CN116338112B - 一种稻田甲烷排放检测控制装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稻田甲烷排放检测控制装置和方法，涉及气体减排控制技术领域，解决如何降低稻田温室气体甲烷排放的问题，所述装置包括：壳体、第一安装板、第二安装板、第一管、第二管、进液管、微纳米气泡发生器、电动推杆。本发明的装置具有气体检测和增氧灌溉等多种功能，通过第一管向土壤中增氧以改善厌氧环境，达到减少甲烷产生的目的，通过第二管形成检测环境，从而有利于甲烷气体的检测。本发明将气体检测与气体控制结合起来，通过气体检测反馈气体减排控制效果，便于及时调整减排措施，以更好地实现甲烷的控制，从而有效降低稻田甲烷排放量，且本发明可以自由切换甲烷气体检测和增氧灌溉，不会对植株产生不良影响，且操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及气体减排控制技术领域，具体而言，涉及一种稻田甲烷排放检测控制装置和方法。
背景技术
全球气候变暖是人类最关注的问题之一，温室气体含量逐年上升是其主要原因。甲烷在生物地球化学循环和人类的生活生产中有着十分重要的作用。它是广泛存在于自然界中的一种碳氢化合物，是一种重要的化石燃料，是仅次于二氧化碳的温室气体，另外，它还能作为微生物生长的底物。甲烷的来源有湿地系统（包括沼泽、沉积物、稻田等）、反刍动物消化系统、垃圾填埋场、能源生产和利用过程中的泄露、污水处理系统等。其中，湿地每年约排放164Tg甲烷，贡献了约三分之一的全球甲烷排放量，是最主要的甲烷排放源。工业革命至今，大气中的甲烷浓度从722μg/L上升到1830μg/L，约占16%的人为全球温室气体年排放总量，对全球变暖的贡献率达到了30%，且大气中的甲烷浓度持续以约每年1.0%-1.2%的速度增长。因此，甲烷减排对控制全球变暖有重要的意义。
传统的稻田减排固碳方法，例如：晚稻稻草还田方法，虽然能够减少秸秆焚烧带来的温室气体的排放，但是对于减少水稻生长时温室气体甲烷的产生所起到的作用甚微。
发明内容
本发明所要解决的问题是如何降低稻田温室气体甲烷的排放，现有采用晚稻稻草还田方法控制水稻生长过程中产生甲烷的效果较差。
为解决上述问题，本发明提供一种稻田甲烷排放检测控制装置，包括：壳体、第一安装板、第二安装板、第一管、第二管、进液管、微纳米气泡发生器、气泵和电动推杆；
所述壳体为底部开口的六面体，所述第一安装板和所述第二安装板设置于所述壳体内部并与所述壳体内壁连接，所述第一安装板用于安装所述第一管，所述第二安装板用于安装所述第二管，所述壳体侧壁设置有用于水稻通过的让位槽；
所述微纳米气泡发生器设置于所述壳体上，所述微纳米气泡发生器的进气口与所述气泵连接，所述微纳米气泡发生器的出口与所述进液管连通，所述进液管的一端用于与水泵连接，所述进液管的另一端伸入所述第一管内，所述第一管底部密封设置，且所述第一管的侧壁上开设有出水孔，所述出水孔沿所述第一管的圆周方向均匀排布；
所述第二管包括内管、两个环形板、伸缩套管和甲烷浓度传感器，所述甲烷浓度传感器设置于所述内管内壁上，所述内管和所述伸缩套管分别设置于所述第二安装板上，所述内管的底部开口设置，且所述内管的侧壁开设有与内腔连通的让位孔，所述让位孔与所述让位槽连通，两个所述环形板均设置于所述内管的外壁，且分别与所述内管转动连接，所述伸缩套管包括多个相互套接的管体，且最内层的所述管体套设于所述内管和所述环形板外侧，最外层的所述管体与所述电动推杆连接，所述电动推杆设置于所述第二安装板上，用于驱动最外层的所述管体升降。
较佳地，所述第二管还包括第二电机、第三齿轮和齿条，所述第二电机和所述第三齿轮安装于所述环形板的内壁，所述齿条安装于所述内管的外壁，所述第二电机与所述第三齿轮连接，所述第三齿轮与所述齿条啮合连接。
较佳地，所述第一管为多个，多个所述第一管沿所述壳体的长度方向分布；所述进液管包括第一管道、第二管道和多个第一支管，所述第一管道的入口用于与所述水泵连接，所述第一管道的出口用于与所述第二管道的入口连接，所述第二管道具有多个出口，多个所述第一支管分别与所述第二管道的出口连接，多个所述第一支管分别伸入多个所述第一管内，所述微纳米气泡发生器的出口与所述第一支管连接；
所述稻田甲烷排放检测控制装置还包括分流管，所述分流管具有多个排出管，多个所述排出管分别与多个所述第一支管对应连接，所述分流管的入口与所述微纳米气泡发生器的出口连接，所述壳体具有顶板，所述微纳米气泡发生器设置于所述顶板的下表面，所述微纳米气泡发生器的进液口与所述第一管道连接。
较佳地，所述稻田甲烷排放检测控制装置还包括拉杆、转动盘、第一齿轮、第二齿轮和第一电机，所述第一管与所述拉杆连接，所述拉杆与所述转动盘铰接，所述转动盘与所述第一齿轮连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮与所述第一电机连接，其中，所述拉杆与所述转动盘的连接点偏离所述转动盘的圆心设置。
较佳地，所述稻田甲烷排放检测控制装置还包括支撑装置、滑套和驱动装置，所述滑套套设于所述壳体的外侧且与所述壳体滑动连接，所述驱动装置与所述滑套连接，用于驱动所述滑套在所述壳体上升降，所述支撑装置的一端与所述壳体侧壁转动连接，所述支撑装置的另一端用于与土壤接触，所述支撑装置还通过连杆与所述滑套转动连接；其中，所述驱动装置包括第三电机、蜗杆、蜗轮、传动轴、第一传动齿轮、第二传动齿轮、丝杆以及螺母，所述第三电机设置于所述壳体的顶板上，所述第三电机与所述蜗杆连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合连接，所述蜗轮套设于所述传动轴上，所述传动轴的两端设置所述第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合连接，所述第二传动齿轮设置于所述丝杆上，所述丝杆上套设有所述螺母，所述螺母与所述滑套连接。
较佳地，所述壳体包括所述顶板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板设置于所述顶板长度方向的两端，所述第二侧板设置于所述顶板宽度方向的两端；
所述支撑装置包括第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆、第一收缩杆和第二收缩杆，所述第一支撑杆设置于所述第一侧板的两侧，所述连杆的两端分别与所述滑套和所述第一支撑杆铰接，所述第一支撑杆的一端与所述第一侧板铰接，所述第一支撑杆的另一端与所述第二支撑杆连接，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆垂直，所述第一支撑杆与所述第一侧板之间连接有第一收缩杆，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间连接有第三支撑杆，所述第三支撑杆与所述第一支撑杆之间连接有第二收缩杆；
