El modelado mejorado de la asimilación de carbono y el crecimiento de las plantas en condiciones de baja humedad del suelo requiere la evaluación de los mecanismos subyacentes en el suelo, las raíces y los brotes. La retroalimentación entre las plantas y su entorno local en todo el espectro suelo-raíz-brote-medio ambiente es crucial para describir y evaluar con precisión el impacto de los cambios ambientales en el desarrollo de las plantas. Renato Braghiere y colegas presentes un modelo de planta estructural funcional en 3D, en el que el crecimiento de brotes y raíces es impulsado por la transferencia radiativa, la fotosíntesis y la hidrodinámica del suelo a través de diferentes esquemas de parametrización que relacionan el déficit hídrico del suelo y la asimilación de carbono. El nuevo modelo acoplado se usa para evaluar el impacto de la disponibilidad de humedad del suelo en la productividad de las plantas para dos grupos diferentes de plantas con flores bajo diferentes configuraciones espaciales.

Con el fin de abordar diferentes aspectos del desarrollo de las plantas debido a la disponibilidad limitada de agua en el suelo, los autores construyeron un modelo 3D FSP que incluye raíces, brotes y suelo al vincular tres modelos diferentes bien establecidos de plantas en el aire, arquitectura de raíces y transporte reactivo en el suelo. Se utilizaron diferentes esquemas de parametrización para integrar la tasa fotosintética con la absorción de agua por las raíces dentro del modelo acoplado. El comportamiento del modelo se evaluó sobre cómo el crecimiento de dos tipos diferentes de plantas, es decir, monocotiledóneas y dicotiledóneas, se ve afectado por el déficit hídrico del suelo en diferentes condiciones competitivas: competencia aislada (sin competencia), intra e interespecífica.

“Este nuevo modelo acoplado se suma al desafío actual de acoplar de manera eficiente modelos de múltiples compartimentos de plantas y suelos, y presenta un enfoque exclusivo en comparación con otros modelos del mismo tipo”, dicen Braghiere y sus colegas. “Por ejemplo, muchos trabajos previos sobre cultivos intercalados han utilizado modelos que ignoraron el entorno de luz, considerando solo los recursos del suelo, mientras que otros modelos diseñado específicamente para cultivos intercalados pueden considerar un entorno ligero y recursos del suelo (p. ej., agua y nitrógeno) pero estar diseñados para trabajar en escalas muy diferentes”.

“El potencial de este nuevo modelo acoplado está relacionado con su uso como herramienta para el desarrollo y testeo de conceptos, así como la predicción de mecanismos y tendencias en plantas individuales, de monocultivo o intercaladas. El modelo puede extenderse aún más a diferentes fenotipos al estimar el rendimiento del genotipo en función de los fenotipos medidos de raíz/brote”.