A pressão de turgor dentro de uma célula vegetal representa a chave para descrever mecanicamente o crescimento da planta, combinando o efeito da disponibilidade de água e carbono. O alto nível de variação espaço-temporal e dinâmica diurna na pressão de turgescência dentro de uma única planta torna um desafio modelá-los na escala espacial fina necessária para modelos estruturais funcionais de plantas (FSPMs). Um modelo conceitual para crescimento impulsionado por turgor em FSPMs já havia sido estabelecido, mas seu uso prático ainda não foi explorado.

Jonas Coussement e colegas incorporados um modelo de crescimento impulsionado pelo turgor em um FSPM recém-estabelecido para soja. O FSPM simula a dinâmica da fotossíntese, transpiração e pressão de turgor em relação direta com o crescimento da planta. Comparações de simulações com dados de campo foram usadas para avaliar o potencial e as deficiências da abordagem de modelagem.

Representação esquemática do modelo FSPM completo de crescimento impulsionado pela turgescência, contendo todas as interações e influências dentro do modelo. Fonte Coussement e outros. 2020.

“Implementando o modelo conceitual de crescimento impulsionado pelo turgor no FSPM da soja foi relativamente direto, pois o modelo conceitual foi inerentemente capaz de lidar com a complexidade adicional das estruturas ramificadas”, escrevem Coussement e colegas. “Da mesma forma, do ponto de vista da programação, a integração da transpiração e fotossíntese (modelo P-SC-T) com base na modelagem de luz realista foi simplesmente uma questão de substituir as entradas teóricas usadas no modelo conceitual de Coussement et al.. "

“No geral, a introdução do crescimento impulsionado pelo turgor em um FSPM tem potencial para ser usado como uma ferramenta para entender melhor o desempenho do crescimento da planta em termos das propriedades internas da planta e sua resposta aos gatilhos ambientais. O uso dessa ferramenta em combinação com dados de experimentos futuros, focados especificamente no déficit hídrico, para fornecer informações sobre a dinâmica do modelo simulado, como fluxo de seiva ou variações de diâmetro do caule, pode aliviar a necessidade de algumas simplificações do modelo que foram introduzidas atualmente. Este será o próximo passo fundamental antes que um FSPM seja aplicável como um modelo preditivo para avaliar o crescimento da planta sob uma ampla gama de condições, como a seca”.