，对果蔬农产品质量起到保证安全的作用。但随着对果蔬农产品数量和质量的需求增加，农药的使用量也会大幅提升，加之农户的用药行为缺乏科学性，容易导致农药残留，透过果蔬表皮对果蔬质量产生严重影响。

1.1.3 灌溉用水对果蔬农产品造成的污染问题。如果农业灌溉使用了被生活污水或工业废水污染的水体，不仅危及农产品正常的生长，而且有害物质还会沉积造成土壤污染。污水中的有害物质会破坏果蔬表皮组织，不仅会造成果蔬农产品的产量下降，甚至还会使果蔬变成有毒食品。

1.1.4 产地土壤环境污染问题。国家环保总局土壤污染调查结果表明，经济发达地区的蔬菜、水果等生产基地存在不同程度的土壤污染问题，主要是重金属污染超标，甚至是严重超标。

1.1.5 空气对果蔬的质量安全的影响。空气污染也会直接伤害果蔬类农产品，有时呈隐形伤害，观察不到成长发育的变化，但果蔬体内的代谢已经受到影响。环境的污染不仅对当前种植的果蔬农产品产生危害，同时也会渗入土壤，破坏土壤原有的营养成分，对以后的种植产生深远的影响。

1.2 果蔬仓储环节存在的质量安全问题

果蔬的仓储和运输是整个供应链的中转环节，货物会因为环境发生变化而导致一系列的问题，加之农产品自身也会新陈代谢，因此会给果蔬的质量安全造成很大的影响。我国果蔬的仓储和运输环节的损失率高达20%以上，而欧美储运的损失率不足10%，这在一定程度上反映了我国目前储运设备技术等硬件设施水平较低，容易造成运输过程的质量安全问题。

1.2.1 导致果蔬腐烂主要问题。（1）通风不畅。在果蔬的仓储和运输装车过程中由于更大的利用空间，堆垛往往设计得过于紧密，加上通风措施不完备，果蔬在存放期间又一直存在呼吸活动，消耗氧气并产生二氧化碳，导致产生的热量集聚，难以散去，加快了果蔬腐烂的速度。尤其在果蔬运输过程中，运输时间过长，更会加快果蔬的腐烂。

（2）仓储技术和设备的问题。在果蔬的仓储和运输过程中，仓储技术的作用是至关重要的，它通过控制温度和气体成分比例来延长果蔬的保鲜期。果蔬农产品对温度的要求比较高，在较高或较低的温度下都不能有效的保鲜甚至会产生溃烂或冻伤。因此，在仓储和运输过程中需要以稳定适宜的温度来保证果蔬农产品的质量，只有保持最适宜的温度才可以最大限度地延长产品的贮藏运输寿命。此外，运用气调法调节氧气和二氧化碳的比例，以达到控制果蔬的呼吸，长久地保存果蔬体内的营养物质。在我国，最常见的保鲜手段是冷库保鲜，但是采用冷库保鲜很容易出现以下问题。冷库设计和制冷设备配置不合理，调试的温度不适宜果蔬农产品保鲜并且冷库内的温度不稳定容易导致产品变质;由于果蔬农产品消耗掉氧气，呼出大量的二氧化碳使其浓度增高并集聚，致使温度增高，可能发生腐变。

（3）乙烯的影响。在仓储运输过程中，大量的果蔬存放在统一空间内，成熟的果蔬在一定条件下会产生乙烯气体。乙炔具有催熟作用，如不提前遏制任其生长发育，就会加快代谢的速度，增加腐烂的进度。

1.2.2 保鲜剂违规使用问题。保鲜剂又称防腐剂可分为植物生长调节剂和防腐杀菌剂两大类。在果蔬的储存和运输过程中，化学防腐处理可以防止霉变腐烂，延长储存时间，抑制微生物的生长和繁殖，但化学试剂往往有毒有害，违规使用会对果蔬造成污染和危害。因此，保鲜剂的用量、浓度、使用温度应严格控制，否则不但达不到保鲜的目的，可能还会对果蔬的品质造成危害。

