天天简讯:光谱识别+智能分拣，让长绒棉摆脱“白色污染”

七月的新疆阿克苏市，盛夏的烈日分外灼人，在一望无际的棉田里，李振业的衣襟早已湿透，但是他却毫不在意。

今年刚放暑假，南京林业大学机械电子工程学院博士研究生李振业和团队成员就来到阿克苏，对长绒棉分拣设备进行维护和检修，保证为棉农服务时不出差错。

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“太好了!很快就要到长绒棉丰收的季节，这样棉农们收入就有保障了!”看着面前运行有序的分拣设备，李振业十分激动。

李振业带领的“双创”团队，历经5年研发成功长绒棉分拣设备，分拣效率达到人工分拣的20倍。带动阿克苏市阿瓦提县拜什艾日克镇的长绒棉种植面积增长到3600户、超过5万亩，当地长绒棉产业增收约1亿元。

李振业和团队成员对长绒棉分拣设备进行维护和检修。

长绒棉遭受“白色污染”之困

新疆长绒棉作为棉花界的“白富美”，以棉铃大、纤维长、颜色白而著称，又被称作“棉中极品”，做成衣被暖和、透气、舒适，不仅是老百姓日常生产生活中不可或缺的物资，更是极为重要的战略资源。

新疆是我国唯一的长绒棉生产基地，这里有着得天独厚自然条件：夏季温差大，阳光充足，光合作用充分，病虫害发生较轻，棉花生长时间长。

近年来，地膜覆盖栽培技术大面积推广，这是一种用聚乙烯塑料薄膜作为掩盖物的爱护性栽培技术，对棉花种植来说有着早熟、优质、增产、增收的显著效果。目前，几乎新疆全域的棉田都已实现了地膜全覆盖，这为棉农带来丰厚回报的同时，也带来了不可避免的“白色污染”。

2016年，李振业跟随南京林业大学研究生支教团，在新疆实地走访棉农，了解到废旧地膜在分拣、回收、加工再利用等方面的难题。

过去，当地主要靠人工捡拾废旧地膜，每亩地需要70元左右的费用，成本太高。如果用简易的钉耙式废旧地膜捡拾机，回收作业时，棉花秸秆和地膜混合在一起，又会给后期地膜分拣加工带来了很大麻烦。

“如果棉田里的废旧地膜不捡拾干净，棉花籽刚好长在残留的地膜上，会直接影响棉花的出苗率。时间一长，遭到污染的土壤将无法耕种。”李振业告诉记者，由于地膜分拣困难导致种植成本增加，很多老百姓都不愿意再种植这个品种。

回到学校后，李振业在学院领导、老师的帮助支持下，成立了一支涵盖本科生、硕士研究生和博士生的“双创”团队，先后走访了200余户棉农、30余家农村合作社、10余家棉花加工厂，从问题本身出发找寻破解之道。

应用光谱技术识别剔除地膜不再难

经过长时间的摸索，团队发明了一种专门针对棉花地膜杂质进行光谱识别的技术，该技术利用高光谱成像配合独创的GWO-ELM算法，可以精准识别出传统机器无法识别透明细小杂质。“传统识别只能可见光谱段成像信息，地膜识别率仅为30%;而通过我们的技术可见近红外光谱成像信息，地膜识别率高达98%，足足提高了3倍多。”团队成员、南京林业大学机械电子工程学院学生刘晨晖说。

在这项技术的基础上，团队还首创了多级压强自适应Smart Wind地膜剔除系统。该系统先“识别”再“剔除”，区别于传统滚筒钉齿直接剔除，尽可能避免棉花长度、马克隆值(棉花质量指标参数)遭到破坏。“这项技术不仅在剔除率上能达到97%以上，高于传统机械80%左右的剔除效果，更能把剔除精度缩小到4平方厘米，成品棉花质量的含杂率小于3%。”团队指导教师、南京林业大学机械电子工程学院副院长倪超说。

在核心技术取得突破后，李振业和团队共同创立了南京润疆智能科技有限公司。2020年，团队研制的首台长绒棉分拣设备在新疆阿克苏市阿瓦提县试点成功，分拣效率达到人工分拣的20倍。

“技术有保障，利润能提高，还可以为国家做贡献，我当然要种长绒棉了!”棉农卡哈尔艾麦提去年尝试性地种植了5亩长绒棉，结果收成远远超过其他细绒棉。今年，他早早地将家里的28亩棉田全部换成了长绒棉。

为了要让更多的棉农“眼见为实”，团队成员们挨家挨户地推广宣传，免费为棉农们提供棉花分拣除杂服务。2021年，仅在阿瓦提拜什艾日克镇库木霍依拉村就累计分拣了长绒棉700余吨，不仅保障了该村近150名棉农的收入，还为他们增加了2.4万元的人均年收入。

如今，仅阿克苏市阿瓦提县拜什艾日克镇的长绒棉种植面积已经增长到3600户、超过5万亩，可直接带动当地长绒棉产业增收约1亿元。

关键词： 分拣设备 阿克苏市 拜什艾日克镇 南京林业大学机械电子工