全國(guó)每3勺糖，就有約2勺來(lái)自廣西，廣西糖料蔗種植面積、食糖產(chǎn)量連續(xù)32個(gè)榨季居全國(guó)第一位，連續(xù)19個(gè)榨季占全國(guó)60%左右，是名副其實(shí)的中國(guó)“糖罐子”。
如今，為牢牢抓住“糖罐子”，為豐盈鄉(xiāng)親們的“錢(qián)袋子”，一個(gè)由學(xué)校電子信息學(xué)院李尚平教授、文春明教授等2名教授、3名副教授、1名高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、5名博士組成的甘蔗智能裝備研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)，正在我國(guó)糖業(yè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的道路上辛勤耕耘。
守護(hù)好壯鄉(xiāng)人民的“糖罐子”
糖業(yè)是廣西在全國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的特色產(chǎn)業(yè)之一，是廣西經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“家底”，自1992年以來(lái)，廣西食糖產(chǎn)量連續(xù)32年居全國(guó)第1位。
然而，國(guó)產(chǎn)食糖產(chǎn)量卻無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求。2013年至今，我國(guó)甘蔗種植面積逐年下降，趨于面積紅線(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021、2022年度，國(guó)內(nèi)食糖消費(fèi)量為1520萬(wàn)噸，其中國(guó)內(nèi)產(chǎn)糖1076萬(wàn)噸，自給率為70.79%。
為確保國(guó)家糖業(yè)安全，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)提高甘蔗種植機(jī)械化水平，利用甘蔗新種植模式，提高單位耕地資源產(chǎn)出和蔗農(nóng)綜合收益，成為甘蔗產(chǎn)業(yè)亟待解決的問(wèn)題。未來(lái)，甘蔗怎么種？靠誰(shuí)種？
在《廣西深化糖料蔗良種良法技術(shù)推廣工作實(shí)施方案》等政策的支持下，學(xué)校甘蔗智能裝備研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)主動(dòng)與廣西大學(xué)、桂林理工大學(xué)、廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院有限公司、欽州力順機(jī)械有限公司等多家高等院校、社會(huì)企業(yè)合作，通過(guò)加強(qiáng)校校聯(lián)合、校企聯(lián)系，集聚資源，先后主持完成“雙芽蔗段橫向種植機(jī)連續(xù)精準(zhǔn)種植機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)研究”等國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)，承擔(dān)攻關(guān)廣西科技重大、重點(diǎn)項(xiàng)目4項(xiàng)。
2016年，李尚平、陳曾雄、文春明等12位教授共同申請(qǐng)了智能化甘蔗切種方法技術(shù)專(zhuān)利，為實(shí)現(xiàn)甘蔗高效率切種、保護(hù)種芽和選種分種提供了有力保障。
2019年10月學(xué)校電子信息學(xué)院研發(fā)設(shè)計(jì)橫向智能甘蔗預(yù)切種工作站，積極進(jìn)行科研創(chuàng)新。在這期間共研發(fā)和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易式甘蔗預(yù)切種機(jī)、甘蔗智能切種機(jī)、蔗種智能篩選機(jī)、360°蔗芽智能篩選機(jī)、預(yù)切種式甘蔗高效雙芽段橫向種植機(jī)、預(yù)切種式寬窄甘蔗種植機(jī)、宿根蔗破壟培土施肥一體機(jī)、驅(qū)動(dòng)式中耕培土機(jī)、小型整桿式高效低損智能甘蔗收獲機(jī)以及自走式田間收集搬運(yùn)車(chē)等10項(xiàng)技術(shù)與機(jī)械，服務(wù)甘蔗從蔗種到制糖廠(chǎng)的全過(guò)程生產(chǎn)。
2020年至今，由我校甘蔗智能裝備研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)并獲授權(quán)實(shí)用新型專(zhuān)利31項(xiàng)、登記有關(guān)軟件著作權(quán)6項(xiàng)、發(fā)表高水平期刊論文15篇。
