Cuando los viticultores intentan optimizar el rendimiento y la calidad de sus cosechas, la estructura de la marquesina es un factor determinante clave. Los sistemas de conducción para vides producen arquitecturas de dosel que se pueden personalizar para diferentes condiciones de cultivo. Modelar los efectos sobre el intercambio de gases de estas estructuras de dosel implica usar datos a nivel de hoja, pero teniendo en cuenta las heterogeneidades que existen en todo el dosel. Los modelos anteriores han ignorado en gran medida estas variaciones.

En un artículo reciente publicado en Annals of Botany, Jorge A. Prieto y colegas desarrollaron un modelo de planta funcional-estructural que amplía los procesos desde el nivel de la hoja hasta el nivel de la copa completa con el fin de evaluar cómo la estructura del dosel afecta el intercambio de gases. Los investigadores combinaron un modelo de arquitectura de dosel en 3D, un modelo de intercepción de luz y un modelo que explica la fotosíntesis y la conductancia estomática que integra la variación relacionada con la luz en la distribución de nitrógeno en el dosel. Luego probaron el modelo utilizando plantas con diferentes sistemas de formación cultivadas en cámaras, evaluando el intercambio de gases de toda la planta.

La capacidad de este modelo para dar cuenta de una distribución no uniforme tanto de la luz como del nitrógeno foliar a través del dosel le permitió predecir de manera confiable el intercambio de gases diario general en diferentes arquitecturas del dosel con un bajo nivel de error. Los modelos que consideraron solo la capacidad fotosintética máxima para todas las hojas sobreestimaron el intercambio neto de dióxido de carbono en casi un tercio. Aunque no es raro, extrapolar los datos de hojas individuales a todo el dosel puede ser muy engañoso. “Los modelos de plantas funcionales y estructurales se utilizan cada vez más para comprender las interacciones complejas entre la arquitectura de las plantas y los procesos fisiológicos en muchas especies a diferentes escalas”, escriben los autores. Señalan que “un desafío clave cuando se trabaja con modelos a escala de planta es su validación con datos de campo independientes, especialmente para las frutas perennes. Sin embargo, se han realizado muy pocos intentos para validar los modelos de intercambio de gases a escala de planta”.

Se hicieron ciertas suposiciones para simplificar el modelo, incluida la temperatura uniforme del aire, la humedad relativa, la velocidad del viento y los niveles de dióxido de carbono dentro del dosel. El intervalo de tiempo del modelo también se fijó en una hora para mantener manejables los tiempos de cálculo, aunque esto significa que no se tuvieron en cuenta los cambios muy rápidos, como las manchas solares. En algunos casos, como la variabilidad del viento dentro del dosel, se necesitan más datos antes de que estos factores puedan modelarse de manera realista. “Estos estudios abren el camino para evaluar a nivel de copa completa las posibilidades de adaptar la gestión del viñedo a las limitaciones ambientales, como el déficit hídrico o las altas temperaturas, que suelen observarse en muchas regiones vitivinícolas del mundo”, escriben los autores.