Modelling and simulation of the architecture and development of the oil-palm (Elaeis guineensis Jacq.) root system with special attention to practical application

Jourdan Christophe, Rey Hervé. 1996. Modelling and simulation of the architecture and development of the oil-palm (Elaeis guineensis Jacq.) root system with special attention to practical application. In : Proceedings of the 1996 PORIM International Palm Oil Congress : competitiveness for the 21st Century. Agriculture Conference. Darus Ariffin (ed.), Wahid Mohd Basri (ed.), Rajanaidu Nookiah (ed.), Hj Tayeb Dolmat (ed.), Paranjothy K. (ed.), Cheah Suan-Choo (ed.), Chang Kwong Choong (ed.), Ravigadevi S. (ed.). PORIM. Kuala Lumpur : PORIM, 97-110. PORIM International Palm Oil Congress, Kuala Lumpur, Malaisie, 23 Septembre 1996/28 Septembre 1996.

Autre titre : Modélisation et simulation de l'architecture et du développement du système racinaire du palmier à huile (Elaeis guineensis Jacq.), avec une attention particulière pour les applications pratiques

Résumé : L'architecture et la dynamique de croissance du système racinaire sont décrites. Après une phase juvénile transitoire, 8 types morphologiques de racine sont distingués selon leur état de différenciation et leur schéma de développement. La position relative de ces types de racine représente une unité morphologique et fonctionnelle appelée unité architecturale racinaire. En identifiant la séquence d'édification de ces différentes racines, il a été possible d'établir les bases d'une formalisation mathématique du fonctionnement des méristèmes racinaires. Les modèles utilisés sont basés sur des processus stochastiques. Les processus de croissance, de ramification et de mortalité des axes ainsi que les paramètres géométriques ont été formalisés puis rassemblés dans un modèle synthétique : l'axe de référence. La simulation fournit des maquettes numériques tridimensionnelles dont la validation est satisfaisante. Ces maquettes permettent d'estimer et de localiser la biomasse racinaire, les surfaces absorbantes et le volume de sol exploré. Ces applications sont prometteuses pour l'étude de la répartition du carbone entre les parties aérienne et souterraine des plantes ou une approche du phénomène complexe de la concurrence racinaire

Résumé (autre langue) : The architecture and growth dynamics of the oil palm root system are described. Following a transitional juvenile phase, eight different morphological types of roots were distinguished according to their development pattern and state of differentiation: primary vertical roots (RI VD) and primary horizontal roots (RI H), secondary horizontal roots (RII H), upward growing secondary vertical roots (RII VU) and downward growing secondary vertical roots (RII VD), superficial (sRIII) and deep ( dRIll) tertiary roots and quaternary roots (RIV) . The relative position of these types of roots represents a morphological and functional unit of the root system, called "root architectural unit" of the oil palm. By identifying the edification sequence of these different roots we were able to establish the basis for mathematical formalization of the functioning of root meristems. The mathematical models used in this work are based on stochastic processes (graphs, automata, laws of probability). The processes of growth, branching and mortality and the geometrical parameters are formalized and put together in a computer model: the reference axis. Simulation provides three-dimensional numerical mock-ups, the validation of which appears satisfactory. These models help to estimate root biomass and distribution, locate and quantify the absorbing parts of roots and assess the volume of soil explored by assimilating roots. These various applications offer a promising future for the study of carbon allocation patterns between the aerial and underground parts of plants, or an approach towards the intricate phenomenon of root competition.

Mots-clés Agrovoc : Elaeis guineensis, système racinaire, ramification, modèle de simulation, racine, développement biologique, simulation, potassium, phosphore, absorption de substances nutritives, biomasse

Mots-clés complémentaires : Architecture végétale

Classification Agris : F50 - Anatomie et morphologie des plantes
U10 - Informatique, mathématiques et statistiques

Auteurs et affiliations

• Jourdan Christophe, CIRAD-CP-PALMIER (FRA) ORCID: 0000-0001-9857-3269
• Rey Hervé, CIRAD-GERDAT-UNITE DE MODELISATION DES PLANTES (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/388703/)

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