Back to Search Start Over

How does pea architecture influence light sharing in virtual wheat-pea mixtures? A simulation study based on pea genotypes with contrasting architectures

Authors :
Romain Barillot
Abraham J. Escobar-Gutiérrez
Christian Fournier
Didier Combes
Valérie Chevalier
LUNAM Université
Groupe Ecole Supérieure d'Agriculture
Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères (P3F)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Modeling plant morphogenesis at different scales, from genes to phenotype (VIRTUAL PLANTS)
Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
LUNAM Université [Nantes Angers Le Mans]
Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Source :
AoB Plants, AoB Plants, Oxford University Press 2012, 2012, pls038+. ⟨10.1093/aobpla/pls038⟩, AoB Plants (2012), 1-15. (2012), AoB Plants, 2012, 2012, pls038+. ⟨10.1093/aobpla/pls038⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

Light sharing within virtual wheat-pea mixtures was influenced by the variability of pea’s architectural parameters affecting LAI and height. Light capture was affected by the development of leaflets, number of branches and phytomers and internode length.<br />Background and aims Light interception is a key factor driving the functioning of wheat–pea intercrops. The sharing of light is related to the canopy structure, which results from the architectural parameters of the mixed species. In the present study, we characterized six contrasting pea genotypes and identified architectural parameters whose range of variability leads to various levels of light sharing within virtual wheat–pea mixtures. Methodology Virtual plants were derived from magnetic digitizations performed during the growing cycle in a greenhouse experiment. Plant mock-ups were used as inputs of a radiative transfer model in order to estimate light interception in virtual wheat–pea mixtures. The turbid medium approach, extended to well-mixed canopies, was used as a framework for assessing the effects of leaf area index (LAI) and mean leaf inclination on light sharing. Principal results Three groups of pea genotypes were distinguished: (i) early and leafy cultivars, (ii) late semi-leafless cultivars and (iii) low-development semi-leafless cultivars. Within open canopies, light sharing was well described by the turbid medium approach and was therefore determined by the architectural parameters that composed LAI and foliage inclination. When canopy closure started, the turbid medium approach was unable to properly infer light partitioning because of the vertical structure of the canopy. This was related to the architectural parameters that determine the height of pea genotypes. Light capture was therefore affected by the development of leaflets, number of branches and phytomers, as well as internode length. Conclusions This study provides information on pea architecture and identifies parameters whose variability can be used to drive light sharing within wheat–pea mixtures. These results could be used to build up the architecture of pea ideotypes adapted to multi-specific stands towards light competition.

Details

Language :
English
ISSN :
20412851
Database :
OpenAIRE
Journal :
AoB Plants, AoB Plants, Oxford University Press 2012, 2012, pls038+. ⟨10.1093/aobpla/pls038⟩, AoB Plants (2012), 1-15. (2012), AoB Plants, 2012, 2012, pls038+. ⟨10.1093/aobpla/pls038⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....92cde598ffe0091bbaaa5c2d1a097cac
Full Text :
https://doi.org/10.1093/aobpla/pls038⟩