冬笋炒腊肉

创造天地佔创

♦湖南省益阳市箴言中学何雅涵潘亚舟严谨

益阳是“中国竹子之乡”，其境内的桃

江竹林面积位居湖南省第全国第三位。

随着环保力度的加大，国家取缔了_些竹制

品加工企业，竹子的需求量骤减，多处竹林

被毁，竹子被贱卖。我们想通过调查桃江及

益阳竹产业的实际情况，探寻一种提高竹林经

济沁的擁和淞，保护wwa度砍伐。

竹子主要进行无性生殖，每年春季从地

下的竹鞭上长出竹笋来，然后发育成新竹。

1年生的竹子已具备繁殖能力，2~3年生的

竹子的竹鞭繁殖能力最强，5年生的竹子竹

鞭基本不具备繁殖能力。因此竹子长到_定

的年限要适度砍伐，让竹林中的竹子不断更

新，保持竹林旺盛的生命力。通过调研，我

们了解到，竹笋中以冬笋的经济价值最大，

未加工的冬笋售价约为每千克40元，与

2000千克的竹子等值。

从2018年上学期开始，

我们利用假期，

对冬笋的功效、价值、探测与培育等进行了

研究。

我们了解到，冬笋生长过程中不能从土

壤外汲取养分和水分。冬笋喜湿但又怕湿，

若土壤长期处于干燥状态，冬笋会因缺水而

死亡；如果土壤中的水分过多，冬笋会因水

多而腐烂。因此，冬笋只有生长在竹鞭靠近

主竹竹梢倒垂的位置时，依靠竹梢滴落的露

水来保持土壤的适宜湿度，才有可能长成健

壮的冬笋。

同时，冬笋不能进行光合作用，因此只

能靠汲取主竹的养分生存，

大部分侧芽发育

的冬笋因生存条件不适宜而死亡。如果对冬

笋的生长环境进行适当的管理，就能提高冬

笋的成活率。

目前，冬笋的探测还只能依靠人工经验

判断，无法了解冬笋的生长环境，一旦探到

就挖，存在很大的误采、空采的几率。由于

冬笋价格高，在利益的驱使下，每到冬季，

冬笋“采挖大军”进入竹林，竹林中到处留

下探测、挖采后的坑。盲目的探测、采挖冬

笋不仅损害竹根，还会破坏竹林的土壤，不

利于水土保持，阻碍竹子的繁殖。

为了提高冬笋的成活率，保持竹林的自

然生态环境，我们设计了一种冬笋生长培育

监控行走小车。

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发明与创新•中学生

我创単造天地

—、结构设计

冬笋生长培育监控行走小车由主控装

置、检测控制机构、营养检测补充机构三部

分组成。

主控装置上设有用于扫描土壤表面裂痕

或土包情况的视频监测仪，用于检测土壤裂

痕处的土壤湿度、二氧化碳浓度的检测控制

机构以及提供电源的主控器。

检测控制机构上设有与湿度传感器、二

氧化碳传感器连接的升降检测头，它垂直升

降运动时能带动扩穴器深入土壤，扩穴器内

的湿度检测探头、二氧化碳检测探头分别与

湿度传感器、二氧化碳传感器连接，随升降

检测头升降探测冬笋。

营养检测补充机构包括营养液箱、

排液

管、液泵，营养液箱经液泵与排液管连通，

主控器连接控制液泵。

图1冬笋生长培育监控行走小车原理图

1.行走小车2.排液管3.升降丝杆4.主控器

5.营养液箱6.液泵7.窥视镜8.扩穴器

图2冬笋生长培育监控行走小车结构示意图

图3冬笋生长培育监控行走小车实物图

二、模拟实验

（一）冬笋裂痕位置土壤水分对比检测

实验

1.实验目的

测定冬笋位置裂痕的土壤与其周围土壤

含水量的差异，探究湿度变化检测的方法及

途径。在不同时间段测定竹林中有冬笋生长

处的土壤，观察其同一时间湿度的差别与不

同时间内其差值的变化。

2.实验原理

裂痕中有冬笋时，由于冬笋夜间代谢旺

盛，呼出的大量水分残留在土壤中，其生长

处的土壤的含水量大于其他地方的。90%以

上的冬笋生长在竹梢倒垂的位置，冬天早上,

竹梢上的露水滴落在冬笋生长处，也会造成

该处土壤含水量增加。随着水分的蒸发，不

同时段土壤的含水量不同，但在同一时段，

其裂痕外部的含水量明显高于内部的。

3.实验结论

裂痕中越靠近冬笋的位置，其相对湿度

越大，接近土层表面的相对湿度稍大于其所

处竹林的平均湿度。裂痕中土壤的湿度与竹

林中的平均湿度维持在一定的范围内，若超

过该范围,就会导致冬笋生长迟缓,甚至死亡。

由此可见，控水对冬笋的生长有很重要

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创造天地

的作用，通过检测土壤中的含水量也可以进

—步确认裂痕中是否有冬笋。

（二）

冬笋裂痕位置二氧化碳浓度的变

化对比检测实验

1•实验目的

通过对冬笋生长位置的二氧化碳浓度的

检测，把冬笋的生命气息转化为理化指标，

若土壤满足该检测理化指标，则可判定其中

必有冬笋。

2.实验原理

冬笋在土壤中进行呼吸作用，呼出的二

氧化碳滞留在土壤中，

导致其浓度高于外界

空气中二氧化碳的浓度。

裂痕中如没有冬笋

则不存在呼吸作用，其二氧化碳浓度也与空

气中的一致。

3.实验结论

冬笋在土壤中只能通过细小的裂痕与

外界进行气体交换，其局部空间中二氧化

碳的浓度一定高于外界空气中二氧化碳的浓

度，用这一指标可以确认裂痕中存在冬笋。

三、

创新点

1•开辟了用土壤裂痕

、土壤湿度、

土壤

中二氧化碳的浓度等理化指标来探明是否有

冬笋、判定冬笋生长位置的先例。

2.实现了对冬笋生长状况的实时监控，

检测冬笋生长时的养分与水分状况，并根据

需要进行实时分类补充

，解决冬笋无法培育

的难题。

四、改进与完善

未来，我们还想让该小车能在丘陵地

区行走自如，让其在即使有重物覆盖的情况

下也能准确判断冬笋的位置，并找到能确定

冬笋生长位置的方法。（指导老师：张鑫

丁赛华）

专家点诧

冬笋炒腊肉是深受南方人喜爱的一道美味佳肴。不过冬笋虽然好吃，

要挖

采到却有些困难，更没有培育生长的先例。而何雅涵、潘亚舟、严谨等同学完

成的“冬笋生长培育监控行走小车”是一项基于本地优质农产品的开发，创立

了通过土壤裂痕、土壤湿度、土壤中二氧化碳浓度等理化指标来探明冬笋生长

位置的新技术；实现了对冬笋生长状况实时监控，检测冬笋生长时的养分与水

分状况，进行实时分类补充，

解决冬笋无法培育难题的原创性发明项目。

据了解，这项发明的灵感源自学生的亲身体验，因为看到爸爸妈妈挖采冬

笋太辛苦，便向辅导老师提出希望找到便捷方法的发明课题。两位辅导老师及

时认可了学生的课题，同时发挥各自的专业特长，精心带领他们进行了一系列

的科学实验与探究。

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发明与创新冲韵