ABSTRACT A two-year (2015 and 2016) field experiment was carried out to study the surface energy budget and energy balance closure (EBC) in a tropical lowland rice paddy in Cuttack, India. Maintenance of a standing water layer in lowland irrigated rice ecosystem makes it unique and this strongly influences the surface energy balance which may alter the surface runoff, ground water storage, water cycle, surface energy budget, and possibly microclimate of the region. To study this, an experiment was conducted using eddy covariance system to measure the surface energy balance components during two cropping seasons (dry season, DS and wet season, WS) and two consecutive fallow periods (dry fallow, DF and wet fallow, WF). The rice was grown in puddled wet lands in DS and WS and the ground was left fallow (DF and WF) during the rest of the year. Results displayed that daily average latent heat flux at surface (LE) and at canopy height (LEc) dominated over sensible heat flux at surface (H) and canopy height (Hc), respectively due to the presence of water source coming from the standing water in the rice field. The EBC was evaluated by ordinary least square (OLS), energy balance ratio (EBR) and residual heat flux (RHF). In OLS, the slope ranged 0.38-0.89 (2015) and 0.28-0.99 (2016) during the study period. Average RHF was 10.3-12.0% higher in WS as compared to DS. It was concluded that the EBC estimated using RHF is the most suitable way to calculate closure for lowland rice paddy since it can distinguish different seasons distinctively, followed by OLS. Much variation was not observed in EBR after inclusion of storage terms (water, soil, photosynthesis, canopy) to the classical EBR.
RESUMEN Se realizó un experimento de campo de dos años de duración (2015-2016) para estudiar el balance de energía en superficie y el cierre del balance de energía (CBE) en una plantación tropical de arroz en tierras bajas de Cuttack, India. El mantenimiento de una capa permanente de agua en arrozales de tierras bajas convierte a estos ecosistemas en entornos singulares que influyen de manera importante en el balance de energía en superficie, lo cual puede alterar la escorrentía superficial, el almacenamiento de aguas subterráneas, el ciclo hidrológico, el inventario de energía en superficie y posiblemente el microclima regional. Para estudiar lo anterior se realizó un experimento en el que se utilizó un sistema de covarianza de remolinos para medir los componentes del balance de energía en superficie en dos temporadas de cultivo (seca y húmeda), y dos temporadas de barbecho subsiguientes. El arroz se cultivó en tierras inundadas durante las temporadas seca y húmeda y el terreno se dejó barbechado durante el resto del año. Los resultados muestran que el promedio diario del flujo de calor latente predomina sobre el flujo de calor sensible, tanto en la superficie como en el vértice de la cubierta vegetal, debido a la presencia de una fuente de agua permanente en el campo de arroz. El CBE se evaluó por medio de mínimos cuadrados lineales, índice del balance de energía y flujo de calor residual. Respecto de los mínimos cuadrados ordinarios, la pendiente varió durante el periodo de estudio de 0.38 a 0.89 (2015) y de 0.28 a 0.99 (2016). El flujo residual de calor promedio fue 10.3 a 12.0% mayor en la temporada húmeda en comparación con la temporada seca. Se concluyó que el flujo de calor residual es más adecuado para calcular el CBE de un cultivo de arroz en tierras bajas, ya que puede distinguir las estaciones con claridad, seguido por el método de mínimos cuadrados lineales. No se observó una variación importante en el índice de balance de energía clásico después de la inclusión de los factores de almacenaje en éste (agua, suelo, fotosíntesis, cubierta vegetal).
