La presión de turgencia dentro de una célula vegetal representa la clave para describir mecánicamente el crecimiento de las plantas, combinando el efecto de la disponibilidad de agua y carbono. El alto nivel de variación espacio-temporal y la dinámica diurna en la presión de turgencia dentro de una sola planta hacen que sea un desafío modelarlos en la escala espacial fina requerida para los modelos de plantas funcionales y estructurales (FSPM). Se había establecido previamente un modelo conceptual para el crecimiento impulsado por la turgencia en FSPM, pero aún no se había explorado su uso práctico.

Jonas Coussement y colegas incorporados un modelo de crecimiento impulsado por la turgencia en un FSPM recientemente establecido para la soja. El FSPM simula la dinámica de la fotosíntesis, la transpiración y la presión de turgencia en relación directa con el crecimiento de la planta. Se utilizaron comparaciones de simulaciones con datos de campo para evaluar el potencial y las deficiencias del enfoque de modelado.

Esquema de construcción del modelo FSPM de crecimiento impulsado por la turgencia, que contiene todas las interacciones e influencias dentro del modelo. Fuente Coussement et al. 2020.

"Implementar el modelo conceptual de crecimiento impulsado por la turgencia en el FSPM de soja fue relativamente sencillo, ya que el modelo conceptual era intrínsecamente capaz de lidiar con la complejidad adicional de las estructuras ramificadas”, escriben Coussement y sus colegas. “Del mismo modo, desde el punto de vista de la programación, la integración de la transpiración y la fotosíntesis (modelo P-SC-T) basada en modelos de luz realistas era simplemente una cuestión de reemplazar las entradas teóricas utilizadas en el modelo conceptual de curso et al.."

“En general, la introducción del crecimiento impulsado por la turgencia en un FSPM tiene el potencial de usarse como una herramienta para comprender mejor el rendimiento del crecimiento de la planta en términos de las propiedades internas de la planta y su respuesta a los desencadenantes ambientales. El uso de esta herramienta en combinación con datos de experimentos futuros, centrados específicamente en el déficit de agua, para proporcionar información sobre la dinámica del modelo simulado, como el flujo de savia o las variaciones del diámetro del tallo, puede aliviar la necesidad de algunas simplificaciones del modelo que se introdujeron actualmente. Este será el siguiente paso fundamental antes de que un FSPM sea aplicable como modelo predictivo para evaluar el crecimiento de las plantas en una amplia gama de condiciones, como la sequía”.