所述第一收缩杆包括多个相互铰接的第一支杆，位于首尾两端的所述第一支杆分别与所述第一侧板和所述第一支撑杆铰接，所述第二收缩杆包括多个相互铰接的第二支杆，位于首尾两端的所述第二支杆分别与所述第一支撑杆和所述第三支撑杆铰接。
本发明还提供一种稻田甲烷排放检测控制方法，包括：
将上述的稻田甲烷排放检测控制装置放置于水稻田的两行水稻之间，并打开支撑装置；
开启水泵和气泵，通过第一管对所述水稻田进行灌水；
灌水达到预设要求后，关闭所述水泵和所述气泵，开启第一电机，通过所述第一管的震动疏松所述水稻田的土壤；
震动达到预设时间后，关闭所述第一电机，移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的甲烷浓度，其中，所述移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位包括：移动所述稻田甲烷排放检测控制装置使得第二管套住靠近带有让位槽的壳体侧壁的一行水稻，开启第二电机，环形板相对内管转动，至两个所述环形板完全遮挡所述内管的让位孔后，开启电动推杆，所述电动推杆带动伸缩套管的最外层的管体下降，直至拉开所述伸缩套管的多个管体，使得所述伸缩套管罩住所述内管及所述内管内的水稻；
根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气；
若无需对所述水稻田的土壤进行震动以及无需对所述水稻田进行充气，则取出所述稻田甲烷排放检测控制装置。
较佳地，所述预设浓度包括第一预设浓度，所述根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气包括：
当所述甲烷浓度大于所述第一预设浓度，且所述甲烷浓度与所述第一预设浓度的差值大于第一预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，且对所述水稻田进行充气；
当所述甲烷浓度大于所述第一预设浓度，且所述甲烷浓度与所述第一预设浓度的差值小于或等于第一预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，或者对所述水稻田进行充气；
当所述甲烷浓度小于或等于所述第一预设浓度时，无需对所述水稻田的土壤进行震动及对所述水稻田进行充气。
较佳地，在所述开启水泵和气泵之前还包括：
将所述稻田甲烷排放检测控制装置移动至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的第一甲烷浓度；其中，所述移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位包括：移动所述稻田甲烷排放检测控制装置使得第二管套住靠近带有让位槽的壳体侧壁的一行水稻，开启第二电机，环形板相对内管转动，至两个所述环形板完全遮挡所述内管的让位孔后，开启电动推杆，所述电动推杆带动伸缩套管的最外层的管体下降，直至拉开所述伸缩套管的多个管体，使得所述伸缩套管罩住所述内管及所述内管内的水稻，
将所述稻田甲烷排放检测装置移动至两行水稻之间；
所述甲烷浓度包括第一甲烷浓度和第二甲烷浓度，所述第一甲烷浓度为在开启所述水泵和所述气泵之前检测的甲烷浓度，所述第二甲烷浓度为增氧灌溉和震动疏松所述水稻田土壤之后检测的甲烷浓度；所述预设浓度包括第二预设浓度；所述根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气包括：
获取所述第一甲烷浓度与所述第二甲烷浓度的第一差值，当所述第一差值大于所述第二预设浓度，且所述第一差值与所述第二预设浓度的第二差值大于第二预设值时，无需对所述水稻田的土壤进行震动及对所述水稻田进行充气，
当所述第一差值大于所述第二预设浓度，且所述第一差值与所述第二预设浓度的第二差值小于或等于第二预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，或者对所述水稻田进行充气，
当所述第一差值小于所述第二预设浓度时，对所述水稻田的土壤进行震动，且对所述水稻田进行充气。
较佳地，在对所述水稻田进行灌水之前，包括：向所述第一管中投加苹果酸和壳寡糖，所述苹果酸的投加量为每1mL水投加4-12mmol，所述壳寡糖的投加量为每1g土壤投加4-12mg。
本发明的稻田甲烷排放检测控制装置相较于现有技术的优势在于：
本发明的装置，具有气体检测和增氧灌溉等多种功能，通过第一管向土壤中增氧以改善厌氧环境，达到减少甲烷产生的目的，通过第二管形成检测环境，从而有利于甲烷气体的检测。本发明将气体检测与气体控制结合起来，通过气体检测反馈气体减排控制效果，便于及时调整减排措施，以更好地实现甲烷的控制，从而有效降低稻田甲烷排放量，且本发明可以自由切换甲烷气体检测和增氧灌溉，不会对植株产生不良影响，且操作方便。
本发明的稻田甲烷排放检测控制方法相较于现有技术的优势在于：
本发明采用先控制再检测的方式，首先将甲烷含量控制在较低水平，再通过对甲烷气体的检测，调整控制策略，通过将甲烷浓度与第一预设浓度的比较，在甲烷含量仍旧较高时，进一步判断甲烷含量高出标准的程度，若比较严重，则采取向稻田中充气增氧以及震动松土相结合的方式。若轻微严重，则可以根据需求选择充气增氧和震动松土中的任何一种方式。通过将甲烷浓度与第一预设浓度的比较，在甲烷含量较低时，表明前述控制策略起到了良好的效果，可以不用耗费装置进行减排，节约能源。
本发明还通过在控制前后两次检测的对比，获得甲烷排放含量的变化，根据甲烷排放的减少量再调整控制策略，将第一差值与第二预设浓度比较，若第一差值大于第二预设浓度，且高出的程度较大时，表明控制措施成效明显，大幅降低了甲烷的排放，此时可以不用进行松土及充气增氧等操作，若高出的程度较小时，表明控制措施有效果但不明显，此时可以采用松土及充气增氧等其中一种操作。若第一差值小于第二预设浓度，表明前后两次检测的甲烷浓度差别不大，因此需要加大控制力度，对土壤进行震动以及充气双重措施。
综上，本发明的控制方法，根据甲烷气体检测结果调整减排控制策略，以便于实现更优的甲烷减排效果。在进行甲烷减排控制后进行气体检测，以检验减排控制策略是否合适，及时反馈以便于调整，综合甲烷气体检测与控制两个方面，实现甲烷减排效果的提升。
附图说明
图1为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制装置在稻田地中的布置示意图；
图2为本发明实施例中壳体结构示意图；
图3为本发明实施例中第一安装板和第二安装板的俯视示意图；
图4为本发明实施例中第二管的局部结构俯视示意图一；
图5为本发明实施例中第二管的局部结构俯视示意图二；
图6为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制装置的局部结构侧视剖视示意图一；
