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全国青少年科技创新大赛获奖作品-科技小论文-1

案例一:光谱脉冲周期扫描环境对植物生长的影响的研究

第17届全国青少年科技创新大赛一等奖

提高植物能量利用率？

加快蔬菜瓜果中农药残留的降解？

如何通过调控光环境提高蔬菜瓜果规模生产的效率和品质？

如何通过先进的工业技术促进我国农业产业化的发展？

质疑，思考，分析，研究，我们提出一种新的植物优化工业平台。

科学性

1．太阳光谱是吸收光谱，它受到大气层中不断运动的水蒸汽、冰晶、烟雾等物

质的影响，客观上形成一种脉冲式周期扫描组合光谱cpsps。

2．自行设计并制作出光强度小于5%太阳光的cpsps平台。

3．通过调控脉冲周期、扫描周期、光质；测定在cpsps中植物的各项生长指标、

营养状况；研究cpsps对植物生长的影响。

原创性

经科技查新检索，证实本课题研究属国内首创。

实用性

1．在光强度小于5%太阳光的人造cpsps中，植物呈现优化生长趋势。出芽速度

加快，叶片面积更大，更厚，花期更长，植株更高，更壮。

2．在cpsps中，植物在单位时间内合成更多的可溶性糖和蛋白质。而在单位质

量内的糖与蛋白质减少。形成一种健康食品。

3．Cpsps有利于植株创伤的修复与再生。

4．Cpsps可加速农药的降解。

在我们的这个课题中，我们设计，制造出了一种新的光环境CPSPS。CPSPS具

有低能耗、脉冲式周期扫描、色光组合三大特性，我们通过试验发现在CPSPS中，

植物培植能够得到高效优化，农药的降解速度加快。

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我是在高一的时候开始研究的，我们学校一向鼓励学生积极参与研究性学习，选择自

己的课题研究，我呢，当时就选择了这一个在物理、化学、生物和农业产业交叉点上

的课题。

目前，“民以食为天”嘛，农业生产、产品在老百姓的生活中涉及面非常广，农业

是中国最大的基础产业，而中学生在农业上的科技技术研究又是非常之少。

因此在高一选题的时候，我本身是学奥林匹克竞赛物理的，我就想运用我的新想

法，以及本身物理化学知识，在农产业，植物学方面进行究。

过去人们多是通过化学、生物方面的技术来实现对植物的影响，我现在要运用一

种物理的手段，选择通过调控植物生长的光环境，从而提出一种新的植物培植模式。

新的光环境CPSPS是相对于一般的太阳光环境来说的，“植物生长靠太阳”嘛。

我们都知道，太阳光是七色光，它是一种色光组合，而太阳在照射到地面上来的过程

中，由于各层大气的影响，在某一程度上，它是以一种脉冲式周期扫描组合光谱的形

式作用于地球上的植物上的，于是我参考太阳光的这一些性质作为我的新的光环境的

特性来研究其对植物生长的影响。在另一个方面呢，CPSPS的光强度非常小，仅为

太阳光的5％以下，通过用光度计测量，在CPSPS中的光强度是几百勒克斯，而在中

午，太阳光光照度可达十几万勒克斯。CPSPS的耗能非常低，这是我们课题的原创性。

经过有关部门的联机检索查新，已经证实了本课题属于国内首创。

在这个新型的课题研究中。在刚刚起步的时候。我们主要是联系了有关的机构，

找来了大批的植物广泛地开展试验，品种有生菜，仙人掌，银龙球等等，每一种植物

我们设置了对照组和试验组，对照组的植物种植在温室里自然光条件下；试验组的植

物种植于CPSPS中，在一段时间之后我们就观察到了令人非常令人惊喜的现象。

我们注意到小昆虫，好像小青虫，蚂蚁什么的，特别爱吃我们的试验材料，然后

我们就想，在植物的内部的生长结构是怎么样的呢？有没有变异？还有它们的营养成

分又是什么样？

我们联系了华南师范大学生命科学院的实验室和导师，我检定了植物中可溶性总

糖和总蛋白质的含量，比较分析之后发现，在CPSPS中，植物在单位时间内合成更