生態殺蟲器

文 湖南省汨羅市第一中學 湛梓劍 鄭曉舸 廖英杰

生態殺蟲器

文 湖南省汨羅市第一中學 湛梓劍 鄭曉舸 廖英杰

一次，我們到汨羅市郊進行農村植保環境的調研時，當地農民反映，農田土壤中存在重金屬超標、農殘超標、病蟲害超標以及土壤塑化等問題，影響農產品的質量。農民擔心生產的稻米因質量問題而難以外銷、上市的蔬菜成為“毒菜”。

在一家蔬菜育苗基地，我們看見農民在翻土曬垡，準備將其用作播種蔬菜的苗床。他們在翻挖土地和埋下底肥后，還噴灑了一些農藥。

農藥不是會污染土地嗎？對此他們表示很無奈，只因土壤里的害蟲卵特別多，為了幼苗健康生長，才出此下策。

聽了農民的介紹后，一個靈感浮上心頭：有沒有不灑農藥就能保證苗床清潔的“上策”呢？

從綠色環保、性能先進和操作方便的要求出發，我們決定采用日光和激光作為潔化苗床的“武器”，設計制作生態殺蟲器。

一、設計思路

強烈的日光經凸透鏡聚光后再照射在物體上產生的高熱比單純的太陽光照射能量高得多。何不利用凸透鏡聚光產生高熱來殺滅土壤中的害蟲？

我們找來高倍凸透鏡、火柴頭等，選擇一個大晴天，在強烈的陽光下用凸透鏡聚光照射火柴頭，調節焦點位置，將火柴頭置于焦點處，1秒～2秒后，火柴頭立即被點燃。這證明用日光束殺滅害蟲的方案是可行的。

但這種方案依賴于有陽光的天氣條件，如果在農作物的播種期遭遇長時間的陰雨天，該怎么辦？

我們從一本科普雜志上了解到，激光炮利用大功率的激光器發射激光脈沖來實現對目標的燒灼，達到毀傷目標的目的。于是，我們也想利用激光技術，清除苗床土壤中的害蟲。

我們網購了一種紅外光點狀激光器進行點燃火柴頭的實驗，效果非常好。在科技輔導老師的建議下，又將日光與激光兩種能源整合，并將光束的組合排列設計為陣列式，制成生態殺蟲器。

二、方案設計

裝置的總體方案如圖1所示。

圖1裝置總體方案

日光束陣列轉筒由若干透鏡在圓盤上排成陣列，焦距可調，其功能是提供日光束。激光束陣列轉盤由若干激光頭在圓盤上排成陣列，焦距可調，其功能是提供激光束。

聚光調節機構利用螺紋調節原理，將粗調與微調結合，能將光束聚集，并使之與苗床表層接觸。齒輪傳動機構用于日光束與激光束陣列部件的旋轉，提高光束熱效應的均度。移動支座用來支撐其他部件，在動力作用下實現空間的移動作業。

圖2生態殺蟲器實物圖

三、創新點

1.從農村綠色蔬菜種植需要對苗床進行滅蟲除菌的現實要求出發，利用日光束和激光束的熱效應原理，設計出雙源光束陣列式苗床潔化裝置——生態殺蟲器。

2.通過實驗，驗證了日光束和激光束的熱效應可清除苗床表層病蟲害的假設，為新裝置的設計提供了客觀依據。

3.采用日光束和激光束陣列布局方式，提高光束能量強度；設計焦距“雙調”（粗調與微調）機構，實現光束的合理入地，提高光束能量效度；光束陣列采用旋轉作業方式，提高了光束能量均度。

總之，本項目對解決土壤污染問題、發展綠色生態蔬菜產業具有積極的促進作用。

（指導老師：韓志紅）