图7为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制装置的局部结构侧视剖视示意图二；
图8为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制装置的局部结构侧视剖视示意图三；
图9为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制装置的局部结构正视剖视示意图一；
图10为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制装置局部结构正视剖视示意图二；
图11为图10中Ⅰ处放大图；
图12为本发明实施例中支撑装置的结构示意图；
图13为本发明实施例中壳体顶板局部结构俯视示意图；
图14为本发明实施例中支撑装置的另一视角示意图；
图15为本发明实施例中壳体的截面结构示意图；
图16为本发明实施例中稻田甲烷排放检测控制的流程图；
图17为本发明另一实施例中稻田甲烷排放检测控制的流程图。
附图标记说明：
100、水稻；200、稻田甲烷排放检测控制装置；1、壳体；11、让位槽；12、滑套；13、直角滑槽；2、第一安装板；21、第一孔；3、第二安装板；31、第二孔；4、第一管；41、出水孔；5、第二管；51、内管；52、环形板；53、第三齿轮；54、齿条；55、密封板；56、伸缩套管；6、电动推杆；7、微纳米气泡发生器；71、第一管道；72、第二管道；73、第一支管；74、水泵；75、第一阀；76、第二阀；77、第三阀；78、气泵；79、拉杆；710、转动盘；711、第一齿轮；712、第二齿轮；713、安装管；8、支撑装置；81、第一支撑杆；82、第二支撑杆；83、第三支撑杆；84、第一收缩杆；85、第二收缩杆；86、连杆；9、驱动装置；91、第三电机；92、蜗杆；93、蜗轮；94、传动轴；95、第一传动齿轮；96、第二传动齿轮；97、丝杆；98、螺母；99、安装片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
水稻作为最重要的粮食作物之一，同时也是最主要的甲烷排放源。为了控制水稻甲烷的排放，本发明实施例提供了一种稻田甲烷排放检测控制装置（以下可简称为装置），包括：壳体1、第一安装板2、第二安装板3、第一管4、第二管5、进液管、微纳米气泡发生器7、气泵78和电动推杆6；
所述壳体1为底部开口的六面体，所述第一安装板2和所述第二安装板3设置于所述壳体1内部并与所述壳体1内壁连接，所述第一安装板2用于安装所述第一管4，所述第二安装板3用于安装所述第二管5，所述壳体1侧壁设置有用于水稻通过的让位槽11；
所述微纳米气泡发生器7设置于所述壳体1上，所述微纳米气泡发生器7的进气口与所述气泵78连接，所述微纳米气泡发生器7的出口与所述进液管连通，所述进液管的一端用于与水泵74连接，所述进液管的另一端伸入所述第一管4内；
所述第二管5包括内管51、两个环形板52、伸缩套管56和甲烷浓度传感器，所述甲烷浓度传感器设置于所述内管51内壁上，所述内管51和所述伸缩套管56分别设置于所述第二安装板3上，所述内管51的底部开口设置，且所述内管51的侧壁开设有与内腔连通的让位孔，所述让位孔与所述让位槽11连通，两个所述环形板52均设置于所述内管51的外壁，且分别与所述内管51转动连接，所述伸缩套管56包括多个相互套接的管体，且最内层的所述管体套设于所述内管51和环形板52外侧，最外层的所述管体与所述电动推杆6连接，所述电动推杆6设置于所述第二安装板3上，用于驱动最外层的所述管体升降。
具体地，如图2所示，壳体1为底部开口的六面体，例如图2示出的为长方体结构。需要说明的是，各个面可以由板构成，也可以为由杆、柱等构成的支架或框架结构。壳体1主要作用是对其它部件的承载，因此其具体为板结构或支架结构或二者混合均可。壳体1内部设置有第一安装板2和第二安装板3，分别用于安装第一管4和第二管5，如图3所示，为其中一种示例中两个安装板的俯视图，其设计为一边为第一安装板2，另一边为第二安装板3，第一安装板2和第二安装板3上分别设置有用于第一管4和第二管5通过的第一孔21和第二孔31，第一管4用于对水稻进行浇灌，第二管5用于检测水稻产生的甲烷浓度。孔的间距与第一管4和第二管5的布置有关，第一管4和第二管5的数量可以根据植株密度及株距等设定。第一安装板2和第二安装板3优选设计为与壳体1可拆卸连接，由此可以更换具有不同间距的孔的安装板，以适应不同株距、行距、种植密度的稻田。
可以理解的是，水稻种植时，一般成行种植，各行之间具有一定的行距，每一行中水稻具有一定的株距，浇灌时一般在行间进行，而水稻产生甲烷一般发生在水稻根际，因此检测水稻产生的甲烷气体时通常需要罩住水稻，因此，本实施例的装置，可以通过移动装置在水稻行间和水稻之间切换，为了避免移动装置时，对水稻造成碰断等不良影响，本实施例的装置在壳体1侧壁设置有让位槽11，在第二管5的侧壁设置有让位孔，由此装置可以在行间和水稻之间自由切换。例如，当需要对水稻进行浇灌时，将装置移动至行间，当需要检测水稻产生的甲烷浓度时，将装置向旁边的一行水稻偏移，使得水稻“进入”装置内，应当理解，这是相对而言的，由于装置移动至水稻上方，因此相当于水稻进入装置内，以便于后续甲烷气体浓度的检测。当然图3仅示出了一种示例，也可以设计成其它形式，例如可以设计为两边为第二安装板3，中间为第一安装板2的情况，此时，结合图1所示，装置位于两行水稻之间，当需要检测气体时，该装置由于两边均设置了第二管5，因此可以将装置向左移动，以检测左侧一行水稻产生的甲烷浓度，也可以将装置向右移动，以检测右侧一行水稻产生的甲烷浓度。
如图4、图5所示，为第二管5的局部结构示意图，具体为第二管5的内管51与两个环形板52的不同位置关系俯视图，其中，图4为两个环形板52将内管51让位孔封住的情况，图5为两个环形板52未对内管51让位孔进行封堵的情况。当装置在行间与水稻之间移动时，需要将环形板52保持在图5所示的状态，以使得第二管5将水稻包围在其内部，当装置移动至水稻需要进行后续气体检测时，需要将环形板52保持在图4所示的状态，以尽量实现密封状态。需要说明的是，图4、图5中还展示了内管51与环形板52之间的具体连接结构，但二者不限于图中所示的连接方式，图中仅是一种优选示例，只要能够实现内管51与环形板52转动连接的方式均落入本发明的保护范围。例如，除了图中所示的齿轮齿条传动方式，也可以通过滑轨滑块等实现内管51与环形板52的滑动连接。
