Mangos (Mangifera indica) sind bekannt als der König der Früchte, ein Titel, der gut zu ihnen passt. Mangobäume können in tropischen und subtropischen Ländern bis zu 300 Jahre alt werden und darüber hinaus 400-500 Mangosorten. Es ist nicht nur eine schmackhafte tropische Frucht, sondern eine Tasse Mangos enthält die Hälfte des täglichen Bedarfs an Vitamin C und 7 % des täglichen Bedarfs an Ballaststoffen. Einige der größten Herausforderungen der Mangoproduktion sind Schädlingsbefall und uneinheitliche Fruchtproduktion.
Boudon und Kollegen, mit Sitz in Frankreich, kürzlich veröffentlicht das V-Mango-Modell, das das Wachstum von Mangobäumen in 3D kompliziert simuliert. Das Modell ermöglicht es Mangozüchtern, die Fruchtproduktion abzuschätzen und Daten vorherzusagen, an denen die Pflanze anfällig für Schädlingsschäden ist. Der führende Wissenschaftler, Dr. Frédéric Boudon arbeitet an Pflanzenmodellierung und Informatik bei CIRAD und ist Co-Autor der Open-Access-Software, OpenAlea für Pflanzenwachstumsmodellierung.
Mangobaum-Wachstumszyklen können in vier Entwicklungsphasen unterteilt werden: vegetatives Wachstum (9 Monate), Ruhezeit (2 Monate), Blütezeit (2-3 Monate) und Fruchtwachstum (4 Monate). Ein Zyklus dauert bis zu 1.5 Jahre und die ersten beiden Phasen können sich am selben Baum überschneiden.
Die Forscher erstellten ein Computermodell unter Verwendung des Functional-Structural Plant Model (FSPM)-Ansatzes, bei dem die Pflanzenentwicklung aus Wachstumseinheiten (GU) bestand. Wissenschaftler haben zuvor beobachtet, wie Mangobäume auf der Insel La Réunion östlich von Madagaskar wachsen. Diese Messungen wurden von Boudon und Kollegen für die Modellierung verwendet.
Das Modell erfasst täglich komplizierte Details der Mangobaumentwicklung und berücksichtigt die Auswirkungen der Temperatur auf das Baumwachstum, das Aufplatzdatum, die Vollblüte, das Erntedatum und den Ertrag. Das Wachstum verschiedener Pflanzenteile (dh Blätter, Zweige, Blüten) wird durch Teilmodelle simuliert, die auf Lichteinfang, allometrischen Gleichungen, kohlenstoff- und wasserbezogenen biophysikalischen Prozessen beruhen. Das Fruchtgewicht errechnet sich aus Zellteilung und -ausdehnung und regt auch die Anreicherung von organischen Verbindungen (Saccharose, Fructose) und Mineralstoffen (K, Mg, Ca) an. Nach einem Wachstumszyklus (1.5 Jahre) berücksichtigt das Modell dann das Wachstum des Vorjahres, um das Wachstum des nächsten Jahres vorherzusagen.
Das Modell wurde verwendet, um zwei Szenarien zu simulieren. Erstens, ein Obstgarten mit 100 Mangobäumen und konnte klar erkennen, an welchen Tagen das Wachstum des Baumes am stärksten von Mangoblüten-Gallmücken beeinträchtigt wird, Procontarinia mangiferae. Zweitens wurde das Modell verwendet, um abzuschätzen, wie groß die Fruchtzweige für ein optimales Fruchtwachstum sein müssen. Basierend auf 1,000 Simulationen produzierten die Bäume zwischen 300-400 Früchte pro Zyklus.
Die Wissenschaftler erklären, dass diese Studie „eine Grundlage für die Entwicklung agronomischer Werkzeuge darstellt, um Anbaupraktiken zu entwerfen, die darauf abzielen, den Mango-Ertrag zu maximieren und regelmäßiger zu machen und den Einsatz von Pestiziden zu reduzieren“. Die Autoren fügen jedoch auch hinzu: „Um dieses Modell zu einem nützlichen Werkzeug für die Agronomie zu machen, sollten die Auswirkungen von Anbaupraktiken wie dem Beschneiden sowie die Wechselwirkungen mit Schädlingen integriert werden.“
Modelle sind nur so gut wie die Daten und Annahmen, die für verschiedene Prozesse getroffen wurden. Diese Studie zeigt, wie die Grundlagenforschung zum Pflanzenwachstum für hochwertige Modellierungen genutzt werden kann, die Obstbaumzüchtern helfen können. Sehen Sie sich eine zugehörige Posterpräsentation an werden auf dieser Seite erläutert als Zusammenfassung ihrer Ansätze.
