中学生在冰箱里种蔬菜

发布时间:2013-01-28 期号:

北京考试报记者 徐 凡

  当今社会,人们面临着各种环境污染及食品安全问题。为保证食物的安全,能不能在封闭的环境里培养植物?这个问题引起了北京市第一零一中学学生陈子龙的兴趣。

  经过一年的研究试制,陈子龙设计并制作出了一种外形酷似冰箱、可在内部模拟自然环境的“智能植物生长装置”。

 

从小喜欢拆东西

  “小时候,我的理想就是当一名科学家。”陈子龙说,上小学时,别的孩子上各种数学、英语班,他却央求父母给他报了牛顿实验班。在实验班里,他第一次接触了各种小实验。这些简单的实验开拓了他的视野,也开启了他对科学探索的兴趣。

  陈子龙是幸运的,父母很理解他进行的科学探索。陈子龙从小就喜欢动手,家里的收音机、遥控器、遥控车都被他拆过。虽然有些东西拆了安不回去,父母也从没为此生过气。父母的理解、包容和支持也是他能取得成绩的关键。

  辅导他研究的老师马丽霞说,一年的时间里,他一直利用课下、周末、节假日、寒暑假来进行自己的设计。制作过程中需要大量知识,他只能靠自学。为此,他艰难地自学了大学编程、电路等很多知识。

 

改装冰箱做实验

  2011年日本大地震时,陈子龙从电视上看到核泄漏对土壤造成严重污染,影响了很多人的生活和健康。他想到,如果在一个密封的空间培养植物,不使用污染的土壤,也许就不会影响到生活。

  有了想法,说干就干。为方便观察,他选择了有玻璃门的冰箱作为实验载体,在泡沫板上钻出12个小孔,把植物插进去,漂浮在营养液的盒子上,不影响植物生长。

  要想在无土栽培和密封条件下培养出植物,就需要按照自然环境设定条件。陈子龙借用半导体的集成电路技术,让培养箱有了各种光照和湿度。为了模拟自然环境中的光照,他在每层生长装置的顶部都安装了节能的LED混合光源,按照植物的生长要求调节光源的波长和强度,用植物光合作用需要的红色和蓝紫色光模拟太阳的日出、日落,每天光照的亮度都会根据时间从暗淡调节到刺眼再到暗淡。

 

反复试验克难题

  在初步完成装置后的前几次实验时,刚过了一周,他培养出的油菜都蔫蔫的,出现了各种各样的问题:有的是湿度太大,又没有及时通风;有的是温度过高;还有的是营养液没有循环,质量下降。就这样反反复复,失败了很多次,他不断调整参数间的互相配合度,跟老师共同探讨植物的生长规律等,一点点地改进。

  为了解决给密闭装置中的植物提供自然界里“风”的条件,他把冰箱的保温层拆开,把里面的海绵抽出来,改成了通风道,安装了风机,每天定时往里吹风。

  通过反复试验,“智能植物生长装置”最终能够准确、便捷地调节出适合植物生长的环境,让植物在密闭无光的空间内茁壮成长,无农药、无公害,甚至可以缩短生长周期,而且不受外部环境影响和制约,全年都可种植、收获。

  陈子龙的研究获得了中国青少年机器人竞赛一等奖、明天小小科学家一等奖、北京青少年机器人竞赛一等奖、北京青少年科技创新大赛一等奖等一系列荣誉。未来,他希望能进入心仪的大学,学习更多的工科知识,进行更多的研究探索。

 

 

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