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第60屆--民國109年

農夫的好夥伴—和雜草說再見

木瓜種子外層的膠狀物質(假種皮或外種皮)中可能含有植物生長抑制物質,所以將此物質撥下配成溶液,希望此溶液能用來抑制雜草生長。我們以常見的鬼針草種子為測試對象,也使用了番茄的假種皮配成溶液,觀察並記錄下抑制種子萌發的最佳方式。以下是我們在這次實驗所發現的: 一、 當假種皮在抑制劑內的比例愈高,抑制效果愈好。 二、 番茄和木瓜配置抑制溶液,木瓜的抑制效果較好。 三、 青木瓜和熟木瓜配置抑制溶液,青木瓜的抑制效果較好。 四、不同植物的測試,如綠豆和鬼針草,抑制溶液有不同的效果,希望抑制溶液能不影響作物。 本基礎實驗期望可用於農地雜草的抑制,以天然的物質取代化學藥劑,讓丟棄的木瓜種子,廢物再利用。

「粉」墨登場-柯氏素菌瓢蟲和胡瓜白粉病之探究

本研究以柯氏素菌瓢蟲(Illeis koebelei)針對白粉病來進行生物防治研究,柯氏素菌瓢蟲屬於完全變態昆蟲,幼蟲4齡,各齡期約2至3天,卵期約6.5天,蛹期約6天,從產卵至羽化成蟲約需23.7天,建議以前胸寬來推估幼蟲齡期為佳。 終齡幼蟲取食白粉病菌的平均速率為0.84mm2/分,成蟲則為1.15mm2/分,是終齡幼蟲的1.37倍。放置5隻成蟲進行生物防治,100%感染的胡瓜子葉約需0.3個工作天;60%感染的胡瓜本葉約需4個工作天;南瓜葉則需8.1工作天。以60%感染的葉片進行生物防治估算成蟲所需數量,胡瓜子葉僅需一隻即可於1工作天內完成,胡瓜本葉若一個工作天內要吃完,則需約21隻,但瓢蟲密度可能偏高,建議放置4隻可於5個工作天內吃完或7隻可於3個工作天內吃完。

雙滾軸間的摩擦振盪

一次生活中的經驗促成了這一次的研究,我們探討了在不同狀況下(如:管重、管長、轉速、動摩擦係數、滾筒間的距離…。) PVC管的運動狀況。進而發現,理論與真實的差距,在真實情況,PVC管並不會是不斷在做S.H.M.,而是逐漸衰減,於是我們順水推舟,開始向PVC管的衰減率進行研究。最後,我們發現,管重、管長、轉速均不會影響PVC管的週期,與其相關的是接觸面間的動摩擦係數及滾筒間的距離。而後,再將結果與模擬進行比較,分析其差異之影響因素。

有趣的果凍效應

搭高鐵時,用手機拍攝風景,發現窗外的柱子竟然變成斜的?網路上搜尋,這種現象,被稱為果凍效應。 本研究探討:在高鐵上,手機如何能拍到柱子傾斜?在月台上,拍攝移動的高鐵,觀察車窗變化?可否使用影印機,來模擬捲簾快門?如何推測相機快門的掃描方向?車速是否影響目標物傾斜的角度?光線強弱,是否影響果凍效應的拍攝? 實驗後發現: 一、在移動的高鐵上,將手機橫向拍攝,可拍到柱子傾斜。 二、在月台上,拍攝移動的高鐵,發現手機橫向拍攝時,車窗會傾斜。 三、可使用影印機,模擬捲簾快門。 四、可利用「自製角度板」或「描點法」來推測相機快門的掃描方向。 五、車速越快,目標物傾斜的角度會越大。 六、光線充足時,才能拍到果凍效應現象。

不同物種間植株感病的表現與變化

為了瞭解植物被胡瓜嵌紋病毒(CMV)及蕪菁嵌紋病毒(TuMV-GR)感染後,不同物種間植株的表現與變化。本研究分別觀察圓葉菸草及阿拉伯芥的病徵、TuMV-GR病毒之擴散情形並以ELISA技術檢驗植株內病毒含量。結果顯示受感染的圓葉菸草及阿拉伯芥呈現黃化、矮化、捲曲等病徵,另外,藉由含有綠色螢光蛋白(GFP)之TuMV-GR病毒所感染的圓葉菸草及阿拉伯芥中得知病毒皆由葉脈往葉緣擴散。我們也以ELISA驗證了轉入病毒特定基因片段的轉基因阿拉伯芥植株(TuP1、TuHC、R12-2、FA-1轉基因植物) 並不會產生抗病機制,數值上反而呈現感病性提升的跡象,故推論轉植片段使植物感病性提升。

