在农业中减少农药的使用十分必要，但这涉及到向更复杂的生态系统转变。植物冠层异质性可能会更强，因为在低除草剂的土地上杂草品种更加丰富，而且间作(即混合不同的作物品种或品种)是一种有效减少化学投入的选择。建模有助于理解和设计复杂的农业生态种植系统，但很少有关于植物根系模型。然而，地下过程，如对土壤资源的竞争或根寄生植物的侵染，是决定植物群落结构的关键因素。

将预测地上植物生长，土壤结构和气候的FLORSYS与预测根系生长的RSCone结合起来

植物生长期不同遮荫和氮胁迫条件下6种作物和杂草根系生物量与氮素胁迫指数的关系

本研究的目的是建立一个模型，模拟种植系统和土壤气候的异质三维作物杂草冠层，用于农业生态种植系统的设计。我们(1)将根系模型(RSCone)与杂草动力学模型(FlorSys)相结合，如此，可同时包含植物的地上部和地下部;(2)评估模型的预测性能;(3)分析物种参数对潜在土壤资源吸收和寄生植物根系感染的影响。使用根与植物总生物量之间众所周知的异速关系来连接RSCone和FlorSys，并创建新形式模拟土壤对根系生长的影响。结果显示，本文提出的模型可以正确预测各种种植系统中的长期杂草动态。从步骤3)，我们描述了具有潜在竞争土壤资源和最有可能被寄生植物感染的作物和杂草群落，例如，迅速出现并占领土壤的物种，应优先控制这些物种。另外本文还指出，虽然本文关注的作物-杂草的竞争，但该方法也可以应用于其他异质性的冠层，例如设计作物间作。

28种农作物(有10种豌豆)和杂草的根生物量与总植物生物量的关系。

来源：

Pointurier O, Moreau D, Pagès L, et al. Individual-based 3D modelling of root systems in heterogeneous plant canopies at the multiannual scale. Case study with a weed dynamics model. Ecological Modelling. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2020.109376.