环保型地膜打孔器

王一鸣

选题背景与目的

1979年，我国从日本引进地膜覆盖技术，随后大面积推广。截至2014年，全国地膜用量达到144.1万吨，覆盖面积超过3亿亩。地膜覆盖栽培的最大作用是提高土壤温度，由于薄膜的气密性强，地膜覆盖后能显著减少土壤水分蒸发，使土壤湿度稳定，并能长期保持湿润，有利于根系生长。在旱区可以采用人工造墒、补墒的方法进行抗旱播种。由于地膜覆盖有增温保湿的作用，因此有利于土壤微生物的增殖，加快腐殖质转化成无机盐的速度，有利作物吸收。覆盖地膜后由于植株生长健壮，可增强抗病性，减少发病率。覆盖银灰色反光膜更有避蚜虫的作用，可减少病毒病的传播危害。地膜的作用显而易见，甚至可以说是劳苦功高，但废旧地膜产生的白色污染，也让许多地方政府和农民挠头不已。

地膜残留农田对土壤的危害是很大的。农田使用的地膜老化后，会破碎遗留在田间，不易分解腐烂，破坏土地结构，导致土壤板结、失去供养能力。残留地膜可阻碍植物吸收水分，影响根系生长，影响土壤通透性。据相关资料表明，连续使用5年而不及时收捡弃膜的土地，每亩地膜残留量超过30千克时，可使番茄、辣椒分别减产34%、25%，影响农作物收成。每亩地若含残膜3.9千克，就可使玉米减产11%～23%、小麦减产9%～16%，而且这种污染很难消除。

现在人们虽然已经意识到地膜留在田问会对土壤造成污染，但是为了短期的效益，依旧在大量使用地膜。在调查中我发现，人们基本上都会使用地膜打孔器对地膜进行打孔，但是现有的打孔器没有废膜收集装置，导致大量打孔时产生的废膜遗留在田间地头，造成了农田的白色污染。于是我就想，能不能在原有地膜打孔器的基础上，增加收集打孔时产生的地膜碎片的装置，对被切掉的地膜进行收集，并集中处理，从而减少地膜对土地的污染，同时还可以增加农民保护农田的意识。

研究过程

通过反复实验，我在原来的地膜打孔器上增加了1根竖直的钢针，并把打孔器的前端打磨成了三棱形，为了防止地膜碎片脫落，在打孔器的前端焊接上了3个三角形倒钩，这3个倒钩成螺旋形，能够有效收集打孔时产生的地膜碎片并防止碎片从钢针上脱落。当地膜碎片积攒到一定数量后，利用钢针上的可调整方向的扳手可以轻松把钢针从打孔器上拧下来，然后取出地膜碎片。

工具设计好后，在实际应用时我发现，虽然钢针硬度非常大，但由于长度过长，使用时钢针会倾斜，如果长时间使用，钢针还会从焊接处断掉。针对这种情况，我又增加了1个带孔的钢片，有效地解决了这个问题，增加了钢针的稳固性。

为了方便不同身高的人使用，我还在环保型地膜打孔器的支杆上设计了3个孔位，可以伸缩调整工具的长度，工具最短78厘米，最长可达85厘米。这样设计免去了农民弯腰之苦，大大提高了工作效率。

创新点

◇集打孔与地膜碎片收集于一体。

◇拾取装置上设计了三角形倒钩，有效防止地膜碎片脱落。

◇工具高度可调，可满足不同身高的人使用。

小结

在设计和制作环保型地膜打孔器的过程中，我失败了很多次，经过多次试验，最后利用现有工具加以改进，设计出了这种制作简单、使用方便的工具。环保型地膜打孔器能够达到有效收集地膜碎片，集中处理，减少农田白色污染的目的。为了增加工具的使用寿命，我采用了不锈钢材质，共花费25元。工具价格便宜，具有实用价值，市场推广前景可观。

该项目获得第32届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目小学组技术类一等奖。

专家评语

针对存在的问题开展研究，所研发的产品实用，能对地膜碎片进行有效收集，减少白色污染。创新点明确。存在的不足之处在于，取出地膜碎片不够方便。建议设计快捷地膜碎片取出结构，增加播种功能，使打孔与播种一次完成。