Dado que el cambio climático y el crecimiento de la población mundial plantean amenazas cada vez mayores a la seguridad alimentaria, la búsqueda de la sostenibilidad agrícola y la resiliencia de los rendimientos de los cultivos se vuelve primordial.
por TranSpread
Las estrategias de investigación actuales se centran en mejoras genéticas para cultivar variedades de cultivos que se adapten mejor a estos cambios, además de perfeccionar las prácticas de manejo de cultivos para mejorar la eficiencia de los recursos.
Estos esfuerzos están respaldados por modelos de cultivos, herramientas vitales para simular los factores genéticos, ambientales y de gestión (G×E×M) que afectan el crecimiento de los cultivos. Entre estos modelos, el modelo GreenLab destaca por sus simulaciones detalladas a nivel de órganos, incorporando respuestas fisiológicas y morfológicas a las condiciones ambientales. Sin embargo, a pesar de su sofisticación, el modelo GreenLab simplifica los impactos ambientales en un solo factor, capturando de manera inadecuada los efectos matizados del clima, el suelo y las prácticas de manejo sobre el rendimiento.
En febrero de 2024, Plant Phenomics publicó un artículo de revisión titulado ” Modelo de planta funcional-estructural ‘GreenLab’: una revisión de vanguardia “. El artículo proporciona una descripción general completa del modelo GreenLab, profundizando en su historia de desarrollo, conceptos fundamentales, teorías principales, aplicaciones, herramientas de software y direcciones futuras.
GreenLab, que se originó a partir del enfoque de modelado AMAP, integra conceptos botánicos como la edad fisiológica y la dinámica fuente-sumidero, sentando una base sólida para simular el crecimiento de las plantas de acuerdo con los principios botánicos.
Durante dos décadas, la colaboración entre institutos de China y Francia ha perfeccionado GreenLab hasta convertirlo en un modelo sofisticado que simula el crecimiento de las plantas a nivel de órganos, acomodando varios tipos de plantas, desde especies herbáceas hasta árboles.
La evolución del modelo desde versiones deterministas a estocásticas ha ampliado su utilidad, permitiéndole simular diversos patrones de crecimiento y complejidades arquitectónicas con notable precisión. Al incorporar conceptos de modelos basados en procesos, GreenLab ofrece simulaciones detalladas de producción y asignación de biomasa, aprovechando ecuaciones matemáticas para una parametrización y simulación eficientes.
Destaca por su capacidad para modelar la interacción dinámica entre desarrollo y crecimiento, capturando los efectos matizados de los factores ambientales sobre la estructura y el rendimiento de las plantas.
Las aplicaciones de GreenLab abarcan diferentes especies de plantas, lo que demuestra su versatilidad en la simulación de patrones de crecimiento de cultivos hortícolas y de campo, así como de árboles, en diferentes condiciones ambientales. El proceso de calibración del modelo, que involucra datos detallados de la arquitectura de la planta y de la biomasa, subraya su precisión en la simulación del crecimiento de las plantas .
Además, la integración de GreenLab con tecnologías avanzadas como el mejoramiento rápido y la inteligencia artificial presagia una nueva era de modelado de cultivos, que permite un fenotipado rápido y una predicción del rendimiento para respaldar prácticas agrícolas sostenibles. Las herramientas de software desarrolladas para GreenLab, desde Visualplant hasta XPlantGL, facilitan simulaciones y calibraciones fáciles de usar, haciéndolas accesibles tanto para investigadores como para profesionales.
De cara al futuro, el artículo destaca el potencial del modelo para unir la investigación genética, fisiológica y ambiental, ofreciendo información sobre las estrategias de adaptación de los cultivos y optimizando las predicciones de rendimiento. A través del desarrollo continuo y la integración con tecnologías de vanguardia, GreenLab permanece a la vanguardia del modelado agrícola, prometiendo soluciones innovadoras a los desafíos de la seguridad alimentaria y el cambio climático .
Más información: Xiujuan Wang et al, Modelo de planta funcional-estructural “GreenLab”: una revisión del estado del arte, Fenómica de las plantas (2023). DOI: 10.34133/plantfenómica.0118