为了更好地实现密封，便于气体检测，本实施例的第二管5还包括伸缩套管56，伸缩套管56设置于第二安装板3上，包括多个相互套接的管体，可以理解，各管体直径不同，最内层的管体直径最小，套设于内管51外侧，其余管体按照直径依次增大的顺序依次套接在前一个管体上，由此，将各管体依次收起，即实现了伸缩套管56的收缩，将各管体依次拉开，即实现了伸缩套管56的伸长。可以理解，各管体上设置有限位圈，防止管体脱出。最外层的管体通过连接杆与电动推杆6连接，电动推杆6设置于第二安装板3上，用于驱动最外层的所述管体升降。示例性地，如图6、图7所示，图6为电动推杆6推动最外层管体下降并进而拉动各管体的示意图，图7为电动推杆6拉动最外层管体上升并进而收拢各管体的示意图。通过伸长伸缩套管56，可以实现密封空间的设置，以便于气体检测，且由于甲烷浓度传感器设置于内管51内壁上，通过环形板52对内管51让位孔的封堵以及伸缩套管56的密封，可以实现气体的检测。需要说明的是，伸缩套管56伸长后其下端抵接土壤或者插入土壤。
本实施例第二管5的设置，通过内管51与伸缩套管56的配合，实现装置移动过程中不损坏水稻的效果。若直接设置伸缩套管56，一方面，由于水稻具有一定的高度，在装置移动过程中，为了避免伸缩套管56对水稻的影响，需设置收缩后的伸缩套管56远高于水稻高度，另一方面，在装置移动到位后，将伸缩套管56伸长放下时，由于水稻自下而上呈散开的生长状态，因此在伸缩套管56下降伸长的过程中，极容易损坏水稻。而本实施例则避免了以上不利情况，一方面，装置移动时，内管51在侧面开设了让位孔，且内管51底部开口，让位孔与底部开口连通，让位孔与壳体1侧壁的让位槽11也连通，因此内管51侧移不会影响水稻，另一方面，由于内管51已经将水稻包围住，因此伸缩套管56的上升和下降不会对水稻造成任何不良影响。
如图8所示，展示了微纳米气泡发生器7与第一管4之间的连接关系。根据水稻产生甲烷的原理可知，淹灌产生的厌氧环境是产生甲烷的条件之一，因此避免厌氧环境的形成是降低甲烷排放的有效途径，向土壤中增加氧气含量是最为直接的方式。同时，由于稻田灌溉是水稻种植过程中必不可少的措施之一，例如在水稻返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗扬花期、灌浆充实期等几个过程均需要浇水。因此，本实施例在浇水时通过微纳米气泡发生器7增加氧含量，以改善土壤的通气情况，避免形成厌氧环境，没有了厌氧环境，微生物分解有机物产生甲烷就得到了一定的控制。
综上，本实施例的装置，一方面通过第一管4向土壤中增氧以改善厌氧环境，达到减少甲烷产生的目的，另一方面，通过第二管5形成检测环境，从而有利于甲烷气体的检测，将气体检测与气体减排结合起来，通过气体检测反馈减排效果，以及时调整减排措施，例如经过增氧措施后，通过气体检测浓度发现甲烷气体浓度仍旧偏高，此时可以通过提高增氧量等措施进行改善，或者当发现甲烷气体已经降低至较低水平，则可以酌情减少增氧量，现有技术中在进行甲烷排放控制时，仅是单一的使用减排措施，没有结果反馈和调节的过程。而本实施例可以在气体检测位置和增氧灌溉位置自由切换，减排措施实施后可以及时进行反馈，且本实施例一套装置可以实现气体检测和增氧灌溉等多种功能，提高了装置的利用率。
其中一些实施方式中，所述第二管5还包括第二电机、第三齿轮53和齿条54，所述第二电机和所述第三齿轮53安装于所述环形板52的内壁，图中未示出电机，所述齿条54安装于所述内管51的外壁，所述第二电机与所述第三齿轮53连接，所述第三齿轮53与所述齿条54啮合连接。
具体地，如图4、图5所示，为了便于描述，两个环形板52分别记为第一环形板和第二环形板，初始状态时，两个环形板52均未遮挡让位孔，当需要进行封堵时，在电机和第三齿轮53的带动下，第三齿轮53与齿条54啮合，第一环形板逆时针旋转，第二环形板顺时针旋转，至两个环形板52端部接触时停止。本实施例采用齿条与齿轮啮合的方式实现环形板52在内管51外壁的转动，从而实现封堵内管51让位孔的目的。
进一步地，所述第二管5还包括设置于环形板52内壁的密封板55，第一环形板上设置第一密封板55，第二环形板上设置第二密封板55，在内管51的外壁上未设置齿条54的部分设置有适于密封板55滑动的滑动槽，由此，在齿轮齿条啮合的过程中，两个密封板55分别在滑动槽内滑动，由此，至两个环形板52端部接触时，两个密封板55可以对内管51与环形板52之间的部分进行密封。进一步地，在伸缩套管56的设置下，能够进一步对内管51进行密封，在此不再赘述。
其中一些实施方式中，所述第一管4为多个，多个所述第一管4沿所述壳体1的长度方向分布；所述进液管包括第一管道71、第二管道72和多个第一支管73，所述第一管道71的入口用于与所述水泵74连接，所述第一管道71的出口用于与所述第二管道72的入口连接，所述第二管道72具有多个出口，多个所述第一支管73分别与所述第二管道72的出口连接，多个所述第一支管73分别伸入多个所述第一管4内，所述微纳米气泡发生器7的出口与所述第一支管73连接。
具体地，由于本实施例的装置设置在稻田行间，因此可以设置多个第一管4，以实现对该行水稻的浇灌。如图9所示，进液管包括用于与水泵74连接的第一管道71，水泵74可以设置在水源处，图9中示出的放置在壳体1上仅是为了展示水泵74与第一管道71之间的连接关系，并非限制为水泵74必须安装在壳体1上，应当理解，庄稼灌溉时一般是从集中水源地取水。第一管道71与第二管道72连接，由于第一管4设置有多个，因此每个第一管4均需要通过对应的第一支管73连接，因此将第二管道72设置为具有多个出口的结构，由此可以在第二管道72上连接多个第一支管73。可以理解，第二管道72上设置的出口数量大于或等于第一管4的数量，以便于满足不同长度稻田的浇灌要求。将第一支管73伸入第一管4内，由此实现水流引流至第一管4的目的。进一步地，如图8所示，为了增加土壤中的含氧量，以改善土壤通气状况，本实施例在浇灌过程中对土壤进行充气，通过微纳米气泡发生器7增加浇灌水中的溶解氧。微纳米气泡发生器7一般是通过泵将气体和水混合，使气体溶解在水中，再将溶解气体释放出来形成微纳米气泡，本实施例可采用现有技术中成熟的气泡发生器。
其中一些实施方式中，所述装置还包括分流管，所述分流管具有多个排出管，多个所述排出管分别与多个所述第一支管73对应连接，所述分流管的入口与所述微纳米气泡发生器7的出口连接，所述壳体1具有顶板，所述微纳米气泡发生器7设置于所述顶板的下表面，所述微纳米气泡发生器7的进气口与气泵78连接，所述微纳米气泡发生器7的进液口与所述第一管道71连接。
具体地，微纳米气泡发生器7产生的“气泡水”可直接与第一支管73连接，但由于第一支管73具有多个，因此可以通过分流管将微纳米气泡发生器7的产出水分别引流至第一支管73内。分流管与第二管道72的结构类似，分流管具有多个排出管，排出管与第一支管73连接。对于气泡发生器，可以将其设置在壳体1顶板的下表面，当然也可以设置在上表面，只要在上表面上开设供与气泡发生器出口连接的管通过的孔即可。如图8所示，通过气泵78与气泡发生器连接，并通过中间管连接第一管道71与气泡发生器的进液口，通过中间泵将第一管道71内的水引入气泡发生器，以将气体与水混合。
其中一些实施方式中，所述第一管4底部密封设置，且所述第一管4的侧壁上开设有出水孔41，所述出水孔41沿所述第一管4的圆周方向均匀排布。
