2022-08-02 11:24:23
7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(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院博士研究生李振業(yè)和他的團(tuán)隊(duì)成員就來到阿克蘇，對長絨棉分揀設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，保證設(shè)備為棉農(nóng)服務(wù)時不出差錯。李振業(yè)帶領(lǐng)的雙創(chuàng)團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)5年成功研發(fā)長絨棉分揀設(shè)備，分揀效率達(dá)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)的長絨棉種植戶增長到3600戶、長絨棉種植面積超過5萬畝，使當(dāng)?shù)亻L絨棉產(chǎn)業(yè)增收約1億元。
棉田面臨“白色污染”之困
新疆是我國唯一的長絨棉生產(chǎn)基地，近年來，隨著地膜覆蓋栽培技術(shù)（一種用聚乙烯塑料薄膜作為掩蓋物的愛護(hù)性栽培技術(shù)）在當(dāng)?shù)氐拇竺娣e推廣，為棉農(nóng)帶來豐厚回報(bào)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(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。
過去，當(dāng)?shù)刂饕咳斯焓皬U舊地膜，每畝地要花費(fèi)70元左右的人工費(fèi)，成本太高。如果用簡易的釘耙式廢舊地膜撿拾機(jī)，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，就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。”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，因此很多當(dāng)?shù)乩习傩斩疾辉敢庠俜N植棉花。
應(yīng)用光譜技術(shù)識別并剔除地膜
經(jīng)過長時間的摸索，團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種針對棉花地膜雜質(zhì)進(jìn)行光譜識別的技術(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)識別出傳統(tǒng)機(jī)器無法識別的透明細(xì)小雜質(zhì)?！皞鹘y(tǒng)識別只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(shù)可見近紅外光譜成像信息，地膜識別率高達(dá)98%，足足提高了3倍多?！眻F(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。
在這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)還首創(chuàng)了多級壓強(qiáng)自適應(yīng)SmartWind地膜剔除系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)先“識別”再“剔除”，區(qū)別于傳統(tǒng)滾筒釘齒直接剔除，該系統(tǒng)盡可能地避免了破壞棉花長度、馬克隆值（棉花質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)）?！斑@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%左右的剔除率，更能把剔除精度縮小到4平方厘米，成品棉花的含雜率小于3%?！眻F(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)院副院長倪超說。 （據(jù)《科技日報(bào)》）
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