Quantification of the light absorption by plants with a complex canopy – maize case

Quantification de l’absorption de la lumière par des plantes à géométrie complexe – cas du maïs

M. El Hisse1, S. Khabba1*, A. Lahrouni1, J.-F. Ledent2, B. Bennouna1

1 Département de physique, Faculté des Sciences Semlalia, B.P. 2390, Marrakech, Maroc

2 ECOP Grandes cultures, 2 place croix du sud. B-1348. Louvain.-La-Neuve, Belgique

* Corresponding author. E-mail: khabba@ucam.ac.ma

Received : 27 January 2005; revised version accepted: 14 June 2006

Abstract 

Maize plant have a complex canopy. Its leaf presents an undulations at the lamina edge, a curved midrib and a variable width along the leaf. In this work, the lamina surface was described by a three-dimensional and parametrical model. The canopy parameters were observed experimentally in the field. The model was solved by using the vectorial analysis and the trapeze method for integration. The obtained results show that light absorption by maize leaf was significantly affected by the sun zenith angle q 0. The study shows also that the lamina undulations contribute to the increase or decrease of light interception depending on the range of the lamina inclination angle q .

Keywords: Maize leaf; Undulations; Light; Interception.

Résumé 

La plante du maïs a une géométrie complexe. Son limbe foliaire présente des ondulations à la bordure, une nervure centrale courbée et une largeur variable le long de la nervure centrale. Dans ce travail, la surface de la feuille du maïs est décrite, dans l’espace tridimensionnel, par des équations paramétriques. Les paramètres géométriques de la feuille sont observés expérimentalement. Les équations ainsi formées sont résolues par application de l’analyse vectorielle et elles sont intégrées par la méthode des trapèzes. Les résultats obtenus montrent que l’absorption de la lumière par la feuille du maïs est significativement influencée par l’angle zénithal solaire q 0. L’étude montre aussi que la présence des ondulations contribue à l’augmentation ou à la diminution de l’interception de la lumière selon l’intervalle des angles de courbure du limbe foliaire, q , considéré.

Mots clés : Feuille du maïs; Ondulations; Lumière; Interception.

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