具体地，如图6、图7所示，在第一管4的下部侧壁上设置出水孔41，以便于水流流出。相比直接通过管道管口出水，在第一管4圆周侧壁上均匀分布多个出水孔41，出水更均匀。
其中一些实施方式中，所述装置还包括拉杆79、转动盘710、第一齿轮711、第二齿轮712和第一电机，所述第一管4与所述拉杆79连接，所述拉杆79与所述转动盘710铰接，所述转动盘710与所述第一齿轮711连接，所述第一齿轮711与所述第二齿轮712啮合连接，所述第二齿轮712与所述第一电机连接，其中，所述拉杆79与所述转动盘710的连接点偏离所述转动盘710的圆心设置。
具体地，如图10、图11所示，本实施例的装置还通过第一电机驱动第二齿轮712旋转，并通过第二齿轮712与第一齿轮711的啮合传动带动转动盘710旋转，由于拉杆79在转动盘710上的连接点为偏心设置，且拉杆79的一端铰接在转动盘710上，另一端被第一管4限制，因此转动盘710旋转时，拉杆79会不断的往复运动，从而带动第一管4震动。具体示例中，通过一根安装管713固定多个第一管4，并将安装管713与拉杆79连接，如图10中所示，拉杆79在偏心转动盘710的作用下上下移动，从而带动安装管713上下移动，进而带动安装管713上的第一管4上下移动，实现震动的效果。
本实施例通过第一管4的震动，对土壤进行扰动，使得土壤疏松，有利于增加土壤中的溶解氧含量，与充气灌溉结合，可以共同改善土壤的厌氧环境，达到减少甲烷释放的目的。
其中一些实施方式中，所述装置还包括支撑装置8、滑套12和驱动装置9，所述滑套12套设置于所述壳体1的外侧且与所述壳体1滑动连接，所述驱动装置9与所述滑套12连接，用于驱动所述滑套12在所述壳体1上升降，所述支撑装置8的一端与所述壳体1侧壁转动连接，所述支撑装置8的另一端用于与土壤接触，所述支撑装置8还通过连杆86与所述滑套12转动连接；其中，所述驱动装置9包括第三电机91、蜗杆92、蜗轮93、传动轴94、第一传动齿轮95、第二传动齿轮96、丝杆97以及螺母98，所述第三电机91设置于所述壳体1的顶板上，所述第三电机91与所述蜗杆92连接，所述蜗杆92与所述蜗轮93啮合连接，所述蜗轮93套设于所述传动轴94上，所述传动轴94的两端设置所述第一传动齿轮95，所述第一传动齿轮95与所述第二传动齿轮96啮合连接，所述第二传动齿轮96设置于所述丝杆97上，所述丝杆97上套设有所述螺母98，所述螺母98与所述滑套12连接。
具体地，如图12所示，本实施例在壳体1外侧套设有滑套12，滑套12可以在壳体1上升降，驱动滑套12升降的驱动装置9采用电机与蜗轮蜗杆传动及丝杆螺母传动方式实现，示例性地，如图13所示，为壳体1顶板的俯视结构示意图，在壳体1顶板上设置了第三电机91、蜗杆92、蜗轮93及传动轴94，传动轴94通过两个安装片99固定在顶板上，安装片99上设置有供传动轴94通过的轴孔，使得传动轴94可以在轴孔内旋转，蜗轮93套设于传动轴94上，通过电机带动蜗杆92旋转，蜗杆92与蜗轮93啮合，从而带动蜗轮93旋转，进一步带动传动轴94的旋转。传动轴94的两端分别安装有第一传动齿轮95，通过第一传动齿轮95与第二传动齿轮96的啮合传动将传动轴94的旋转动力传递给丝杆97，丝杆97旋转带动其上的螺母98在丝杆97上移动，螺母98与滑套12通过连接件连接，由此，通过螺母98的上下移动实现滑套12在壳体1上的升降。如图14所示，所述支撑装置8的一端与壳体1侧壁转动连接，另一端为自由端，用于与土壤接触以实现支撑，同时，支撑装置8还通过连杆86与滑套12转动连接，由此，当滑套12向上移动时，会带动支撑装置8绕其与壳体1侧壁的连接点转动，从而实现支撑装置8的打开，当滑套12向下移动时，会带动支撑装置8转动以实现其收拢。
由此，本实施例通过驱动装置9实现滑套12在壳体1上的升降，并通过连杆86实现支撑装置8与滑套12的连接，从而通过滑套12的升降实现支撑装置8的打开或收拢，以实现对壳体1的支撑。现有技术中对水稻产生甲烷进行减排控制的装置一般是直接将装置插入土壤中，且装置较大，一般覆盖整个稻田，这种装置安装尤为困难，且容易对水稻造成损坏。而本实施例中，将装置放置在相邻的两行水稻之间，并通过支撑装置8对所述装置进行支撑，提高其稳定性，避免恶劣天气例如大风或者插入土壤深度不够导致装置倾斜等影响装置的正常使用。
其中一些实施方式中，所述壳体1包括顶板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板设置于所述顶板长度方向的两端，所述第二侧板设置于所述顶板宽度方向的两端；
所述支撑装置8包括第一支撑杆81、第二支撑杆82、第三支撑杆83、第一收缩杆84和第二收缩杆85，所述第一支撑杆81设置于所述第一侧板的两侧，所述连杆86的两端分别与所述滑套12和所述第一支撑杆81铰接，所述第一支撑杆81的一端与所述壳体1侧壁即第一侧板铰接，所述第一支撑杆81的另一端与所述第二支撑杆82连接，所述第二支撑杆82与所述第一支撑杆81垂直，所述第一支撑杆81与所述第一侧板之间连接有第一收缩杆84，所述第一支撑杆81与所述第二支撑杆82之间连接有第三支撑杆83，所述第三支撑杆83与所述第一支撑杆81之间连接有第二收缩杆85。
具体地，如图14所示，本实施例在装置的长度方向的两侧分别设置支撑装置8，由于装置的宽度方向具有水稻，且稻田长度方向的两端具有足够的空间，因此将其设置在长度方向的两端，以便于设置支撑装置8。如图12和图14所示，支撑装置8包括第一支撑杆81，第一支撑杆81与壳体1侧壁铰接，连杆86的两端分别与滑套12和第一支撑杆81铰接，以便于滑套12升降时，连杆86可以带动第一支撑杆81绕其与第一侧板的铰接点转动，实现第一支撑杆81的抬起和放下。
为了提高支撑装置8的稳固性，在第一支撑杆81与壳体1侧壁即第一侧板之间还连接有第一收缩杆84，以便于对第一支撑杆81进行加固支撑。进一步提高支撑装置8的稳固性，支撑装置8还包括第二支撑杆82和第三支撑杆83，如图12所示，第二支撑杆82可以增大支撑装置8与地面接触的面积，从而提高支撑稳定性。第三支撑杆83的设置，使得支撑装置8呈稳固的三角形结构，提高支撑装置8的支撑强度。进一步地，在第三支撑杆83与第一支撑杆81之间还设置有第二收缩杆，与第一收缩杆类似，均是为了提高支撑装置8展开时的支撑稳定性。
其中一些实施方式中，所述第一收缩杆84包括多个相互铰接的第一支杆，位于首尾两端的所述第一支杆分别与所述第一侧板和所述第一支撑杆81铰接，所述第二收缩杆85包括多个相互铰接的第二支杆，位于首尾两端的所述第二支杆分别与所述第一支撑杆81和所述第三支撑杆83铰接。
具体地，如图12和图14所示，第一收缩杆84和第二收缩杆85均是由多节相互铰接的支杆构成，由此，提高支撑稳定性的同时，也方便支撑装置8的展开和收拢。
其中一些实施方式中，壳体1外壁上设置有滑槽，滑套12内壁设置有用于在滑槽内滑动的滑块，由此，可以避免滑套12偏移，示例性地，如图15所示，在壳体1的四个棱处开设直角滑槽13，滑槽在直角滑槽13内移动。
