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Mechanistic numerical modeling of solute uptake by plant roots (2016)

  • Authors:
  • Autor USP: BEZERRA, ANDRÉ HERMAN FREIRE - ESALQ
  • Unidade: ESALQ
  • Sigla do Departamento: LEB
  • Subjects: QUÍMICA DO SOLO; RAIZ; SOLUTO (EXTRAÇÃO;MODELAGEM MATEMÁTICA)
  • Language: Inglês
  • Abstract: Uma modificação em um modelo existente de extração de água e transporte de solutos foi realizada com o objetivo de incluir nele a possibilidade de simular a extração de soluto pelas raízes. Uma solução numérica para a equação de convecção-dispersão (ECD), que utiliza um esquema de resolução completamente implícito, foi elaborada e considera o fluxo transiente de água e solutos com uma condição de contorno à superfície da raiz de extração de soluto dependente de sua concentração no solo, baseada na equação de Michaelis- Menten (MM). Uma aproximação linear para a equação de MM foi implementada de tal forma que a ECD tem uma solução linear e outra não-linear. O modelo considera uma raiz singular com geometria radial sendo sua superfície a condição de contorno (limite) de extração e sendo o limite extremo a meia-distância entre raízes vizinhas, função da densidade radicular. O modelo de transporte de soluto proposto inclui extração de soluto ativa e passiva e prediz a concentração de soluto como uma função do tempo e da distância à superfície da raiz, além de estimar a transpiração relativa da planta, que por sua vez afeta a extração de água e solutos e é relacionado com a condição de estresse da planta. Simulações mostram que as soluções linear e não-linear resultam em predições de extração de solutos significativamente diferentes quando a concentração de solutos no solo está abaixo de um valor limitante (Clim). A redução da extração em baixas concentrações pode resultar em umaRedução adicional na transpiração relativa. As contribuições ativa e passiva da extração de solutos variam com parâmetros relacionados à espécie de íon, à planta, à atmosfera e às propriedades hidráulicas do solo. O modelo apresentou uma boa concordância com um modelo analítico que aplica uma condição de contorno linear, à superfície da raiz, de extração de solutos dependente da concentração no solo. A vantagem do modelo numérico sobre o analítico é que ele permite simular fluxos transientes de água e solutos, sendo, portanto, possível simular uma maior gama de situações. Se faz necessário simulações com diferentes cenários e comparações com dados experimentais para se verificar a performance do modelo e, possivelmente, sugerir melhorias
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 19.02.2016
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      BEZERRA, André Herman Freire; LIER, Quirijn de Jong van. Mechanistic numerical modeling of solute uptake by plant roots. 2016.Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-28042016-104725/ >.
    • APA

      Bezerra, A. H. F., & Lier, Q. de J. van. (2016). Mechanistic numerical modeling of solute uptake by plant roots. Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-28042016-104725/
    • NLM

      Bezerra AHF, Lier Q de J van. Mechanistic numerical modeling of solute uptake by plant roots [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-28042016-104725/
    • Vancouver

      Bezerra AHF, Lier Q de J van. Mechanistic numerical modeling of solute uptake by plant roots [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-28042016-104725/

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