好酵—探討毛氈苔黏液的抑制能力與啟動腺毛彎曲的誘發物質

從試驗中得知毛氈苔可以消化分解酵母菌,同時發現不同品種的毛氈苔會有不同的捕食行為:圓葉毛氈苔的外腺毛彎曲將酵母菌移入葉片中心並進行消化;寬葉毛氈苔在彎曲過程中會做一次折返。毛氈苔的黏液皆可抑制酵母菌的發酵,並使用3D列印自製與改良儀器,來量化其抑制酵母菌發酵能力的差異。此抑制能力來自黏液裡的消化酶,發現外腺毛黏液的抑制效果優於內腺毛。利用酵母菌被消化後所釋出成分的模型,將實驗數據逐一歸納出誘發腺毛彎曲的物質是磷酸根、鈉離子、銨根與幾丁質,且以磷酸根為主要物質並會產生彎曲訊息傳遞現象。最後解釋為何寬葉毛氈苔的外腺毛在彎曲過程中會一次折返:不同品種的毛氈苔誘發其腺毛彎曲的物質與所需濃度是有差異的。

分堆問題之收斂性的探討

此作品研究「在n堆彈珠數目的分堆問題,當每堆個數不同並進行分配,每次都從最多個數那堆拿最少個數那堆的數目給最少個數的那堆,直到收斂或出現迴圈時,則停止分配彈珠。」首先,探究分配過程中,奇偶數變化與總和(∑)的關聯性,進而觀察出可達成穩定狀態(收斂)之條件的規律;而當無法達成穩定狀態時,起始彈珠數之總和固定,在甚麼條件下會形成最大迴圈或最小迴圈,其迴圈數是多少,而迴圈的個數又會是多少;並探討起始值在甚麼條件下,其分配過程中,每個組合都能經過且不重複;最後,將分配過程所找出的規律,運用數學邏輯並加入條件因素,寫成演算法,利用程式GDScript動態語言執行,並呈現其分配過程及驗證我們的方法。

珊珊來池~潮池珊瑚復育與觀測研究

我們選定兩處徒步可到的潮池進行研究,各放入兩個復育磚(垂直、平行海岸各一),從108年10月至109年4月,不定期到潮池觀察,再進行潮池A(面積較大、離海蝕平台邊緣距離較遠)、B(面積較小、離海蝕平台邊緣距離較近)的數據分析。 得到以下結論: 一、潮池可做為珊瑚復育的場域。 二、潮池A在珊瑚存活率、成長體積皆優於潮池B。 三、投放方向平行海岸的復育磚,珊瑚存活率優於垂直海岸;珊瑚成長體積則為垂直海岸優於平行海岸。 四、珊瑚株離水面距離與珊瑚存活率的關係探討,下排(復育磚底層)和中排在珊瑚存活率優於上排;成長體積指標部份,中排優於下排,下排略優於上排。 五、利用Coral watch監測珊瑚健康度,發現愈健康的珊瑚,體積成長愈快。

「菇」「助」一擲—菌絲體防撞材料之研究

經媒體得知有人利用蘑菇菌絲體製作出防撞包裝材料,在台灣,菇類的產量大品種多,每年都產生大量的太空包農業廢棄物。因此,我們想透過研究協助解決問題,達到循環經濟的目的。研究結果顯示:不論是使用過的或是未使用過的秀珍菇和藍寶石菇太空包,所製作出的材料都有很好的防撞效果,若摻入30%的咖啡渣,耐撞力更好。拿我們製作的材料和市面上的保麗龍、瓦楞紙板與泡泡紙包裝材料相比,在耐撞性、防火性及熱絕緣性都有很好的效果,在潮濕的環境下容易發霉,代表易被微生物分解對環境友善。我們以燒杯作為實際物品測試,當燒杯以我們製作的材料包覆時,可耐50次以上銅球的撞擊,且從180公分高度落下也毫髮無傷,證明是很好的防撞包裝材料。

墩的好—柔性葉片環圈預防橋墩周圍侵蝕之相關探討

本研究主要目的為探討柔性葉片環圈是否能有效減緩橋墩周圍侵蝕,並在何種條件下效果最佳;本研究運用自製的水道模型,等比例縮小碧潭大橋及柔性葉片保護工,設置不同的葉片形狀、不同環圈排列方式及三角形排列時不同的頂角,會對流速、橋墩周圍侵蝕及周邊地形造成何種影響,最後拿實驗中最好的比例來和消波塊比較效果。 由研究結果可知,柔性葉片環圈能有效減緩橋墩周圍侵蝕,且當選用三角形的葉片時,其效果較佳,而安置環圈時,將其排成頂角面對水流的三角形,成果較佳,且其成效也較消波塊好,推測可能可以產生分流的效果;叧三角形排列的夾角,應與橋墩之間存在特定比例關係,而非越大越好或越小越好,以結果來看,60度夾角最佳。