如图16所示，本发明实施例还基于上述装置提供一种稻田甲烷排放检测控制方法，包括：
将稻田甲烷排放检测控制装置放置于水稻田的两行水稻之间，并打开支撑装置8；
开启水泵74和气泵78，通过第一管4对所述水稻田进行灌水；
灌水达到预设要求后，关闭所述水泵74和所述气泵78，开启第一电机，通过所述第一管4的震动疏松所述水稻田的土壤；
震动达到预设时间后，关闭所述第一电机，移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的甲烷浓度，其中，所述移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位包括：移动所述稻田甲烷排放检测控制装置使得第二管5套住靠近带有让位槽11的壳体1侧壁的一行水稻，开启第二电机，环形板52相对内管51转动，至两个所述环形板52完全遮挡所述内管51的让位孔后，开启电动推杆6，所述电动推杆6带动伸缩套管56的最外层的管体下降，直至拉开所述伸缩套管56的多个管体，使得所述伸缩套管56罩住所述内管51及所述内管51内的水稻；
根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气；
若无需对所述水稻田的土壤进行震动以及无需对所述水稻田进行充气，则取出所述稻田甲烷排放检测控制装置。
本实施例中，采用先通过增氧灌溉和震动疏松土壤的方式改善土壤厌氧环境，以期达到减少甲烷排放的目的，然后再利用由第二管5实现的甲烷气体检测方式获得水稻产生的甲烷浓度，从而据此判断是否需要进一步对稻田实现减排干涉以及干涉的强度和频次等等，使得甲烷排放控制更加的有据可依，提高甲烷排放检测控制的效率和精细化程度。同时通过这种方式也提高了装置的利用率，实现多种功能的结合。需要说明的是，灌溉之后进行震动松土的时机可以根据实际需求选择。
其中一些实施方式中，所述预设浓度包括第一预设浓度，所述根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气包括：
当所述甲烷浓度大于所述第一预设浓度，且所述甲烷浓度与所述第一预设浓度的差值大于第一预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，且对所述水稻田进行充气；
当所述甲烷浓度大于所述第一预设浓度，且所述甲烷浓度与所述第一预设浓度的差值小于或等于第一预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，或者对所述水稻田进行充气；
当所述甲烷浓度小于或等于所述第一预设浓度时，无需对所述水稻田的土壤进行震动及对所述水稻田进行充气。
本实施例通过先控制再检测的方式，将甲烷含量控制在较低水平，再通过对甲烷气体的检测，调整控制策略，通过将甲烷浓度与第一预设浓度的比较，在甲烷含量仍旧较高时，进一步判断甲烷含量高出标准的程度，若比较严重，则采取向稻田中充气增氧以及震动松土相结合的方式。若轻微严重，则可以根据需求选择充气增氧和震动松土中的任何一种方式。通过将甲烷浓度与第一预设浓度的比较，在甲烷含量较低时，表明前述控制策略起到了良好的效果，可以不用耗费装置进行减排，节约能源。
需要说明的是，这里的充气增氧，可以是仅充气也可以是充气灌溉，可以根据水稻的灌溉需求选择是否需要浇水，如图8所示，在第二管道72上设置有第二阀76，用于控制是否向第一管4中灌水，在连接第一管道71和微纳米气泡发生器7的进液口的中间管上设置有第一阀75，在微纳米气泡发生器7的出口管道上设置有第三阀77，通过第一阀75和第三阀77可以控制是否需要充气，当第一阀75、第三阀77及第二阀76均开始时实现增氧灌溉，当第二阀76关闭时，仅实现充气增氧。
其中一些实施方式中，在所述开启水泵74和气泵78之前还包括：
将所述稻田甲烷排放检测控制装置移动至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的甲烷浓度；
将所述稻田甲烷排放检测装置移动至两行水稻之间，以便于进行后续的增氧灌溉和震动松土。
其中一些实施方式中，所述甲烷浓度包括第一甲烷浓度和第二甲烷浓度，所述第一甲烷浓度为在开启所述水泵和所述气泵之前检测的甲烷浓度，所述第二甲烷浓度为增氧灌溉和震动疏松所述水稻田土壤之后检测的甲烷浓度；所述预设浓度包括第二预设浓度；
所述根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气包括：
获取所述第一甲烷浓度与所述第二甲烷浓度的第一差值，当所述第一差值大于所述第二预设浓度，且所述第一差值与所述第二预设浓度的第二差值大于第二预设值时，无需对所述水稻田的土壤进行震动及对所述水稻田进行充气；
当所述第一差值大于所述第二预设浓度，且所述第一差值与所述第二预设浓度的第二差值小于或等于第二预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，或者对所述水稻田进行充气；
当所述第一差值小于所述第二预设浓度时，对所述水稻田的土壤进行震动，且对所述水稻田进行充气。
具体地，如图17所示，本实施例中稻田甲烷排放检测控制方法，包括：
将稻田甲烷排放检测控制装置放置于水稻田的两行水稻之间，并打开支撑装置8；
将所述稻田甲烷排放检测控制装置移动至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的第一甲烷浓度；其中，所述移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位包括：移动所述稻田甲烷排放检测控制装置使得第二管5套住靠近带有让位槽11的壳体1侧壁的一行水稻，开启第二电机，环形板52相对内管51转动，至两个所述环形板52完全遮挡所述内管51的让位孔后，开启电动推杆6，所述电动推杆6带动伸缩套管56的最外层的管体下降，直至拉开所述伸缩套管56的多个管体，使得所述伸缩套管56罩住所述内管51及所述内管51内的水稻；
将所述稻田甲烷排放检测装置移动至两行水稻之间，开启水泵74和气泵78，通过第一管4对所述水稻田进行灌水；
灌水达到预设要求后，关闭所述水泵74和所述气泵78，开启第一电机，通过所述第一管4的震动疏松所述水稻田的土壤；
震动达到预设时间后，关闭所述第一电机，移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的第二甲烷浓度；
根据所述第一甲烷浓度、所述第二甲烷浓度及第二预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气；
若无需对所述水稻田的土壤进行震动以及无需对所述水稻田进行充气，则取出所述稻田甲烷排放检测控制装置。
