七月的新疆阿克蘇市，盛夏的烈日分外灼人，在一望無(wú)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(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院博士研究生李振業(yè)和團(tuán)隊(duì)成員就來(lái)到阿克蘇，對(duì)長(zhǎng)絨棉分揀設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，保證為棉農(nóng)服務(wù)時(shí)不出差錯(cuò)。

【資料圖】

“太好了!很快就要到長(zhǎng)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(yùn)行有序的分揀設(shè)備，李振業(yè)十分激動(dòng)。

李振業(yè)帶領(lǐng)的“雙創(chuàng)”團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)5年研發(fā)成功長(zhǎng)絨棉分揀設(shè)備，分揀效率達(dá)到人工分揀的20倍。帶動(dòng)阿克蘇市阿瓦提縣拜什艾日克鎮(zhèn)的長(zhǎng)絨棉種植面積增長(zhǎng)到3600戶、超過(guò)5萬(wàn)畝，當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)絨棉產(chǎn)業(yè)增收約1億元。

李振業(yè)和團(tuán)隊(duì)成員對(duì)長(zhǎng)絨棉分揀設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修。

長(zhǎng)絨棉遭受“白色污染”之困

新疆長(zhǎng)絨棉作為棉花界的“白富美”，以棉鈴大、纖維長(zhǎng)、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(guó)唯一的長(zhǎng)絨棉生產(chǎn)基地，這里有著得天獨(dú)厚自然條件：夏季溫差大，陽(yáng)光充足，光合作用充分，病蟲害發(fā)生較輕，棉花生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)。

近年來(lái)，地膜覆蓋栽培技術(shù)大面積推廣，這是一種用聚乙烯塑料薄膜作為掩蓋物的愛(ài)護(hù)性栽培技術(shù)，對(duì)棉花種植來(lái)說(shuō)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(shí)現(xiàn)了地膜全覆蓋，這為棉農(nóng)帶來(lái)豐厚回報(bào)的同時(shí)，也帶來(lái)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(xué)研究生支教團(tuán)，在新疆實(shí)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(guò)去，當(dāng)?shù)刂饕咳斯焓皬U舊地膜，每畝地需要70元左右的費(fèi)用，成本太高。如果用簡(jiǎn)易的釘耙式廢舊地膜撿拾機(jī)，回收作業(yè)時(shí)，棉花秸稈和地膜混合在一起，又會(huì)給后期地膜分揀加工帶來(lái)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(zhǎng)在殘留的地膜上，會(huì)直接影響棉花的出苗率。時(shí)間一長(zhǎng)，遭到污染的土壤將無(wú)法耕種。”李振業(yè)告訴記者，由于地膜分揀困難導(dǎo)致種植成本增加，很多老百姓都不愿意再種植這個(gè)品種。

回到學(xué)校后，李振業(yè)在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、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(tuán)隊(duì)，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(wèn)題本身出發(fā)找尋破解之道。

應(yīng)用光譜技術(shù)識(shí)別剔除地膜不再難

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索，團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種專門針對(duì)棉花地膜雜質(zhì)進(jìn)行光譜識(shí)別的技術(shù)，該技術(shù)利用高光譜成像配合獨(dú)創(chuàng)的GWO-ELM算法，可以精準(zhǔn)識(shí)別出傳統(tǒng)機(jī)器無(wú)法識(shí)別透明細(xì)小雜質(zhì)。“傳統(tǒng)識(shí)別只能可見(jiàn)光譜段成像信息，地膜識(shí)別率僅為30%;而通過(guò)我們的技術(shù)可見(jiàn)近紅外光譜成像信息，地膜識(shí)別率高達(dá)98%，足足提高了3倍多。”團(tuán)隊(duì)成員、南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院學(xué)生劉晨暉說(shuō)。

在這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)還首創(chuàng)了多級(jí)壓強(qiáng)自適應(yīng)Smart Wind地膜剔除系統(tǒng)。該系統(tǒng)先“識(shí)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(zhǎng)度、馬克隆值(棉花質(zhì)量指標(biāo)參數(shù))遭到破壞。“這項(xiàng)技術(shù)不僅在剔除率上能達(dá)到97%以上，高于傳統(tǒng)機(jī)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%。”團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師、南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院副院長(zhǎng)倪超說(shuō)。

在核心技術(shù)取得突破后，李振業(yè)和團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)立了南京潤(rùn)疆智能科技有限公司。2020年，團(tuán)隊(duì)研制的首臺(tái)長(zhǎng)絨棉分揀設(shè)備在新疆阿克蘇市阿瓦提縣試點(diǎn)成功，分揀效率達(dá)到人工分揀的20倍。

“技術(shù)有保障，利潤(rùn)能提高，還可以為國(guó)家做貢獻(xiàn)，我當(dāng)然要種長(zhǎng)絨棉了!”棉農(nóng)卡哈爾艾麥提去年嘗試性地種植了5畝長(zhǎng)絨棉，結(jié)果收成遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他細(xì)絨棉。今年，他早早地將家里的28畝棉田全部換成了長(zhǎng)絨棉。

為了要讓更多的棉農(nóng)“眼見(jiàn)為實(shí)”，團(tuán)隊(duì)成員們挨家挨戶地推廣宣傳，免費(fèi)為棉農(nóng)們提供棉花分揀除雜服務(wù)。2021年，僅在阿瓦提拜什艾日克鎮(zhèn)庫(kù)木霍依拉村就累計(jì)分揀了長(zhǎng)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?cè)黾恿?.4萬(wàn)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(zhǎng)絨棉種植面積已經(jīng)增長(zhǎng)到3600戶、超過(guò)5萬(wàn)畝，可直接帶動(dòng)當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)絨棉產(chǎn)業(yè)增收約1億元。

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