環保型地膜打孔器

王一鳴

選題背景與目的

1979年，我國從日本引進地膜覆蓋技術，隨后大面積推廣。截至2014年，全國地膜用量達到144.1萬噸，覆蓋面積超過3億畝。地膜覆蓋栽培的最大作用是提高土壤溫度，由于薄膜的氣密性強，地膜覆蓋后能顯著減少土壤水分蒸發，使土壤濕度穩定，并能長期保持濕潤，有利于根系生長。在旱區可以采用人工造墑、補墑的方法進行抗旱播種。由于地膜覆蓋有增溫保濕的作用，因此有利于土壤微生物的增殖，加快腐殖質轉化成無機鹽的速度，有利作物吸收。覆蓋地膜后由于植株生長健壯，可增強抗病性，減少發病率。覆蓋銀灰色反光膜更有避蚜蟲的作用，可減少病毒病的傳播危害。地膜的作用顯而易見，甚至可以說是勞苦功高，但廢舊地膜產生的白色污染，也讓許多地方政府和農民撓頭不已。

地膜殘留農田對土壤的危害是很大的。農田使用的地膜老化后，會破碎遺留在田間，不易分解腐爛，破壞土地結構，導致土壤板結、失去供養能力。殘留地膜可阻礙植物吸收水分，影響根系生長，影響土壤通透性。據相關資料表明，連續使用5年而不及時收撿棄膜的土地，每畝地膜殘留量超過30千克時，可使番茄、辣椒分別減產34%、25%，影響農作物收成。每畝地若含殘膜3.9千克，就可使玉米減產11%～23%、小麥減產9%～16%，而且這種污染很難消除。

現在人們雖然已經意識到地膜留在田問會對土壤造成污染，但是為了短期的效益，依舊在大量使用地膜。在調查中我發現，人們基本上都會使用地膜打孔器對地膜進行打孔，但是現有的打孔器沒有廢膜收集裝置，導致大量打孔時產生的廢膜遺留在田間地頭，造成了農田的白色污染。于是我就想，能不能在原有地膜打孔器的基礎上，增加收集打孔時產生的地膜碎片的裝置，對被切掉的地膜進行收集，并集中處理，從而減少地膜對土地的污染，同時還可以增加農民保護農田的意識。

研究過程

通過反復實驗，我在原來的地膜打孔器上增加了1根豎直的鋼針，并把打孔器的前端打磨成了三棱形，為了防止地膜碎片脫落，在打孔器的前端焊接上了3個三角形倒鉤，這3個倒鉤成螺旋形，能夠有效收集打孔時產生的地膜碎片并防止碎片從鋼針上脫落。當地膜碎片積攢到一定數量后，利用鋼針上的可調整方向的扳手可以輕松把鋼針從打孔器上擰下來，然后取出地膜碎片。

工具設計好后，在實際應用時我發現，雖然鋼針硬度非常大，但由于長度過長，使用時鋼針會傾斜，如果長時間使用，鋼針還會從焊接處斷掉。針對這種情況，我又增加了1個帶孔的鋼片，有效地解決了這個問題，增加了鋼針的穩固性。

為了方便不同身高的人使用，我還在環保型地膜打孔器的支桿上設計了3個孔位，可以伸縮調整工具的長度，工具最短78厘米，最長可達85厘米。這樣設計免去了農民彎腰之苦，大大提高了工作效率。

創新點

◇集打孔與地膜碎片收集于一體。

◇拾取裝置上設計了三角形倒鉤，有效防止地膜碎片脫落。

◇工具高度可調，可滿足不同身高的人使用。

小結

在設計和制作環保型地膜打孔器的過程中，我失敗了很多次，經過多次試驗，最后利用現有工具加以改進，設計出了這種制作簡單、使用方便的工具。環保型地膜打孔器能夠達到有效收集地膜碎片，集中處理，減少農田白色污染的目的。為了增加工具的使用壽命，我采用了不銹鋼材質，共花費25元。工具價格便宜，具有實用價值，市場推廣前景可觀。

該項目獲得第32屆全國青少年科技創新大賽創新成果競賽項目小學組技術類一等獎。

專家評語

針對存在的問題開展研究，所研發的產品實用，能對地膜碎片進行有效收集，減少白色污染。創新點明確。存在的不足之處在于，取出地膜碎片不夠方便。建議設計快捷地膜碎片取出結構，增加播種功能，使打孔與播種一次完成。