本实施例的控制方法，先对水稻产生的甲烷气体进行检测，再通过增氧灌溉和震动松土的方式控制甲烷排放，最后再次检测甲烷气体，通过控制前后两次检测的结果判断控制措施是否有效，是否需要进一步调整控制措施进行甲烷减排。这种方式不仅实现了甲烷的排放检测控制，还可以对控制措施进行评价。
本实施例通过在控制前后两次检测的对比，获得甲烷排放含量的变化，根据甲烷排放的减少量再调整控制策略，将第一差值与第二预设浓度比较，若第一差值大于第二预设浓度，且高出的程度较大时，表明控制措施成效明显，大幅降低了甲烷的排放，此时可以不用进行松土及充气增氧等操作，若高出的程度较小时，表明控制措施有效果但不明显，此时可以采用松土及充气增氧等其中一种操作。若第一差值小于第二预设浓度，表明前后两次检测的甲烷浓度差别不大，因此需要加大控制力度，对土壤进行震动以及充气双重措施。
其中一些实施方式中，在对所述水稻田进行灌水之前，包括：向所述第一管4中投加苹果酸和壳寡糖，所述苹果酸的投加量为每1mL水投加4-12mmol，所述壳寡糖的投加量为每1g土壤投加4-12mg。
具体地，苹果酸和壳寡糖的投加方式可以有多种，例如，可以将添加物提前放置于第一管4内，由于第一管4底部封口，因此添加物可以预存在第一管4底部，当实行灌溉时，第一管4内水位上升至出水孔41处，便可以通过出水孔41排出至土壤中。或者将添加物直接加入水源中，或者加入流水管道中等等。优选地，为了方便向第一管4中投放添加物，可以将第一管4设置为可拆卸式，即，第一管4包括上管和下管，下管设置有出水孔41，下管与上管可拆卸连接，当需要向第一管4内投放添加物时，可以将下管拆卸下来，将添加物放进去之后再与上管连接。
苹果酸和壳寡糖的添加量可以根据预计灌溉水量及稻田面积进行估算，例如，苹果酸的投加量为4-12mmol/mL，即灌溉1mL水用量为4-12mmol，可以根据预计灌溉水量，通过换算得到苹果酸的总量，然后根据第一管4的数量，分别分配到各个第一管4中。壳寡糖的投加量为4-12mg/g，即1g土量需要投加4-12g壳寡糖，根据一亩地大约133.4方土换算稻田地整体土量，得到该面积稻田地所需壳寡糖的总量，再根据分批次灌溉分配每次壳寡糖的用量，再进一步分配至各个第一管4内。
本实施例中，向稻田土壤中施加苹果酸和壳寡糖，其中，苹果酸是一种白色粉粒状的结晶体，是机体糖代谢产生的一种有机酸，易溶于水和乙醇。自然界共有三种形式：D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸，广泛存在于蔬菜和水果中。苹果酸可以促进机体新月形单胞菌HD4系对乳酸菌的利用，其作为琥珀酸-丙酸途径中的重要中间产物，可以和产甲烷菌竞争性地利用氢。壳寡糖是由2-10个氨基葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接而成，对植物的调控作用不同于传统的生物农药和化学农药，不但可以提高植物的抗逆性（包括抗病性、抗寒和抗旱性等），同时还可以促进作物的生长，提高作物的品质。以壳寡糖作为土壤改良剂，有利于植物种子的发芽、出苗、生根、生长。壳寡糖还可以促进土壤中放线菌的生长，有利于吸附空气中的氮，转化为植物可利用氮，增加了养料。本实施例通过将苹果酸与壳寡糖施用于稻田土壤，可以增加丙酸浓度，抑制乙酸的生成，改变了土壤发酵模式，使得厌氧发酵模式向合成丙酸的方向进行，进而减少甲烷的合成。
本实施例通过改变土壤厌氧发酵模式来减少甲烷的排放，苹果酸与壳寡糖二者之间存在较好的协同作用，二者协同作用机制体现在可以显著降低土壤厌氧环境中乙酸浓度，增加丙酸浓度，降低了乙酸丙酸比，使其向着合成丙酸的方向进行，进一步降低稻田甲烷的排放。苹果酸和壳寡糖混合处理土壤的方法对于稻田土壤减排固碳具有重要的意义。
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种稻田甲烷排放检测控制装置，其特征在于，包括：壳体(1)、第一安装板(2)、第二安装板(3)、第一管(4)、第二管(5)、进液管、微纳米气泡发生器(7)、气泵(78)、电动推杆(6)、分流管、拉杆(79)、转动盘(710)、第一齿轮(711)、第二齿轮(712)和第一电机；
所述壳体(1)为底部开口的六面体，所述第一安装板(2)和所述第二安装板(3)设置于所述壳体(1)内部并与所述壳体(1)内壁连接，所述第一安装板(2)用于安装所述第一管(4)，所述第二安装板(3)用于安装所述第二管(5)，所述壳体(1)侧壁设置有用于水稻通过的让位槽(11)；
所述微纳米气泡发生器(7)设置于所述壳体(1)上，所述微纳米气泡发生器(7)的进气口与所述气泵(78)连接，所述微纳米气泡发生器(7)的出口与所述进液管连通，所述进液管的一端用于与水泵(74)连接，所述进液管的另一端伸入所述第一管(4)内，所述第一管(4)底部密封设置，且所述第一管(4)的侧壁上开设有出水孔(41)，所述出水孔(41)沿所述第一管(4)的圆周方向均匀排布；
所述第二管(5)包括内管(51)、两个环形板(52)、伸缩套管(56)和甲烷浓度传感器，所述甲烷浓度传感器设置于所述内管(51)内壁上，所述内管(51)和所述伸缩套管(56)分别设置于所述第二安装板(3)上，所述内管(51)的底部开口设置，且所述内管(51)的侧壁开设有与所述内管(51)的内腔连通的让位孔，所述让位孔与所述让位槽(11)连通，两个所述环形板(52)均设置于所述内管(51)的外壁，且分别与所述内管(51)转动连接，所述伸缩套管(56)包括多个相互套接的管体，且最内层的所述管体套设于所述内管(51)和所述环形板(52)的外侧，最外层的所述管体与所述电动推杆(6)连接，所述电动推杆(6)设置于所述第二安装板(3)上，用于驱动最外层的所述管体升降；
所述第一管(4)为多个，多个所述第一管(4)沿所述壳体(1)的长度方向分布；所述进液管包括第一管道(71)、第二管道(72)和多个第一支管(73)，所述第一管道(71)的入口用于与所述水泵(74)连接，所述第一管道(71)的出口用于与所述第二管道(72)的入口连接，所述第二管道(72)具有多个出口，多个所述第一支管(73)分别与所述第二管道(72)的出口连接，多个所述第一支管(73)分别伸入多个所述第一管(4)内，所述微纳米气泡发生器(7)的出口与所述第一支管(73)连接；
所述分流管具有多个排出管，多个所述排出管分别与多个所述第一支管(73)对应连接，所述分流管的入口与所述微纳米气泡发生器(7)的出口连接，所述壳体(1)具有顶板，所述微纳米气泡发生器(7)设置于所述顶板的下表面，所述微纳米气泡发生器(7)的进液口与所述第一管道(71)连接；
所述第一管(4)与所述拉杆(79)连接，所述拉杆(79)与所述转动盘(710)铰接，所述转动盘(710)与所述第一齿轮(711)连接，所述第一齿轮(711)与所述第二齿轮(712)啮合连接，所述第二齿轮(712)与所述第一电机连接，其中，所述拉杆(79)与所述转动盘(710)的连接点偏离所述转动盘(710)的圆心设置。
