CN110384001B - 一种减少农田温室气体排放的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少农田温室气体排放的系统，涉及温室气体治理技术领域，其包括计算机、云端信息库、现场控制器、水泵、储水装置和增氧机，所述云端信息库用于接收现场控制器的反馈信号，并向现场控制器发出对应指令，同时将反馈信号和发出的指令信息以日志的形式推送给计算机，云端信息库通过无线通信模块与场控制器通讯；水泵，受现场控制器控制，用于向水田内补充含有气泡的循环水，抑制水田内厌氧微生物的生存，本发明的有益效果是：以循环水的方式向水田内输水，可大大提升水田内的溶氧量，抑制水田内厌氧微生物的生存，有效减少甲烷的排放，而且，其整体结构简单，具有遥控的功能，可以实现自动化操作。
Description
技术领域
本发明涉及温室气体治理技术领域，具体是一种减少农田温室气体排放的方法及系统。
背景技术
温室气体的大量排放导致全球气候变化，特别是气候变暖，近几年已经成为人们的经常性话题，已经引起各国政府和科学家的高度重视，国际气候变化大会已经连续多年召开，集中政府和学术界探讨温室气体减排技术和研究气候变化对人类的不利影响。一般认为温室气体有六大类，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、碳氟烃、水、氨气等，其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮主要与农业及农事活动有关。
如CN103688727A、一种农田温室气体减排技术和应用；CN106045772A一种有效减少农田土壤温室气体排放的微生物制品及其制备方法等专利，其很好的提出了解决农田温室气体排放的方法，但是很明显的，其适用于旱地，对于水田来说，特别是种植水稻的水田，水稻根系分泌物和脱落物为主的有机物质和土壤有机质在产甲烷菌作用下通过厌氧发酵产生甲烷，上述专利并不能解决或减少水田中产生的甲烷等温室气体，使用局限性较强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少农田温室气体排放的方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种减少农田温室气体排放的系统，包括计算机、云端信息库、现场控制器、水泵、储水装置和增氧机，所述云端信息库用于接收现场控制器的反馈信号，并向现场控制器发出对应指令，同时将反馈信号和发出的指令信息以日志的形式推送给计算机，云端信息库通过无线通信模块与现场控制器通讯；
水泵，受现场控制器控制，用于向水田内补充含有气泡的循环水，抑制水田内厌氧微生物的生存；
水田，其内设有与现场控制器通讯的溶氧传感器，用于将水田内的溶氧信息发送给现场控制器，使得云端信息库能根据该溶氧信息判断水泵的启停；
储水装置，用于在水泵和电磁阀的作用下向水田输水，同时接受从水田回流的水，水田上设有溢流口，使得水从水田内溢流出并回流至储水装置内；
增氧机，受现场控制器控制，用于向输入到水田的水中充入空气。
作为本发明再进一步的方案：所述水泵的出水端设置为多个，在水田上均匀或不均匀布置。
作为本发明再进一步的方案：所述水田内还设有水位传感器II和排水管，其中排水管用于排空水田内的水，水位传感器II用于检测水田内的水位信息，水位传感器II的数量为多个，并且与现场控制器通讯。
作为本发明再进一步的方案：所述现场控制器与水位传感器II采用无线通讯的方式。
作为本发明再进一步的方案：所述储水装置安装有与现场控制器通讯的水位传感器I，当储水装置内的水位低于设定的阈值时，现场控制器控制补水管向储水装置内补水，直至储水装置的水位达到设定的阈值。
一种减少农田温室气体排放的方法，包括以下步骤：
S1，通过溶氧传感器实时测量水田内的溶氧信息，当溶氧信息低于设定的阈值时，现场控制器控制水泵、电磁阀和增氧机开启，使得储水装置内的水经过增氧机的增氧之后从多处流入到水田内，水田的水溢流回流至储水装置内形成水循环；
S2，直至水田内的溶氧信息达到设定的标准后，水泵、电磁阀和增氧机停止工作，等待下次触发；
S3，定时或不定时的通过排水管放空水田中的水，使得水田土壤在阳光的暴晒皲裂，使得土壤与空气直接接触，并于设定时间后，重新向水田中注水。
作为本发明进一步的方案：所述现场控制器与云端信息库通过无线方式通讯，用于向云端信息库内反馈信息并接收云端信息库的控制指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：以循环水的方式向水田内输水，可大大提升水田内的溶氧量，抑制水田内厌氧微生物的生存，有效减少甲烷的排放，而且，其整体结构简单，具有遥控的功能，可以实现自动化操作。
附图说明
图1为一种减少农田温室气体排放的系统控制原理图。
图2为一种减少农田温室气体排放的方法流程图。
图中：1-计算机、2-云端信息库、3-无线通信模块、4-现场控制器、5-水田、501-溶氧传感器、502-溢流口、503-水位传感器II、504-排水管、6-水泵、7-电磁阀、8-储水装置、801-水位传感器I、802-补水管、9-增氧机。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，一种减少农田温室气体排放的系统，包括计算机1、云端信息库2、现场控制器4、水泵6、储水装置8和增氧机9，具体的来说，在本实施例中，所述云端信息库2用于接收现场控制器4的反馈信号，并向现场控制器4发出对应指令，同时将反馈信号和发出的指令信息以日志的形式推送给计算机1，也就是说，所有指令的发出和信号的接收均会同步至计算机1内形成备份，便于人员后期管理，具体的来说，云端信息库2通过无线通信模块3与现场控制器4通讯；
