生态杀虫器

一次，我们到汨罗市郊进行农村植保环境的调研时，当地农民反映，农田土壤中存在重金属超标、农残超标、病虫害超标以及土壤塑化等问题，影响农产品的质量。农民担心生产的稻米因质量问题而难以外销、上市的蔬菜成为“毒菜”。

在一家蔬菜育苗基地，我们看见农民在翻土晒垡，准备将其用作播种蔬菜的苗床。他们在翻挖土地和埋下底肥后，还喷洒了一些农药。

农药不是会污染土地吗？对此他们表示很无奈，只因土壤里的害虫卵特别多，为了幼苗健康生长，才出此下策。

听了农民的介绍后，一个灵感浮上心头：有没有不洒农药就能保证苗床清洁的“上策”呢？

从绿色环保、性能先进和操作方便的要求出发，我们决定采用日光和激光作为洁化苗床的“武器”，设计制作生态杀虫器。

一、设计思路

强烈的日光经凸透镜聚光后再照射在物体上产生的高热比单纯的太阳光照射能量高得多。何不利用凸透镜聚光产生高热来杀灭土壤中的害虫？

我们找来高倍凸透镜、火柴头等，选择一个大晴天，在强烈的阳光下用凸透镜聚光照射火柴头，调节焦点位置，将火柴头置于焦点处，1秒～2秒后，火柴头立即被点燃。这证明用日光束杀灭害虫的方案是可行的。

但这种方案依赖于有阳光的天气条件，如果在农作物的播种期遭遇长时间的阴雨天，该怎么办？

我们从一本科普杂志上了解到，激光炮利用大功率的激光器发射激光脉冲来实现对目标的烧灼，达到毁伤目标的目的。于是，我们也想利用激光技术，清除苗床土壤中的害虫。

我们网购了一种红外光点状激光器进行点燃火柴头的实验，效果非常好。在科技辅导老师的建议下，又将日光与激光两种能源整合，并将光束的组合排列设计为阵列式，制成生态杀虫器。

二、方案设计

装置的总体方案如图1所示。

日光束阵列转筒由若干透镜在圆盘上排成阵列，焦距可调，其功能是提供日光束。激光束阵列转盘由若干激光头在圆盘上排成阵列，焦距可调，其功能是提供激光束。

聚光调节机构利用螺纹调节原理，将粗调与微调结合，能将光束聚集，并使之与苗床表层接触。齿轮传动机构用于日光束与激光束阵列部件的旋转，提高光束热效应的均度。移动支座用来支撑其他部件，在动力作用下实现空间的移动作业。

三、创新点

1.从农村绿色蔬菜种植需要对苗床进行灭虫除菌的现实要求出发，利用日光束和激光束的热效应原理，设计出双源光束阵列式苗床洁化装置——生态杀虫器。

2.通过实验，验证了日光束和激光束的热效应可清除苗床表层病虫害的假设，为新装置的设计提供了客观依据。

3.采用日光束和激光束陣列布局方式，提高光束能量强度；设计焦距“双调”（粗调与微调）机构，实现光束的合理入地，提高光束能量效度；光束阵列采用旋转作业方式，提高了光束能量均度。

总之，本项目对解决土壤污染问题、发展绿色生态蔬菜产业具有积极的促进作用。（指导老师：韩志红）