1.2.3 生物损害问题。在果蔬农產品储运过程中，由于贮藏环境的温湿度及气体成分不合理，同样会遭受病菌的侵害，并且通常果蔬农产品都停放在相对独立的空间，有害病菌一旦进入库区和运输工具中将会造成大面积破坏，不仅破坏了果蔬的结构，而且食用后易患疾病。

1.3 果蔬销售环节存在的质量安全问题

果蔬农产品流通销售秩序混乱，大部分果蔬农产品流通销售企业是个体商户，缺乏必要的储运设备，对保障农产品质量的意识不够高、相关技术方法不足，导致一部分果蔬在运达城市时已有腐坏、溃烂现象产生，致使不安全食品流入市场。

1.3.1 流通过程中果蔬受到的损伤。销售环节即便是最终端的供应链活动，货物也需要从上游接收。供应链节点之间的衔接需要通过装卸搬运完成，果蔬农产品大多质软、脆，装卸过程中压、碰撞和冲击是造成产品物理损伤的主要原因。除此以外，在销售过程中的野蛮操作与硬物直接接触也能使果蔬农产品损伤。

1.3.2 环境污染问题。在销售过程中，會伴随着产品在仓库或销售环境的少量货物短暂的储藏，果蔬农产品的销售大多为个体行为，其储存和销售的空间较小，并且没有统一安全的存放地点，使得存放环境的清洁与否成为影响果蔬质量安全的重要因素。

1.3.3 果蔬腐烂问题。大部分的个体商户在销售中是依靠销售经验，而不会将大量资金投放到储存技术和设备更新方面。不采用先进的技术和设备进行销售，又要延长果蔬农产品的保鲜期，在销售过程中在食品上喷洒化学保鲜剂。而人工防腐手段见效慢、维持时间短，果蔬的质量很难得到保障。适量的喷洒将会发挥有效作用，但过量或长时间连续喷洒会造成有害物质破坏果蔬组织的内部结构并进入其中，影响果蔬的质量安全。

1.3.4 果蔬市场销售信息不对称问题。在我国，果蔬农产品市场广泛存在着信息不对称现象，信息不透明是造成农产品安全问题的最重要的原因之一。消费者无法得知果蔬生产者使用了多少农药、农药有效度等，也不可能知晓果蔬商品被添加了多少防腐剂、食品添加剂等。因此，果蔬质量问题就不断产生。为了减少信息不对称对于果蔬行业的影响，就需要增加果蔬消费者、果蔬生产者以及果蔬营销者三者之间的信息平衡。

1.3.5 市场销售的问题产品难以追溯。由于产业链的不透明，食品企业信用容易缺失，一旦出现问题农产品，市场监管部门很难追溯到违法的根源，更谈不上给予相应的惩罚，使得违法成本大大降低，政府的监管往往显得力不从心。同时由于食品产业链庞大，产品流向不透明，不合格的产品也很难完全及时的召回。

2 物联网情景下果蔬问题的研究对策

2.1 物联网情境下果蔬供应链环节对策

物联网情景下果蔬农产品种植环节的质量安全监管。现代农业物联网技术利用各种无线传感器与果蔬种植管理系统相结合，可以了解果蔬生长的温湿度、土壤的成分等信息，科学指导果蔬的种植;检测果蔬的生长发育状况、病虫害的预警及时对果蔬农作物做出调整;反馈农作物的生长所需的微量元素是否正常、重金属、化肥及农药的残余量是否超标、生长状况是否良好。在管理过程中，现代物联网技术的应用可以通过数据告知人们农作物什么时候需要施肥、什么时候需要打药，实现智能化管控。不仅大大减少了劳动力的投入，还防止了农药残留超标，更减小了果蔬在种植管理中被污染的可能性。

物联网情境下果蔬农产品储运环节的质量安全监管。储运环节包括仓储和运输两个主要环节。“贮藏”可以延缓果蔬的老化、防止腐烂和变质的进程，达到延长供应期和保鲜的目的。果蔬的运输方式应根据果蔬品种的特点确定，对于一些温度过高时容易腐烂的果蔬，应采用冷链物流的保鲜措施。现代物联网技术通过集成电子标签、条形码技术、传感器、计算机网络等技术，通过相关软件可实现对农产品的温度、湿度、水分、二氧化碳及乙炔的探测及时调整适宜的温度及空气中氧气的含量，使果蔬处于一个低消耗不容易被腐烂，并且不易被致病菌侵害的最佳阶段，从而减少了果蔬在仓储运输阶段的损耗。同时，无线传感器还可以监测果蔬在仓储运输阶段的新陈代谢，通过新陈代谢的数据，物联网系统可以及时准确的使用保鲜剂，使保鲜剂能够达到保鲜的目的，又不损害果蔬的品质。

