Los científicos de Rothamsted han desarrollado un nuevo modelo matemático para la germinación de semillas. La nueva herramienta se deriva de datos de campo y supone una mejora significativa en la precisión con respecto a los modelos anteriores.
Los modelos de germinación utilizan el agua y la temperatura como los principales impulsores de la actividad de las semillas. Actualmente, estos se basan en gran medida en el potencial hídrico, que es la energía que impulsa al agua a moverse de un sistema a otro. Esto es difícil de registrar con precisión en el campo. El nuevo modelo utiliza el contenido de agua, que es mucho más fácil de medir, según un comunicado de prensa .
Estos modelos son esenciales para la industria de las semillas, ya que es importante desarrollar líneas en las que cada semilla individual germine aproximadamente al mismo tiempo y crezca de manera uniforme. Esto es particularmente importante para cultivos como las zanahorias o las cebollas, en los que tener plantas de tamaño similar las hace más rentables.
Por lo tanto, los proveedores de semillas deben analizar muestras de semillas para garantizar que se alcance una determinada tasa de germinación, un proceso que es difícil y lleva mucho tiempo. Por ello, se utiliza un modelo para evaluar cada lote en función de una muestra determinada.
Sin embargo, los modelos actuales no siempre reflejan con precisión las condiciones de campo.
Ahí es donde entra en juego el nuevo modelo. El contenido de agua es mucho más fácil de medir con precisión in situ que los factores que determinan el potencial hídrico. Eso hace que el nuevo modelo tenga muchas más probabilidades de predecir con precisión los tiempos de germinación en situaciones de campo.
“Es la primera vez que se ha podido desarrollar un modelo de germinación utilizando datos de campo”, afirmó el Dr. Xiaoxian Zhang, autor correspondiente del nuevo estudio. “La germinación de las semillas es una etapa crucial en el desarrollo de las plantas, regulada de forma intrincada por diversos estímulos ambientales. Comprender estas interacciones es esencial para optimizar la plantación y el manejo de las plántulas, pero sigue siendo un desafío debido a los efectos compensatorios de los factores ambientales en el proceso de germinación”.
El equipo de investigación desarrolló un nuevo modelo conceptualizando la germinación de las semillas como un proceso dinámico. Para validar este modelo, realizaron experimentos de campo plantando semillas de trigo en diferentes fechas para establecer un gradiente de temperatura y en varias parcelas para crear un gradiente de contenido de agua en el suelo.
Durante siete años, compararon los datos experimentales con los resultados calculados del modelo. Los hallazgos revelaron que el modelo reproduce con precisión todos los patrones de germinación y el posterior macollamiento de las plántulas, logrando una notable precisión del 95%.
“En la germinación existe un efecto compensatorio entre el agua del suelo y el agua y el oxígeno biodisponibles. La introducción de una dimensión fisiológica permite modelar la germinación de las semillas y el posterior proceso de macollamiento como un proceso fisiológico continuo, lo que proporciona una visión más profunda de la dinámica del crecimiento de las plantas”, afirmó Zhang.
“Creemos que este nuevo enfoque ofrece un enfoque verdaderamente nuevo para el modelado de la germinación y, por primera vez, tiene en cuenta el número de macollos. También esperamos que sea más estable que los modelos de tiempo hidrotermal y, por lo tanto, más útil para la aplicación en el campo”, añadió.