聚焦甘蔗地里的“致富經(jīng)”
收獲的季節(jié)到了，南疆的秋天依然被太陽(yáng)曬得火熱，而扶綏縣甘蔗地里的蔗農(nóng)們激動(dòng)的心像腳下的土地一般滾燙，更如手上剛收割的甘蔗一般甜。
2023年10月，橫縣陶村豐達(dá)合作社把甘蔗智能裝備研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)到甘蔗地里，這些崇左本地的80后、90后們?cè)诟收嵫b備的支持下，嘗到了甜頭。
“多虧了這一整套甘蔗收獲機(jī)等生產(chǎn)裝備，現(xiàn)在我們四個(gè)人就可以管理近一千畝的甘蔗地！”橫縣陶村豐達(dá)合作社的工作人員激動(dòng)地對(duì)師生們說(shuō)。
2021年3月，甘蔗智能裝備研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)向廣西扶綏縣恒收合作社提供蔗種；種植70畝甘蔗，進(jìn)行了橫向種植機(jī)的試驗(yàn)對(duì)照，其中40畝是橫向種植機(jī)精準(zhǔn)種植，30畝是實(shí)時(shí)切種機(jī)種植。
2022年6月，經(jīng)過(guò)第三方機(jī)構(gòu)廣西科技情報(bào)學(xué)會(huì)專(zhuān)家查定，結(jié)果顯示，預(yù)切式良種種植相比實(shí)時(shí)切種種植在用種量從0.8—1.0（噸/畝）減少到0.35—0.4（噸/畝），實(shí)際用種量降低50%，平均產(chǎn)量（kg/畝）從6437千克增產(chǎn)至7885千克，甘蔗實(shí)際平均增產(chǎn)22.5%，扶綏縣恒收合作社的甘蔗產(chǎn)能幾乎翻了一番。
參與橫向種植機(jī)開(kāi)發(fā)及實(shí)驗(yàn)的主要成員鐘家勤博士推算，實(shí)現(xiàn)甘蔗橫向精準(zhǔn)種植后，蔗種成本每畝可節(jié)約400元，農(nóng)戶(hù)每畝每年可增收1125元，以300萬(wàn)畝計(jì)算，每年可創(chuàng)造價(jià)值31.35億元！
學(xué)校甘蔗智能裝備研發(fā)中心設(shè)計(jì)的裝備不僅充盈了蔗農(nóng)們的錢(qián)袋子，更大幅度降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕了蔗農(nóng)的體力負(fù)擔(dān)。
幾十年前“面朝黃土背朝天”的種植甘蔗場(chǎng)景，深深印在李尚平教授的腦海里：“一直到新世紀(jì)初，種甘蔗只能靠人力。有時(shí)鄉(xiāng)親們一下地就從早上四五點(diǎn)一直干到下午七八點(diǎn)，連午飯都是用荷葉包著飯菜，提著桶到田里吃的，那時(shí)候我就想為蔗農(nóng)們做點(diǎn)實(shí)事。”
學(xué)校與廣西大學(xué)、北部灣大學(xué)、廣西欽州力順機(jī)械有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的預(yù)切種式甘蔗橫向種植機(jī)，具有精準(zhǔn)橫向種植，提高甘蔗抗倒伏能力，實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝、培土、覆膜一體化流程，大大提高了蔗種出芽率和甘蔗種植效率，減小勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本、提高甘蔗畝產(chǎn)量，適用于大面積甘蔗種植作業(yè)。
2018至2020年，學(xué)校與廣西大學(xué)、南寧南機(jī)環(huán)?？萍加邢薰竞献魃a(chǎn)13臺(tái)雙工位小型切種機(jī)，面向崇左、武鳴兩大蔗區(qū)5000畝蔗地，生產(chǎn)了2250多噸蔗種，大幅度降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了6—8倍的效率提升。
“我們活干得輕松，收入也比以前高了不少?！背缱笫蟹鼋椏h渠黎鎮(zhèn)篤邦村蔗農(nóng)的感謝信上捎著23名蔗農(nóng)“紅手印”，一并送到了研發(fā)中心的桌案上，蔗農(nóng)的喜悅之情溢于紙上。
如今，以扶綏渠黎鎮(zhèn)案例為起點(diǎn)，向崇左、武鳴等周邊蔗區(qū)推廣擴(kuò)散，進(jìn)而輻射全廣西，學(xué)校甘蔗智能裝備研發(fā)中心為推進(jìn)蔗農(nóng)降本增收，振興蔗糖業(yè)蓬勃發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。
答好青年學(xué)子的“擔(dān)當(dāng)卷”
以賽促學(xué)，學(xué)校甘蔗智能裝備研發(fā)中心更是學(xué)子們?cè)谔镩g地頭了解廣西“農(nóng)情”的一線(xiàn)。
