Der Transport von Kohlenhydraten und Wasser sind wesentliche Aspekte der Pflanzenfunktion. In diesem Artikel wird ein neuartiger Ansatz zur Modellierung dieser Prozesse vorgestellt, der mathematische und rechnerische Methoden kombiniert.

Phasen der Simulation, die jeweils von einem L-System-Ableitungsschritt durchgeführt werden. Pfeile in der Phase bo
Phasen der Simulation, die jeweils durch einen L-System-Ableitungsschritt durchgeführt werden. Pfeile in den Phasenfeldern zeigen die Richtung an, in der der L-System-Strang abgetastet wird. In der Entwicklungsphase werden die Anlagenstruktur und das Multimodul für jedes Organ aktualisiert. Dazu gehört der Informationsaustausch zwischen den Wasser- und Kohlenhydrattransportmodulen zur Berechnung des Münch-Gegenstroms und der Xylem-Pull-Terme. Aufgrund der einfachen Randbedingungen für den Wassertransport in diesem Modell waren nur zwei Ableitungsschritte erforderlich, um den Wasserfluss und das Wasserpotential im System zu berechnen. Die Berechnung des Kohlenhydrattransports erforderte mehrere Phasen, da die Quellen-/Senkenflüsse durch nichtlineare Funktionen des Kohlenstoffpotentials dargestellt werden.

Seleznyova und Hanan haben das erste mechanistische Transportmodell erstellt, das in der Lage ist, kontinuierliche Verteilungen der Systemvariablen in einer komplexen Entwicklungsstruktur zu simulieren. Die Modellsimulationen betonen die Empfindlichkeit der Phloem- und Xylemflüsse gegenüber dem Vorhandensein verteilter Senken und Quellen. Die Methoden werden für die Modellierung des Kohlenhydrattransports und der Kohlenhydratverteilung auf verschiedenen Ebenen der Pflanzenorganisation nützlich sein.

Dieses Papier ist Teil der Annals of Botany Sonderausgabe zur funktional-strukturellen Pflanzenwachstumsmodellierung. Es wird bis Juni 2018 kostenlos zugänglich sein und dann nur für Abonnenten bis April 2019 verfügbar sein, wenn es wieder kostenlos zugänglich sein wird.