[发明专利]一种大田自动箱式被动增温装置及试验站

说明书

本发明提供一种大田自动箱式被动增温装置及试验站，用于对被测目标对象的环境温度进行模拟，增温装置包括：增温箱，罩于被测目标对象外，以通过阳光辐射被动温度；增温箱的侧壁上设有窗体；环境监测系统，至少包括：辐射传感器和温度传感器；控制系统，与环境监测系统通讯连接，并根据环境监测系统监测数据对窗体的开口面积进行控制，以实现增温箱内部温度的自动调节，控制系统与环境监测系统通讯连接，并根据环境监测系统监测信息对窗体的开口面积进行控制，以实现增温箱内部温度调节。通过阳光辐射进行被动增温，并对窗体开口面积进行控制，实现增温箱内部温度可调可控，使增温箱内部温度符合作物的生长过程，可真实的模拟大气增温过程。

技术领域

本发明属于植物野外科学试验技术领域，具体涉及一种大田自动箱式被动增温装置及试验站。

背景技术

自从工业革命以来，大气温室气体浓度的增加已经导致全球地面平均温度上升约0.74℃，到21世纪末全球地表温度还将会上升1.1～6.4℃。气候变暖通过多种方式来间接或直接地影响植物的生理生化过程，并进一步导致生物量积累及其分配格局的变化。相关研究结果表明，全球变暖不仅能够通过增加土壤氮的矿化速率及其有效性、降低土壤湿度以及延长生长季对植物产生间接影响，还可以通过改变植物的光合与呼吸过程直接改变植物的生长和发育进程。

气候变化导致的温度升高对农作物生长、产量以及农田土壤有机质的稳定都有着重要的影响。而大田间的增温控制试验是模拟农作物对温度升高响应的重要手段之一。田间增温装置不仅可以模拟趋势增温，还可以模拟极端增温。

针对气候变暖对作物的影响研究，国内外已经进行了大量的增温模拟试验，选用不同的增温装置导致的影响作用和效益明显不同。比如，White等、Kimball等、王鹤龄等、谭凯严等选用开放式红外增温装置设定恒温后置于作物冠层上方，通过向下红外辐射热量使冠层内部温度升高，进而研究升温对作物影响，但这种装置增温是靠电力维持，增温越高，耗电成本越高，此外这种装置在作物冠层顶部形成的温度梯度可能会对作物产生影响。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中，增温试验温度难以控制、自动化程度较低等问题，本申请提供了一种大田自动箱式被动增温装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大田自动箱式被动增温装置，用于对被测目标对象的环境温度进行模拟，所述增温装置包括：

增温箱，

所述增温箱为方形透明罩体，罩于所述被测目标对象外，以通过阳光辐射增加所述被测目标对象的环境温度；所述增温箱的侧壁沿纵向设有多层窗口，每层所述窗口上均设有可独立进行开闭的窗体；

环境监测系统，

所述环境监测系统至少包括：辐射传感器和温度传感器，

所述辐射传感器用以对阳光辐射强度进行实时监测；

所述温度传感器有多个，至少一个所述温度传感器设置于所述增温箱外部且靠近所述增温箱的位置，以对所述增温箱外部温度进行实时监测；多个所述温度传感器中的其余所述温度传感器，沿纵向并列设置于所述增温箱的内部，以对所述增温箱内部温度沿纵向进行分层实时监测；

控制系统，

所述控制系统与所述环境监测系统通讯连接，并根据所述环境监测系统监测数据对所述窗体的开口面积进行控制，以实现所述增温箱内部温度的自动调节，其中，所述监测数据包括所述辐射传感器监测到的阳光辐射强度，和所述温度传感器监测到的所述增温箱的外部温度和内部温度。

如上所述的大田自动箱式被动增温装置，优选，所述控制系统包括：

数据接收模块，通讯连接所述环境监测系统，以进行监测数据接收；