Modelagem de fenologia de grama perene

O azevém perene é amplamente utilizado para pastagem e feno na produção de ovinos, leiteiros e bovinos. A modelagem é capaz de ajudar a orientar os agricultores quando é a melhor época para colher e/ou permitir o pastoreio para maximizar a digestibilidade, o rendimento e a regeneração anual. Essas características dependem do estágio de desenvolvimento durante a remoção da biomassa, que é regulado pelas condições climáticas e pela variação genética.

A modelagem por computador pode nos ajudar a entender e prever a fenologia da grama perene para um manejo ideal.

Simon Rouet, estudante de doutorado em agronomia no Instituto Nacional Francês de Agricultura, Alimentação e Meio Ambiente (INRAE), e coautores apresentar um modelo funcional-estrutural de planta que representa o desenvolvimento de gramíneas perenes em um novo artigo publicado na in silico Plantas. O modelo L-GrassF é uma extensão do modelo existente Grama L.

O novo modelo inclui as interações entre o desenvolvimento reprodutivo e vegetativo para cada perfilho individual, em vez de apenas o desenvolvimento vegetativo. A fase vegetativa do azevém perene é marcada pelo aparecimento e alongamento das folhas e perfilhamento. O desenvolvimento reprodutivo ocorre após duas fases de indução floral, que desencadeiam a transição floral do ápice e, por fim, a produção de internódios e espigas e cabeça de perfilhos individuais. Uma das principais características do manejo das pastagens é o seu corte frequente, que também foi incluído no modelo.

Os autores avaliaram o modelo usando um conjunto de dados que descreve a data de início de 7 cultivares de azevém perene para 6 locais ao longo de 14 anos. Dados meteorológicos para esses locais e anos também foram inseridos no modelo. A partir das interações entre o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo, o L-GrassF foi capaz de simular com precisão a data de nascimento das cultivares.

“A modelagem explícita dos efeitos da temperatura e do fotoperíodo é crucial para considerar os efeitos das mudanças climáticas na fenologia das gramíneas perenes. De fato, estão previstas combinações originais dessas variáveis ​​climáticas, potencialmente invalidando os atuais métodos de previsão empírica”, explica Rouet.

Os autores realizaram uma análise de sensibilidade para determinar quais parâmetros controlavam mais a data do título. Estas foram a taxa de aparecimento e alongamento das folhas durante as fases vegetativa e reprodutiva, juntamente com a taxa de indução secundária.

Como o crescimento vegetativo dos perfilhos para no momento do crescimento, a inclusão do desenvolvimento reprodutivo no modelo permitiu aos autores estimar a área foliar colhível ao longo da estação para vários cultivares e sob diferentes precipitações e temperaturas sazonais.

Rouet conclui, “Além dos usos potenciais de L-GrassF para prever os efeitos da mudança climática, a consideração da morfogênese individual dos perfilhos e perfilhamento pelo modelo abre caminho para entender a dinâmica sazonal da população de perfilhos em pastagens e avaliar sua perenidade”.

LEIA O ARTIGO:

Simon Rouet, Jean-Louis Durand, Denis Leclercq, Marie-Hélène Bernicot, Didier Combes, Abraham Escobar-Gutierrez, Romain Barillot, L-GrassF: um modelo funcional-estrutural e fenológico de Lolium perenne integrando a morfogênese da planta e o desenvolvimento reprodutivo, in silico Plants, 2022;, diac012, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diac012

O código para L-GrassF está disponível gratuitamente em https://github.com/openalea-incubator/lgrass, e lançado sob uma licença CecILL-C. O arquivo do código usado para gerar os presentes resultados está disponível em 10.5281 / zenodo.5116065.