Espera-se que o déficit hídrico combinado e o estresse térmico devido às mudanças climáticas afetem negativamente a viticultura. Uma solução a curto prazo é modificar os sistemas de condução da videira (ou seja, gestão da arquitectura da copa) de modo a maximizar a relação entre a fotossíntese líquida e a perda de água por transpiração, minimizando o risco de stress térmico. Com um grande número de possíveis projetos de estrutura de dossel, modelos de computador podem ser usados ​​para prever com precisão a influência da arquitetura do dossel em suas taxas de troca gasosa e temperatura de folhas sob estresse combinado de água e calor.

Um modelo de computador de uma planta

Albasha e seus colegas publicaram recentemente um artigo na in silico Usinas que apresentaram um novo modelo, que conseguiu reproduzir o efeito da arquitetura do dossel da videira em processos de troca de gás em escala de planta sob condições variadas de água no solo. O modelo, HydroShoot, é um modelo de planta funcional estrutural baseado em escala de folha (FSPM) que permite prever as taxas de transpiração e fotossíntese de toda a planta, ampliando esses processos a partir do nível da folha.

O HydroShoot é o primeiro FSMP da videira a considerar as interações entre o estado da água, o balanço de energia e as taxas de troca de gás na escala da folha. Estes são representados como três módulos interativos:

  • hidráulica que calcula a distribuição do potencial de água do xilema nos segmentos hidráulicos da parte aérea (ou seja, estrutura hidráulica da parte aérea),
  • energia, que calcula o balanço energético completo de folhas individuais, e
  • que calcula a assimilação líquida de carbono e as taxas de transpiração de folhas individuais.

“Nossa equipe codificou o HydroShoot para concluir o trabalho anterior no FSPM da videira, onde as simulações só podiam ser executadas em condições de boa irrigação. Presumimos que contabilizar com sucesso as condições de seca em um FSPM requer simular tanto a estrutura hidráulica do broto quanto o balanço de energia de folhas individuais.” afirma Rami Albasha, modelador de culturas da sociedade Intelligence Technology Knowledge (itk), ex-pós-doutorado em ecofisiologia vegetal no Instituto Nacional Francês de Pesquisa Agrícola (INRA).

Uvas em uma videira
Uvas Frontenac na videira, Flying Otter Vineyard and Winery. Imagem: Dwight Burdette / Wikipedia

Os autores descobriram que, embora as simulações de estrutura hidráulica e de balanço de energia fossem necessárias para reproduzir com precisão as taxas de troca de gás em escala de planta sob déficit hídrico do solo, a estrutura hidráulica teve, de longe, o maior efeito nas taxas simuladas, pelo menos para as videiras consideradas neste estudo.

HydroShoot está disponível através da plataforma OpenAlea (https://github.com/openalea/hydroshoot) como um conjunto de módulos reutilizáveis.