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Article

A Water Supply Optimization Problem for Plant Growth Based on GreenLab Model

Lin Wu (1), Philippe de Reffye, Bao-Gang Hu (2), François-Xavier Le Dimet ORCID (1), Paul-Henry Cournède ORCID (3)
(1) System identification and optimization in physics and environment
(2) Eco-informatics
(3) Laboratoire de Mathématiques Appliquées [Paris]
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Imported on
February 21, 2005
Published on
September 11, 2005
Last modified on
March 31, 2025
Special issue 3
Volume 3, Special Issue CARI'04, november 2005
DOI
10.46298/arima.1836
License
https://about.hal.science/hal-authorisation-v1
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A Water Supply Optimization Problem for Plant Growth Based on GreenLab Model

Lin Wu (1), Philippe de Reffye, Bao-Gang Hu (2), François-Xavier Le Dimet ORCID (1), Paul-Henry Cournède ORCID (3)
(1) System identification and optimization in physics and environment
(2) Eco-informatics
(3) Laboratoire de Mathématiques Appliquées [Paris]
Abstract
English
GreenLab is a structural-functional model for plant growth based on multidisciplinary knowledge. Its mathematical formalism allows dynamic simulation of plant growth and model analysis. A simplified soil water balance equation is introduced to illustrate the interactions and feedbacks between the plant functioning and water resources. A water supply optimization problem is then described and solved: the sunflower fruit weight is optimized with respect to different water supply strategies in a theoretical case. Intuitive searching method and genetic algorithms are used to solve this mixed integer nonlinear problem. The optimization results are analyzed and reveal possible agronomic applications.
French
GreenLab est un modèle structure-fonction de croissance des plantes. Son formalisme mathématique permet la simulation dynamique de la croissance et l'analyse du modèle. Dans cet article est introduit une équation bilan de l'eau dans le sol afin de décrire les interactions entre la croissance de la plante et les ressources en eau disponibles. Un problème d'optimisation des apports d'eau au cours de la croissance est présenté et résolu par la méthode de recherche intuitive et par les algorithmes génétiques: le poids du fruit de tournesol est maximisé en fonction dedifférentes stratégies d'apports d'eau, pour une quantité d'eau totale identique. Le formalisme présenté est intéressant en ce qu'il ouvre la voieà d'importantes applications en agronomie.
Keywords
English
  • [INFO]Computer Science [cs]
  • [MATH]Mathematics [math]
  • genetic algorithm
  • mixed integer nonlinear programming problem
  • plant growth model
  • soil water balance
French
  • modèle de croissance de plantes
  • resources en eau
  • algoritmes génétiques
  • problème d'optimisation mixte
Cited by

Source: OpenCitations

  • Modeling Plant Responses to Water Supply Based on Functional-Structural Plant Model ‘GreenLab’

    Authors : Xiujuan Wang ORCID, Fangle Chang ORCID, Mengzhen Kang ORCID, Jing Hua ORCID, Haoyu Wang ORCID, Philippe de Reffye

    Journal reference : Volume , 2024, pp. 5240-5245

    DOI : 10.1109/cac63892.2024.10864512
  • Coupling Process-Based Models and Plant Architectural Models: A Key Issue for Simulating Crop Production

    Data Archiving and Networked Services (DANS)

    Authors : P. de Reffye, E. Heuvelink ORCID, Yan Guo ORCID, Bao-Gang Hu ORCID, Bao-Gui Zhang ORCID

    Journal reference : Volume , 2009, pp. 130-147

    DOI : 10.1007/978-3-642-01132-0_15
  • Simulation and Visualisation of Functional Landscapes: Effects of the Water Resource Competition Between Plants

    Journal of Computer Science and Technology

    Authors : Vincent Le Chevalier, Marc Jaeger ORCID, Xing Mei, Paul-Henry Cournède ORCID

    Journal reference : Volume 22, 2007, pp. 835-845

    DOI : 10.1007/s11390-007-9105-8
  • A Functional-Structural Plant Model—Theories and Its Applications in Agronomy

    Authors : Meng-Zhen Kang, Paul-Henry Cournède ORCID, Amélie Mathieu, Véronique Letort ORCID, Rui Qi ORCID, Zhi-Gang Zhan ORCID

    Journal reference : Volume , 2009, pp. 148-160

    DOI : 10.1007/978-3-642-01132-0_16
  • Model-assisted phenotyping and ideotype design

    Elsevier eBooks

    Authors : Pierre Martre ORCID, Bénédicte Quilot-Turion ORCID, Delphine Luquet ORCID, Mohammed-Mahmoud Ould-Sidi Memmah, Karine Chenu ORCID, Philippe Debaeke ORCID

    Journal reference : Volume , 2014, pp. 349-373

    DOI : 10.1016/b978-0-12-417104-6.00014-5
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