Das Erstellen einer realistischen Anlage in einem Computermodell ist möglich, aber notwendig. Alle Berechnungen, die die Anlage erzeugen, verlangsamen die Geschwindigkeit jeder Simulation. Daher ist es üblich, einfache geometrische Formen für die Blätter zu verwenden. Aber verlieren Sie die Genauigkeit der Ergebnisse, wenn Sie die Genauigkeit der Blätter verlieren? Jonathan Vermeiren und Kollegen haben Modelle von Tomaten untersucht, Solanum, um die Fehler zu quantifizieren, die Sie beim Vereinfachen von Flugblattformen erhalten.

„In dieser Studie wird ein statisches FSPM [Functional-Structural Plant Model] für Tomaten konstruiert, um Abweichungen bei simulierten Lichtbedingungen und Photosynthese als Ergebnis der in früheren Forschungen verwendeten Vereinfachungen der Blattform zu bewerten“, schreiben die Autoren. „Tomatenpflanzen wurden gezüchtet unter einem kommerziellen Gewächshausaufbau mit Assimilationsbeleuchtung, wo die 3D-Pflanzenstruktur, die Assimilationslichtbedingungen und das Gewächshaus charakterisiert und in einem virtuellen FSPM rekonstruiert wurden. Realistische Blattformen von Tomatenpflanzen wurden rekonstruiert, indem gescannte Bilder von Blattblättern verwendet wurden, die in Triangulationspunkte umgewandelt wurden, die leicht von einer 3-D-Simulationssoftware verwendet werden können. Mit einem solchen FSPM haben wir untersucht, inwieweit vereinfachte Blattformen die Lichtabsorption und die grobe Photosynthese in einem Tomatendach verändern und wie diese Ergebnisse auf andere Pflanzen übertragen werden können.“

Die Unterschiede spielten bei manchen Simulationen eine Rolle, bei anderen nicht. „Unsere Ergebnisse zeigten, dass eine Vereinfachung der Blattform in einer Tomatenpflanze zu kleinen, aber signifikanten Abweichungen in Simulationen der Lichtabsorption und der Bruttophotosynthese führen kann. Auf der Kronenebene wurde gezeigt, dass dieser Effekt durch den Kronenverschluss in dichten Kronen, wie er in der Gewächshaussimulation verwendet wird, etwas gemildert wird, da insgesamt weniger Licht aus der Kronenkrone entweicht. Auf der Ebene der einzelnen Blätter blieben diese Unterschiede jedoch sowohl für die einzelne Pflanze als auch für das Gewächshaus-Szenario bestehen, was nur auf die geometrischen Eigenschaften der Formen zurückzuführen ist, da die Blättchenfläche über verschiedene Formen hinweg konstant gehalten wurde.“

Vermeiren und Kollegen sagen, dass der Großteil der erhöhten Arbeitsbelastung darin besteht, die Simulation einzurichten, anstatt sie auszuführen. „Die Hauptarbeitslast für die Neuerstellung realistischer Formen ist eine einmalige Investition, um eine Formdatenbank und automatisierte Skripte für die Formextraktion und -rekonstruktion zu erstellen. Außerdem erhöht sich der Aufwand an Simulationszeit nur unwesentlich.“ Sie argumentieren, dass die kleinen Abweichungen, die sie bei statischen FPSMs sehen, zu größeren Unterschieden bei dynamischen FPSMs führen könnten.“