¿Cuál es la mejor manera de maximizar su cosecha: amontonar más plantas en su parcela o espaciarlas para maximizar la exposición a la luz? Los modelos informáticos muestran que algunas plantas pueden cambiar la arquitectura de sus hojas para mejorar la luz y, por lo tanto, pueden tolerar un hacinamiento moderado.

Para los productores de plantas anuales, el espacio óptimo de siembra se puede determinar a partir de las recomendaciones del paquete de semillas hasta las plantaciones intensivas de una sola temporada de crecimiento. Para cultivos perennes como la palma aceitera, que comienzan a producir 3 años después de la siembra y continúan produciendo durante 25 años, responder a esta pregunta requeriría ensayos agronómicos prolongados y costosos, lo que haría poco práctico probar técnicas de siembra innovadoras.

Un nuevo estudio del investigador del CIRAD Dr. Raphaël Perez y sus colegas probaron los efectos del diseño de plantas y la plasticidad arquitectónica en respuestas fisiológicas como la interceptación de la luz y la asimilación de carbono.

Para determinar el grado de plasticidad arquitectónica con las densidades de plantación, los autores estimaron la biomasa y las dimensiones de las plantas de palmas cosechadas de 6 años cultivadas bajo diferentes densidades de plantación. También realizaron escaneos LiDAR para crear datos arquitectónicos en 3D. “Las mediciones de campo de la arquitectura de las hojas, principalmente los ángulos de las hojas y las coordenadas 3D, no han sido prácticas para un gran número de plantas y pueden ser muy sensibles a los manipuladores. Descubrimos que las mediciones basadas en LiDAR son prometedoras para el fenotipado rápido y preciso de la arquitectura de la palma aceitera”, explica Pérez.

Estos datos demostraron que las plantas de palma individuales exhiben plasticidad. El aumento de la cercanía de la planta aumentó la longitud del huso y la erección de la hoja y disminuyó el peso de la hoja, mientras que otros rasgos estructurales permanecieron sin cambios.

A continuación, se utilizó un modelo de simulación de palma aceitera existente (VPalm) en combinación con un modelo biofísico (Archimed-φ) para estudiar cómo estos cambios en la arquitectura de la planta afectaban a la intercepción de la luz y, por tanto, a la absorción de carbono.

El modelo generó modelos 3D utilizando los datos medidos en el sitio. Luego, los autores pudieron simular la cantidad de luz capturada por plantas cultivadas a diferentes densidades. A partir de esto, la asimilación de carbono podría simularse a escala de parcela.

Los autores encontraron que, si bien la plasticidad arquitectónica a una alta densidad de plantación mejoró la intercepción de la luz a través de la expansión del área foliar, la competencia por la luz impuesta por el diseño compensó este beneficio en la asimilación de carbono a escala de plantación.

Pérez concluye: “La herramienta de modelado presentada en este artículo allana el camino para diseñar patrones de plantación para huertos basados ​​en en silico Estimaciones de rendimiento de la planta”.

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Raphaël PA Perez, Rémi Vezy, Loïc Brancheriau, Frédéric Boudon, François Grand, Merlin Ramel, Doni Artanto Raharjo, Jean-Pierre Caliman, Jean Dauzat en silico Aproximación mediante un modelo funcional-estructural de la palma de aceite, plantas in silicoVolumen 4, Número 1, 2022, diac009, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diac009

Los datos procesados ​​y el código del modelo están disponibles de los autores previa solicitud. El modelo Archimed phi está disponible en línea (https://archimed-platform.github.io/archimed-phys-user-doc/). Una configuración de muestra de la simulación está disponible en el repositorio de Zenodo (doi:10.5281/zenodo.6246090).

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