多年來(lái)，甘蔗智能裝備研發(fā)中心深耕于甘蔗機(jī)器智能裝備研發(fā)，依托該平臺(tái)，自2021年—2023年，學(xué)校電子信息學(xué)院學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目5項(xiàng)，參加中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲得國(guó)賽銅獎(jiǎng)2項(xiàng)、區(qū)賽金獎(jiǎng)3項(xiàng)、區(qū)賽銀獎(jiǎng)6項(xiàng)。
在甘蔗生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期，李尚平必定帶著團(tuán)隊(duì)師生前往各個(gè)基地考察苗情。忙碌的夏季，他和團(tuán)隊(duì)成員們一起蹚泥地、吃盒飯，有時(shí)在甘蔗地里調(diào)試機(jī)器，一待便是五六個(gè)小時(shí)，一直反復(fù)檢查到晚上十點(diǎn)多才休息，等從基地回到市區(qū)已經(jīng)凌晨了。
通過(guò)深入基層、接觸農(nóng)民，團(tuán)隊(duì)成員們深刻體會(huì)到了農(nóng)民的辛勤和不易。
“六月中旬，蔗田里上午常常有三四十度，蔗農(nóng)們?nèi)源┲窈竦墓ぷ鞣谡崽锢锶斯ぷ鳂I(yè)，工作十分不易?！薄熬?xì)作——甘蔗標(biāo)準(zhǔn)化備種及精確種植技術(shù)開(kāi)創(chuàng)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李鑫志看到農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的種種困難，也更加堅(jiān)定通過(guò)科技創(chuàng)新在甘蔗地里答好青春的“擔(dān)當(dāng)卷”。
“我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比起蔗農(nóng)們來(lái)說(shuō)，還是淺薄的，蔗農(nóng)們也是我們的老師，能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)里的不足?！眻F(tuán)隊(duì)成員任泓宇說(shuō)。
2023年，在研發(fā)甘蔗預(yù)切種智能篩選平臺(tái)的過(guò)程中，最初的樣機(jī)是從上方對(duì)蔗芽進(jìn)行拍攝并判定是否為劣種的，而來(lái)到車(chē)間參觀(guān)的蔗農(nóng)們提出一個(gè)疑惑——如果蔗芽在甘蔗段下方，機(jī)器是否能夠檢測(cè)到呢？
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，王寶銀同學(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一套360°蔗芽智能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。
360°蔗種智能篩選機(jī)主要使用一種基于深度學(xué)習(xí)的甘蔗種篩選系統(tǒng)并在傳送帶上設(shè)置坡度，讓蔗段在下坡運(yùn)行時(shí)自行翻滾，可實(shí)現(xiàn)蔗種翻轉(zhuǎn)360°檢測(cè)，平均篩選準(zhǔn)確率達(dá)96%，單通道篩選效率為1500段/時(shí)，并且可設(shè)置多通道篩選。
下田、下基地“蹲點(diǎn)”同是作為青年學(xué)子成長(zhǎng)成才的“必修課”，從2020年至今，由學(xué)校電子信息學(xué)院本科生、研究生參與的、有關(guān)的論文共有16篇，發(fā)明專(zhuān)利13項(xiàng)。學(xué)子們將論文寫(xiě)在了甘蔗地里，寫(xiě)在了祖國(guó)的大地上。
數(shù)十年來(lái)，在李尚平老師的“精耕細(xì)耘”之下，100余名博士、碩士接力走到鄉(xiāng)村“自找苦吃”，把實(shí)驗(yàn)室搬到甘蔗地頭，把科研成果送到千家萬(wàn)戶(hù)。
在這片充滿(mǎn)希望的甘蔗地里，每一根甘蔗都承載著科技的力量和農(nóng)民的汗水。從扶綏縣恒收合作社的試驗(yàn)田到全廣西的蔗區(qū)，甘蔗種植裝備的創(chuàng)新不僅為鄉(xiāng)親的生活帶來(lái)如甘蔗般的“甜蜜”，更為甘蔗產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化、智能化升級(jí)注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。（初審：羅少科 編輯：陳小運(yùn) 校對(duì)：鄧思馨 復(fù)審：榮子卿 終審：王文娟）