2.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放检测控制装置，其特征在于，所述第二管(5)还包括第二电机、第三齿轮(53)和齿条(54)，所述第二电机和所述第三齿轮(53)安装于所述环形板(52)的内壁，所述齿条(54)安装于所述内管(51)的外壁，所述第二电机与所述第三齿轮(53)连接，所述第三齿轮(53)与所述齿条(54)啮合连接。
3.根据权利要求1所述的稻田甲烷排放检测控制装置，其特征在于，还包括支撑装置(8)、滑套(12)和驱动装置(9)，所述滑套(12)套设于所述壳体(1)的外侧且与所述壳体(1)滑动连接，所述驱动装置(9)与所述滑套(12)连接，用于驱动所述滑套(12)在所述壳体(1)上升降，所述支撑装置(8)的一端与所述壳体(1)侧壁转动连接，所述支撑装置(8)的另一端用于与土壤接触，所述支撑装置(8)还通过连杆(86)与所述滑套(12)转动连接；其中，所述驱动装置(9)包括第三电机(91)、蜗杆(92)、蜗轮(93)、传动轴(94)、第一传动齿轮(95)、第二传动齿轮(96)、丝杆(97)以及螺母(98)，所述第三电机(91)设置于所述壳体(1)的顶板上，所述第三电机(91)与所述蜗杆(92)连接，所述蜗杆(92)与所述蜗轮(93)啮合连接，所述蜗轮(93)套设于所述传动轴(94)上，所述传动轴(94)的两端设置所述第一传动齿轮(95)，所述第一传动齿轮(95)与所述第二传动齿轮(96)啮合连接，所述第二传动齿轮(96)设置于所述丝杆(97)上，所述丝杆(97)上套设有所述螺母(98)，所述螺母(98)与所述滑套(12)连接。
4.根据权利要求3所述的稻田甲烷排放检测控制装置，其特征在于，所述壳体(1)包括所述顶板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板设置于所述顶板长度方向的两端，所述第二侧板设置于所述顶板宽度方向的两端；
所述支撑装置(8)包括第一支撑杆(81)、第二支撑杆(82)、第三支撑杆(83)、第一收缩杆(84)和第二收缩杆(85)，所述第一支撑杆(81)设置于所述第一侧板的两侧，所述连杆(86)的两端分别与所述滑套(12)和所述第一支撑杆(81)铰接，所述第一支撑杆(81)的一端与所述第一侧板铰接，所述第一支撑杆(81)的另一端与所述第二支撑杆(82)连接，所述第二支撑杆(82)与所述第一支撑杆(81)垂直，所述第一支撑杆(81)与所述第一侧板之间连接有第一收缩杆(84)，所述第一支撑杆(81)与所述第二支撑杆(82)之间连接有第三支撑杆(83)，所述第三支撑杆(83)与所述第一支撑杆(81)之间连接有第二收缩杆(85)；
所述第一收缩杆(84)包括多个相互铰接的第一支杆，位于首尾两端的所述第一支杆分别与所述第一侧板和所述第一支撑杆(81)铰接，所述第二收缩杆(85)包括多个相互铰接的第二支杆，位于首尾两端的所述第二支杆分别与所述第一支撑杆(81)和所述第三支撑杆(83)铰接。
5.一种稻田甲烷排放检测控制方法，其特征在于，基于权利要求4所述的稻田甲烷排放检测控制装置，包括：
将所述稻田甲烷排放检测控制装置放置于水稻田的两行水稻之间，并打开支撑装置(8)；
开启水泵(74)和气泵(78)，通过第一管(4)对所述水稻田进行灌水；
灌水达到预设要求后，关闭所述水泵(74)和所述气泵(78)，开启第一电机，通过所述第一管(4)的震动疏松所述水稻田的土壤；
震动达到预设时间后，关闭所述第一电机，移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的甲烷浓度，其中，所述移动所述稻田甲烷排放检测控制装置至气体收集位包括：移动所述稻田甲烷排放检测控制装置使得第二管(5)套住靠近带有让位槽(11)的壳体(1)侧壁的一行水稻，开启第二电机，环形板(52)相对内管(51)转动，至两个所述环形板(52)完全遮挡所述内管(51)的让位孔后，开启电动推杆(6)，所述电动推杆(6)带动伸缩套管(56)的最外层的管体下降，直至拉开所述伸缩套管(56)的多个管体，使得所述伸缩套管(56)罩住所述内管(51)及所述内管(51)内的水稻；
根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气；
若无需对所述水稻田的土壤进行震动以及无需对所述水稻田进行充气，则取出所述稻田甲烷排放检测控制装置。
6.根据权利要求5所述的稻田甲烷排放检测控制方法，其特征在于，所述预设浓度包括第一预设浓度，所述根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气包括：
当所述甲烷浓度大于所述第一预设浓度，且所述甲烷浓度与所述第一预设浓度的差值大于第一预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，且对所述水稻田进行充气；
当所述甲烷浓度大于所述第一预设浓度，且所述甲烷浓度与所述第一预设浓度的差值小于或等于第一预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，或者对所述水稻田进行充气；
当所述甲烷浓度小于或等于所述第一预设浓度时，无需对所述水稻田的土壤进行震动及对所述水稻田进行充气。
7.根据权利要求6所述的稻田甲烷排放检测控制方法，其特征在于，在所述开启水泵(74)和气泵(78)之前还包括：
将所述稻田甲烷排放检测控制装置移动至气体收集位，利用甲烷浓度传感器检测所述水稻田内产生的甲烷浓度，
将所述稻田甲烷排放检测装置移动至两行水稻之间；
所述甲烷浓度包括第一甲烷浓度和第二甲烷浓度，所述第一甲烷浓度为在开启所述水泵和所述气泵之前检测的甲烷浓度，所述第二甲烷浓度为增氧灌溉和震动疏松所述水稻田土壤之后检测的甲烷浓度；所述预设浓度包括第二预设浓度；所述根据所述甲烷浓度及预设浓度，判断是否需要对所述水稻田的土壤进行震动和/或对所述水稻田进行充气包括：
获取所述第一甲烷浓度与所述第二甲烷浓度的第一差值，当所述第一差值大于所述第二预设浓度，且所述第一差值与所述第二预设浓度的第二差值大于第二预设值时，无需对所述水稻田的土壤进行震动及对所述水稻田进行充气，
当所述第一差值大于所述第二预设浓度，且所述第一差值与所述第二预设浓度的第二差值小于或等于第二预设值时，对所述水稻田的土壤进行震动，或者对所述水稻田进行充气，
当所述第一差值小于所述第二预设浓度时，对所述水稻田的土壤进行震动，且对所述水稻田进行充气。
8.根据权利要求5-7任一项所述的稻田甲烷排放检测控制方法，其特征在于，在对所述水稻田进行灌水之前，包括：向所述第一管(4)中投加苹果酸和壳寡糖，所述苹果酸的投加量为每1mL水投加4-12mmol，所述壳寡糖的投加量为每1g土壤投加4-12mg。
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