稻麦轮作FACE系统平台Ⅰ.系统结构与控制

应用生态学报 ›› 2002, Vol. ›› Issue (10): 1253-1258.

稻麦轮作FACE系统平台Ⅰ.系统结构与控制

刘钢¹, 韩勇¹, 朱建国¹, 冈田益己³, 中村浩史³, 吉本真由美²

1. 中国科学院南京土壤研究所土壤圈物质循环开放实验室, 南京, 210008;
2. 日本农业环境技术研究所, Tsukuba 305-8604;
3. 日本东北农业研究中心, Morioka 020-0198

收稿日期:2002-06-28 修回日期:2002-08-18 出版日期:2002-10-15
通讯作者: 刘钢,男,1958年生,高级工程师,主要从事仪器仪表研究及遥测遥控,发表相关论文多篇.E-mail:gliu@issas.ac.cn
基金资助:
中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX2408);国家自然科学基金重大国际合作研究资助项目(40120140817).

LIU Gang¹, HAN Yong¹, ZHU Jianguo¹, M Okada³, H Nakamura³, M Yoshimoto²

1. Institute of Soil Science, Chinese Academy of Science, Nanjing 210008;
2. National Institute of Agro-Environmental Sciences, 3-1-1 Kannondai, Tsukuba, Japan 305-8604;
3. Department of Biology and Environmental Sciences, Tohoku National Agricultural Experiment Station, Akahira, Shimokuriyagawa, Morioka, Japan 020-0198

Received:2002-06-28 Revised:2002-08-18 Online:2002-10-15

摘要/Abstract

摘要： 在稻麦轮作水稻田建立FACE系统(Free-Air CO₂ Enrichment),即CO₂浓度的控制和监测系统平台.利用计算机网络系统对平台的CO₂浓度进行监测控制,根据大气中的CO₂浓度、风向、风速,作物冠层高度的CO₂浓度及昼夜等因素的变化调节CO₂气体的释放速度及方向,实现FACE圈的CO₂浓度高于周围大气CO₂浓度200μmol·mol^-1.试验表明,影响控制精度的主要因素有风速、作物和土壤呼吸作用和扩散层高度.经过控制方程参数调整,在白天,控制精度达到80%的时间占总时间的白天达到83%,夜晚为68%.FACE圈内的CO₂分布基本均匀.平均CO₂设置浓度白天为557mol·mol^-1,晚上为608mol·mol^-1.圈内CO₂浓度分布基本上沿放气管对称分布,由边沿向中心逐步降低.2001年水稻生长季节平均控制精度(TAR)达到白天1.03和晚间1.09.

Abstract: A Free Air CO₂ Enrichment (FACE) system for rice and winter wheat rotation was established, elevated CO₂ concentration was controlled to 200μmol·mol^-1 above ambient by computer system platform according to ambient CO₂ concentration variation, wind direction, wind speed, canopy height and day-night changing. Experiments showed that the main factors affecting control precision are wind speed, crop and soil respiration and thickness of diffuse layer. After parameters adjustment, in daytime the time fraction for control precision achieve 80% is 83%, in night is 68%. The CO₂ concentrations distribution in FACE rings are uniformity. The set CO₂ is 557mol·mol^-1 in daytime and 608 mol·mol^-1 in night.In2001 rice season the target achievement ratios(TAR) were 1.03 after sunrise and 1.09 after sunset, respectively.

中图分类号:

S181

刘钢, 韩勇, 朱建国, 冈田益己, 中村浩史, 吉本真由美. 稻麦轮作FACE系统平台Ⅰ.系统结构与控制[J]. 应用生态学报, 2002, (10): 1253-1258.

LIU Gang, HAN Yong, ZHU Jianguo, M Okada, H Nakamura, M Yoshimoto, . [J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2002, (10): 1253-1258.

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