Modelo informático para la construcción de doseles virtuales de fresa

• Published in: Revista mexicana de ciencias agrícolas (México) Vol. 6; no. 2; pp. 291 - 302
• Main Authors: Cárdenas Navarro, Raúl, España Boquera, María Luisa, Omar Champo, Jiménez, Arellano, Fernando, Lobit, Philippe
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) 2015
• Subjects: computational model; dosel virtual; ecophysiological modeling; Fragaria vesca L; modelado ecofisiológico; modelo computaciona; virtual canopy
• ISSN: 2007-0934

Virtual canopies are used in ecophysiological models to study how plants work. The purpose of this work was to develop a computer model to build virtual canopies of strawberry plants and evaluate the ability of these to simulate intercepted radiation (approximated with the void fraction), fundamental to the processes of photosynthesis and transpiration. The model represents each plant as a set of sheets, from the average surface of its central leaflet, the average number of leaves per plant and planting geometry. The relationship between the size of leaflets and petiole follow normal distribution functions, adjusted with field data. Data was collected in three sampling areas of 1 m2 , in a plot of production, where leaves were measured four times to simulate different densities of vegetation. Simultaneously, photographs were taken from illumination angles at, 0o , 15o and 30o , to measure the void fraction near nadir, to estimate the light intercepted by the leaves around solar noon. The model was used to build virtual canopies equivalent to those measured in field. Linear correlations between the void fraction (from each illumination angle) of the actual canopy (photographs) and virtual (projections) were calculated; obtaining r> 0.98 and RMSE <0.023. The model satisfactorily represents the canopy of strawberry plants which corresponds to light interception and can be used to simulate performance models of a crop Los doseles virtuales se utilizan en modelos ecofisiológicos para estudiar el funcionamiento de las plantas. El propósito de estetrabajo fue desarrollar un modelo informático para construir doseles virtuales de plantas de fresa y evaluar la habilidad de éstos para simular la radiación interceptada (aproximada con la fracción de huecos), fundamental para los procesos de fotosíntesis y transpiración. El modelo representa cada planta como un conjunto de hojas, a partir de la superficie promedio de su foliolo central, el número promedio de hojas por planta y la geometría de plantación. La relación entre las dimensiones de los foliolos y el pecíolo siguen funciones normales de distribución, ajustadas con datos de campo. Los datos se obtuvieron en tres áreas de muestreo de 1 m2 , de una parcela de producción, donde las hojas se midieron en cuatro tiempos para simular diferentes densidades de vegetación. Simultáneamente, se tomaron fotografías desde ángulos de iluminación de 0o , 15o y 30o , para medir la fracción de huecos cerca del nadir, para estimar la luz interceptada por las hojas alrededor del mediodía solar. Se utilizó el modelo para construir doseles virtuales equivalentes a los medidos en campo. Se calcularon correlaciones lineales entre la fracción de huecos (desde cada ángulo de iluminación) de los doseles reales (fotografías) y virtuales (proyecciones), obteniendo r> 0.98 y RMSE< 0.023. El modelo representa satisfactoriamente el dosel de plantas de fresa en lo que corresponde a la intercepción de luz y puede utilizarse para modelos de simulación del funcionamiento del cultivo.