天天簡訊:光譜識別+智能分揀，讓長絨棉擺脫“白色污染”

七月的新疆阿克蘇市，盛夏的烈日分外灼人，在一望無際的棉田里，李振業(yè)的衣襟早已濕透，但是他卻毫不在意。

今年剛放暑假，南京林業(yè)大學機械電子工程學院博士研究生李振業(yè)和團隊成員就來到阿克蘇，對長絨棉分揀設備進行維護和檢修，保證為棉農(nóng)服務時不出差錯。

【資料圖】

“太好了!很快就要到長絨棉豐收的季節(jié)，這樣棉農(nóng)們收入就有保障了!”看著面前運行有序的分揀設備，李振業(yè)十分激動。

李振業(yè)帶領的“雙創(chuàng)”團隊，歷經(jīng)5年研發(fā)成功長絨棉分揀設備，分揀效率達到人工分揀的20倍。帶動阿克蘇市阿瓦提縣拜什艾日克鎮(zhèn)的長絨棉種植面積增長到3600戶、超過5萬畝，當?shù)亻L絨棉產(chǎn)業(yè)增收約1億元。

李振業(yè)和團隊成員對長絨棉分揀設備進行維護和檢修。

長絨棉遭受“白色污染”之困

新疆長絨棉作為棉花界的“白富美”，以棉鈴大、纖維長、顏色白而著稱，又被稱作“棉中極品”，做成衣被暖和、透氣、舒適，不僅是老百姓日常生產(chǎn)生活中不可或缺的物資，更是極為重要的戰(zhàn)略資源。

新疆是我國唯一的長絨棉生產(chǎn)基地，這里有著得天獨厚自然條件：夏季溫差大，陽光充足，光合作用充分，病蟲害發(fā)生較輕，棉花生長時間長。

近年來，地膜覆蓋栽培技術大面積推廣，這是一種用聚乙烯塑料薄膜作為掩蓋物的愛護性栽培技術，對棉花種植來說有著早熟、優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)、增收的顯著效果。目前，幾乎新疆全域的棉田都已實現(xiàn)了地膜全覆蓋，這為棉農(nóng)帶來豐厚回報的同時，也帶來了不可避免的“白色污染”。

2016年，李振業(yè)跟隨南京林業(yè)大學研究生支教團，在新疆實地走訪棉農(nóng)，了解到廢舊地膜在分揀、回收、加工再利用等方面的難題。

過去，當?shù)刂饕咳斯焓皬U舊地膜，每畝地需要70元左右的費用，成本太高。如果用簡易的釘耙式廢舊地膜撿拾機，回收作業(yè)時，棉花秸稈和地膜混合在一起，又會給后期地膜分揀加工帶來了很大麻煩。

“如果棉田里的廢舊地膜不撿拾干凈，棉花籽剛好長在殘留的地膜上，會直接影響棉花的出苗率。時間一長，遭到污染的土壤將無法耕種?！崩钫駱I(yè)告訴記者，由于地膜分揀困難導致種植成本增加，很多老百姓都不愿意再種植這個品種。

回到學校后，李振業(yè)在學院領導、老師的幫助支持下，成立了一支涵蓋本科生、碩士研究生和博士生的“雙創(chuàng)”團隊，先后走訪了200余戶棉農(nóng)、30余家農(nóng)村合作社、10余家棉花加工廠，從問題本身出發(fā)找尋破解之道。

應用光譜技術識別剔除地膜不再難

經(jīng)過長時間的摸索，團隊發(fā)明了一種專門針對棉花地膜雜質(zhì)進行光譜識別的技術，該技術利用高光譜成像配合獨創(chuàng)的GWO-ELM算法，可以精準識別出傳統(tǒng)機器無法識別透明細小雜質(zhì)。“傳統(tǒng)識別只能可見光譜段成像信息，地膜識別率僅為30%;而通過我們的技術可見近紅外光譜成像信息，地膜識別率高達98%，足足提高了3倍多?！眻F隊成員、南京林業(yè)大學機械電子工程學院學生劉晨暉說。

在這項技術的基礎上，團隊還首創(chuàng)了多級壓強自適應Smart Wind地膜剔除系統(tǒng)。該系統(tǒng)先“識別”再“剔除”，區(qū)別于傳統(tǒng)滾筒釘齒直接剔除，盡可能避免棉花長度、馬克隆值(棉花質(zhì)量指標參數(shù))遭到破壞?！斑@項技術不僅在剔除率上能達到97%以上，高于傳統(tǒng)機械80%左右的剔除效果，更能把剔除精度縮小到4平方厘米，成品棉花質(zhì)量的含雜率小于3%?！眻F隊指導教師、南京林業(yè)大學機械電子工程學院副院長倪超說。

在核心技術取得突破后，李振業(yè)和團隊共同創(chuàng)立了南京潤疆智能科技有限公司。2020年，團隊研制的首臺長絨棉分揀設備在新疆阿克蘇市阿瓦提縣試點成功，分揀效率達到人工分揀的20倍。

“技術有保障，利潤能提高，還可以為國家做貢獻，我當然要種長絨棉了!”棉農(nóng)卡哈爾艾麥提去年嘗試性地種植了5畝長絨棉，結果收成遠遠超過其他細絨棉。今年，他早早地將家里的28畝棉田全部換成了長絨棉。

為了要讓更多的棉農(nóng)“眼見為實”，團隊成員們挨家挨戶地推廣宣傳，免費為棉農(nóng)們提供棉花分揀除雜服務。2021年，僅在阿瓦提拜什艾日克鎮(zhèn)庫木霍依拉村就累計分揀了長絨棉700余噸，不僅保障了該村近150名棉農(nóng)的收入，還為他們增加了2.4萬元的人均年收入。

如今，僅阿克蘇市阿瓦提縣拜什艾日克鎮(zhèn)的長絨棉種植面積已經(jīng)增長到3600戶、超過5萬畝，可直接帶動當?shù)亻L絨棉產(chǎn)業(yè)增收約1億元。

關鍵詞： 分揀設備 阿克蘇市 拜什艾日克鎮(zhèn) 南京林業(yè)大學機械電子工