Virtuelle Pflanzen

In der pflanzenbaulichen Forschung werden zunehmend Modelle und Simulationsstudien genutzt, um einerseits wissenschaftliche Fragestellungen beantworten zu können und andererseits konkrete Handlungsoptionen für Praxis und Politik bereitzustellen. Während Modelle reale Systeme anhand mathematischer Funktionen beschreiben, sind Simulationsstudien - salopp formuliert - Experimente im Computer, die auf diesen Modellen basieren. Sie dienen dazu, Erkenntnisse zu gewinnen, die nicht oder nur mit großem Aufwand über reale Experiment gewonnen werden können. Die Ressourcennutzung eines Pflanzenbestandes in variable Umwelten ist ein Beispiel für ein komplexes pflanzenbauliches System, für das das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten nur schwer vorherzusagen ist. Stehen im Fokus der Untersuchungen zudem Fragestellungen, bei denen die besondere Rolle der Pflanzenarchitektur beleuchtet werden soll, muss diese in den Modellen auch entsprechend berücksichtigt werden.

Virtuelle Pflanzen beschreiben Pflanzenarchitektur in silico, also im Computer. Sie verknüpfen die dreidimensionale Darstellung der Pflanzenarchitektur mit Modellen für physiologische Prozesse, wie zum Beispiel Photosynthese und Verteilung der Assimilate (Abb. 1). Virtuelle Pflanzeneigenen sich daher im besonderem Maße für die Analyse von komplexen Feedback-Prozessen zwischen Bestandsarchitektur und Umweltfaktoren. Neben der Modellbildung und dem konsequenten Prüfen von Hypothesen zu Wirkungsfunktionen auf verschiedenen Ebenen (Zelle, Organ, Pflanze) steht die Hochskalierung und Integration auf Bestandsebene im Mittelpunkt dieses Forschungsschwerpunktes. Simulationsstudien, die auf Virtuellen Pflanzen basieren, helfen uns schließlich dabei, die besondere Rolle der Pflanzenarchitektur in der Ressourcennutzung systematisch untersuchen zu können.

Image 1: overview; components of a virtual plant
Image 1: overview; components of a virtual plant
Image 2: light model, in connection with a virtual planting
Image 2: light model, in connection with a virtual planting

Ansprechpartnerin

Katrin Kahlen
PD.Dr. Katrin Kahlen
Gebäude 1000
Raum 116
Tel. +49 6722 502 513
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