水泵6，受现场控制器4控制，用于向水田5内补充含有气泡的循环水，使得气泡在进入到水田5内时，能大大提升水田5内的溶氧量，抑制水田5内厌氧微生物的生存，有效减少甲烷的排放；
水田5，其内设有与现场控制器4通讯的溶氧传感器501，用于将水田5内的溶氧信息发送给现场控制器4，使得云端信息库2能根据该溶氧信息判断水泵6的启停；
储水装置8，用于在水泵6和电磁阀7的作用下向水田5输水，同时接受从水田5回流的水，此处，由于水田中含有大量的营养物质，因此，水田5上设有溢流口502，使得水能溢流出并回流至储水装置8内，以防止营养物质的大量流失。
增氧机9，受现场控制器4控制，用于向输入到水田5的水中充入空气，以提升水中的溶氧量，来抑制厌氧微生物的生长。
此外，在本实施例中，为了提升水中的溶氧量，将所述水泵6的出水端设置为多个，在水田5上均匀或不均匀布置。
作为优选的，所述水田5内还设有水位传感器II503和排水管504，其中排水管504用于排空水田5内的水，使得水田5内的土壤能接受阳光的暴晒，并与空气直接接触，提升对厌氧微生物的抑制效果，这一点，同时与水稻的田间养护相契合，一举两得，而水位传感器II503则很明显，用于检测水田5内的水位信息，反馈排水终点，当然，水位传感器II503的数量优选是多个，并且与现场控制器4通讯，此处，为了节省走线造成的成本和维护问题，现场控制器4与水位传感器II503采用无线通讯的方式。
而且，所述储水装置8安装有与现场控制器4通讯的水位传感器I801，当储水装置8内的水位低于设定的阈值时，现场控制器4控制补水管802向储水装置8内补水，直至储水装置8的水位达到设定的阈值。
请参阅图1，本发明实施例中，一种减少农田温室气体排放的方法，包括以下步骤：
S1，通过溶氧传感器501实时测量水田5内的溶氧信息，当溶氧信息低于设定的阈值时，现场控制器4控制水泵6、电磁阀7和增氧机9开启，使得储水装置8内的水经过增氧机9的增氧之后从多处流入到水田5内，提升水田5的溶氧量，来抑制厌氧微生物的生长，水田5的水溢流回流至储水装置8内形成水循环；
S2，直至水田5内的溶氧信息达到设定的标准后，水泵6、电磁阀7和增氧机9停止工作，等待下次触发；
S3，定时或不定时的通过排水管504放空水田5中的水，使得水田5土壤在阳光的暴晒下先皲裂，使得土壤与空气直接接触，来抑制厌氧微生物的生长，并于设定时间后，重新向水田5中注水。
此外，所述现场控制器4与云端信息库2通过无线方式通讯，用于向云端信息库2内反馈信息并接收云端信息库2的控制指令。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种减少农田温室气体排放的系统，其特征在于，包括：
云端信息库(2)，用于接收现场控制器(4)的反馈信号，并向现场控制器(4)发出对应指令，同时将反馈信号和发出的指令信息以日志的形式推送给计算机(1)，云端信息库(2)通过无线通信模块(3)与现场控制器(4)通讯；
水泵(6)，受现场控制器(4)控制，用于向水田(5)内补充含有气泡的循环水，抑制水田(5)内厌氧微生物的生存；
水田(5)，其内设有与现场控制器(4)通讯的溶氧传感器(501)，用于将水田(5)内的溶氧信息发送给现场控制器(4)，使得云端信息库(2)能根据该溶氧信息判断水泵(6)的启停；
储水装置(8)，用于在水泵(6)和电磁阀(7)的作用下向水田(5)输水，同时接受从水田(5)回流的水，水田(5)上设有溢流口(502)，使得水从水田(5)内溢流出并回流至储水装置(8)内；
增氧机(9)，受现场控制器(4)控制，用于向输入到水田(5)的水中充入空气；
所述水田(5)内还设有水位传感器II(503)和排水管(504)，其中排水管(504)用于排空水田(5)内的水，水位传感器II(503)用于检测水田(5)内的水位信息，水位传感器II(503)的数量为多个，并且与现场控制器(4)通讯。
2.根据权利要求1所述的一种减少农田温室气体排放的系统，其特征在于，所述水泵(6)的出水端设置为多个，在水田(5)上均匀或不均匀布置。
3.根据权利要求1所述的一种减少农田温室气体排放的系统，其特征在于，所述现场控制器(4)与水位传感器II(503)采用无线通讯的方式。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种减少农田温室气体排放的系统，其特征在于，所述储水装置(8)安装有与现场控制器(4)通讯的水位传感器I(801)，当储水装置(8)内的水位低于设定的阈值时，现场控制器(4)控制补水管(802)向储水装置(8)内补水，直至储水装置(8)的水位达到设定的阈值。
5.一种减少农田温室气体排放的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过溶氧传感器(501)实时测量水田(5)内的溶氧信息，当溶氧信息低于设定的阈值时，现场控制器(4)控制水泵(6)、电磁阀(7)和增氧机(9)开启，使得储水装置(8)内的水经过增氧机(9)的增氧之后从多处流入到水田(5)内，水田(5)的水溢流回流至储水装置(8)内形成水循环；
S2，直至水田(5)内的溶氧信息达到设定的标准后，水泵(6)、电磁阀(7)和增氧机(9)停止工作，等待下次触发；
S3，定时或不定时的通过排水管(504)放空水田(5)中的水，使得水田(5)土壤在阳光的暴晒下皲裂，使得土壤与空气直接接触，并于设定时间后，重新向水田(5)中注水。
6.根据权利要求5所述的一种减少农田温室气体排放的方法，其特征在于，所述现场控制器(4)与云端信息库(2)通过无线方式通讯，用于向云端信息库(2)内反馈信息并接收云端信息库(2)的控制指令。
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