In ihrem neuen Artikel veröffentlicht in in silico Plants, Brown und Koautoren bieten eine detaillierte Beschreibung und umfassende Bewertung der allgemeinen Anwendbarkeit der im Agricultural Production System Simulator (APSIM) Plant Modeling Framework (PMF) implementierten Ansätze zur generischen Biomassepartitionierung. Das PMF ist eine Sammlung generischer Softwareklassen, die auf unterschiedliche Weise zusammengestellt und parametriert werden können, um verschiedene Anlagenmodelle zu erstellen.
Das PMF verwendet ein generisches Biomasse-Aufteilungsmodell namens „Organ Arbitrator“, das die Zufuhr von Stickstoff und Trockenmasse aus jedem Organ bestimmt und dann die Aufteilung dieser auf verschiedene Organe basierend auf ihrem Bedarf an struktureller, metabolischer und speicherbarer Biomasse vorschreibt.
Um sicherzustellen, dass ihr Schlichtungsansatz Ergebnisse in verschiedenen Kulturpflanzen und Wachstumssituationen erfassen würde, bewerteten die Autoren die Fähigkeit der Modelle, Prozesse auf niedriger Ebene zu simulieren, die die Aufteilung von Biomasse in zwei weltweit wichtigen Kulturpflanzen, Mais und Weizen, steuern, die in einer Reihe von Wasser- und Pflanzenkulturen angebaut werden Stickstoffversorgungsbedingungen, die die Kohlenstoff- und Stickstoffassimilation beeinflussen.
Das Wachstum und der Ertrag von Pflanzen werden durch die Menge an Stickstoff und Biomasse, die sie assimilieren können, und die Art und Weise, wie sie diese auf Wurzeln, Stängel, Blätter und Getreide oder Früchte aufteilen und neu verteilen, begrenzt, sagt Brown, Wissenschaftler am New Zealand Institute for Plant and Food Forschung. „Das steuert letztlich den Einfluss einer Pflanze auf ihre Umgebung und ihre Produktivität. Während die gesamte Partitionsbiomasse in gewisser Weise modelliert wird, sind ihre Ansätze oft nicht gut dokumentiert oder getestet. Wir hoffen, dass dieses Papier zusammen mit ein weiteres aktuelles Papier über den Modellentwicklungs- und Testprozess, wird die Erwartungen an die Transparenz und Überprüfung weit verbreiteter Simulationsmodelle wecken.“
Nach der Parametrisierung von Biomasseangebot und -nachfrage basierend auf einem großen Testdatensatz war das Modell in der Lage, genaue Vorhersagen der zeitlichen Muster der Aufteilung und Neuverteilung von Biomassekomponenten auf jedes Organ für die beiden Nutzpflanzen unter unterschiedlichen Stressbedingungen zu geben. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass Theorie und Umsetzung des Schiedsverfahrensansatzes im PMF solide sind.
