MARSHAL

Example d’exercie pour le modèle MARSHAL. Exemple créé par Valentin Couvreur et Valentine Calay (Faculté des bio-ingénieurs, UCL)

Petite vidéo explicative sur MARSHAL:

Le contexte

Suite au succès de vos recherches sur la perméabilité racinaire du mil, Syngenta vous engage comme consultant pour intégrer la composante « hydraulique de la racine » dans les idéotypes de soja (Glycine max). Un idéotype est une plante conceptuelle rassemblant les caractéristiques (ou traits) idéalement adaptés à une combinaison sol x climat.

Les traits racinaires :

Syngenta voudrait tester à priori la tolérance à la sécheresse de futures variétés de soja dont la conductivité radiale racinaire est augmentée (0.000281 au lieu de 0.000181 cm hPa-1 j) dans la zone jeune de chaque type de racines (0 -> 9 cm de l’extrémité pour la Taproot et 0 -> 13 cm de l’extrémité pour les latérales). Ces traits sont appelés RT (high radial conductivity in young taproot tissue), RLL (high radial conductivity in young long lateral root tissue), et RL (high radial conductivity in young lateral root tissue).

Des variétés à maturité précoce du xylème racinaire peuvent également être sélectionnées. Celles-ci ont une conductance axiale multipliée par 10, à 9 cm (13 cm) de la pointe de la racine. Ces traits sont appelés XT (high axial conductance in young taproot tissue), XLL (high axial conductance in young long lateral root tissue), et XL (high axial conductance in young lateral root tissue).

L’environnement :

L’évaporation du sol sous le climat aride du désert du Negev génère un potentiel de l’eau à la surface du sol de -15000 hPa (« point de flétrissement permanent »), mais le système de micro-irrigation sous-terrain augmente le potentiel de l’eau linéairement jusqu’à atteindre -300 hPa (« capacité au champ ») à 40 cm de profondeur. Le drainage stabilise naturellement ce potentiel à -300 hPa sous 40 cm.

Questions :

  • Faite tourner le modèle avec le mode “Use simplified root system”

  • Pour le système racinaire par défaut, quels sont les types racinaires absorbant le plus d’eau (onglet root depth profile / radial fluxes), et quel est le type racinaire transportant le plus d’eau dans son xylème (onglet root depth profile / axial fluxes) ?

  • Sous l’onglet simulations evolution / Transpiration, vous pouvez voir comment la disponibilité en eau pour la plante (considérée équivalente à sa transpiration) répond à l’environnement et aux traits racinaires. Parmi les traits XT, XLL, et XL (modifiés un à un), lequel est le plus prometteur pour augmenter la disponibilité en eau ? Interprétez.

  • Parmi les traits RT, RLL, et RL, lequel augmente le plus la disponibilité en eau pour la plante ? Interprétez.

  • Vous pouvez maintenant conclure quels sont les traits de conductivité radiale et de conductance axiale qui doivent être sélectionnés en priorité pour votre idéotype.

  • Comment évolue la disponibilité en eau pour cet idéotype en présence d’un micro-irrigateur de surface (potentiel de l’eau de -300 hPa en surface, décroissant linéairement pour atteindre -20000 hPa à 40 cm de profondeur, et gardant cette valeur de -20000 hPa plus en profondeur) ?

  • Dans ces conditions, quelle est la disponibilité en eau de la variété initiale par rapport à celle portant le trait RT ? Interprétez.