物联网情景下果蔬农产品销售环节的质量监管。在果蔬销售环节，果蔬装卸过程中除了采取必要的贮藏和运输设备外，还应避免野蛮操作使果蔬造成物理损伤，果蔬到达销售地点的存放环境应保证干净清洁，不要对果蔬造成污染。果蔬在销售阶段也应实时监控果蔬的新陈代谢，并根据设定的数据对果蔬警醒保鲜处理。通过物联网平台对发现有质量安全的果蔬及时处理，以免造成对其他的果蔬污染。同时，销售环节还要建立以农贸市场和超市为末端的农产品市场准入体系，实现物联网基础上的农产品质量安全可追溯机制，防患于未然。

2.2 物联网情景下实现信息透明

物联网将果蔬农产品从生产、运输、销售各阶段的与农产品安全相关的参数全部保存记录，实现整个产业链中信息的透明。在种植过程中，物联网可追溯到种子处理、土壤成分、药物残留、栽培管理、收获和包装、生产地点、生产日期等种植信息; 在仓储流通过程中，物联网可以追溯到仓库的温度和湿度、车辆的实时监控、冷链等物流信息;在消费过程中，消费者可以通过手机扫描果蔬产品包装上的二维码，追溯到果蔬种植、仓储、运输等环节的信息，解决了消费者和生产者信息不对称的问题。

2.3 物联网情景下实现问题产品的可追溯

农业物联网技术应用于果蔬智能种植、环境监测、仓储配送、冷链物流运输、产品信息智能推送服务等，并可以实现果蔬农产品从农田到餐桌的质量安全追溯。这样可以很大程度避免生产者产生侥幸心理将农产品安全事故责任推卸到其他环节。并且物联网可以从食物生产的源头进行控制管理，相对于传统的事故后的监管、检测更有效果，可以防患于未然，实现标本兼治。生产者也可以通过多渠道查询农产品来源、药量残留等关键信息，确保农产品安全，并且也有助于提高消费者的安全意识。同时有助于政府监管问责，由于物联网安全追溯系统各环节公开透明，监管部门可以很快查找到问题农产品的流向，责令企业及时召回不合格的产品，并追究责任主体的法律责任。

3 结论与建议

3.1 结论

物联网的应用会使果蔬的供应链管理更加科学、智能、高效。物联网技术在农业中的应用不仅可以改变粗放的农业经营管理，还可以决信息的不对称问题，确保农产品质量安全。在果蔬出现质量问题后，可以根据每个环节的信息进行可追溯，对于政府实施追责和问题产品的召回都有重要的意义。

3.2 建议

3.2.1 进一步完善政策环境，加大农业物联网应用示范与推广。目前，我国物联网的发展还处在起步阶段，应加大对农业物联网的宣传与指导，同时，由于物联网具有高投入、高风险，而农业物联网收益相对又比较低，推广相对较慢。政府应加大对农业物联网的资金投入，加快制定符合农业物联网发展的优惠政策，使物联网的发展尽早、尽快地驶入快车道。

3.2.2 加强人才及基础设施建设。要加强农业物联网人才和基础设施建设，必须首先培养农业技术人才，特别是农业与计算机学科交叉的复合型人才，引导他们扎根基层，为农业先进技术的推广应用提供人才保障;其次是加大科研力度，着力降低物联网建设的成本，使物联网基础建设更加完善、更加普及。

3.2.3 尽快建立和规范物联网标准。物联网要想取得大的发展，农业从业人员、科研院所、管理部门、农业企业必须协调一致，从数据采集、技术应用两个角度出发，逐步形成多方共同参与、共同应用的机制，制定出统一的、专门的具体规范。

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