La pression de turgescence au sein d'une cellule végétale représente la clé pour décrire mécaniquement la croissance des plantes, combinant l'effet de la disponibilité de l'eau et du carbone. Le niveau élevé de variation spatio-temporelle et la dynamique diurne de la pression de turgescence au sein d'une seule plante font qu'il est difficile de les modéliser à l'échelle spatiale fine requise pour les modèles de plantes fonctionnelles et structurelles (FSPM). Un modèle conceptuel de croissance induite par la turgescence dans les FSPM avait déjà été établi, mais son utilisation pratique n'avait pas encore été explorée.

Jonas Coussement et ses collègues incorporés un modèle de croissance axé sur la turgescence dans un FSPM nouvellement établi pour le soja. Le FSPM simule la dynamique de la photosynthèse, de la transpiration et de la pression de turgescence en relation directe avec la croissance des plantes. Des comparaisons de simulations avec des données de terrain ont permis d'évaluer le potentiel et les lacunes de l'approche de modélisation.

Schéma de construction du modèle FSPM complet de croissance induite par la turgescence, incluant toutes les interactions et influences au sein du modèle. Source Coussement et al. 2020.

"Exécution le modèle conceptuel de croissance axé sur la turgescence dans le FSPM du soja était relativement simple car le modèle conceptuel était intrinsèquement capable de gérer la complexité supplémentaire des structures de ramification », écrivent Coussement et ses collègues. « De même, du point de vue de la programmation, l'intégration de la transpiration et de la photosynthèse (modèle P-SC-T) basée sur une modélisation réaliste de la lumière consistait simplement à remplacer les entrées théoriques utilisées dans le modèle conceptuel de Coussement et al.. »

"Dans l'ensemble, l'introduction de la croissance axée sur la turgescence dans un FSPM a le potentiel d'être utilisée comme un outil pour mieux comprendre les performances de la croissance des plantes en termes de propriétés internes des plantes et leur réponse aux déclencheurs environnementaux. L'utilisation de cet outil en combinaison avec les données d'expériences futures, axées spécifiquement sur le déficit hydrique, pour donner un aperçu de la dynamique du modèle simulé, comme le flux de sève ou les variations de diamètre de la tige, peut atténuer le besoin de certaines simplifications du modèle qui ont été actuellement introduites. Ce sera la prochaine étape fondamentale avant qu'un FSPM ne soit applicable en tant que modèle prédictif pour évaluer la croissance des plantes dans un large éventail de conditions, telles que la sécheresse.