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Déficit de luz y fotoinhibición

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El déficit de luz (irradiancia insuficiente para mantener A_neta > 0) y la fotoinhibición (exceso de luz que daña el PSII) son dos extremos opuestos del modelo E2. Ambos reducen la productividad: el déficit por falta de energía fotoquímica, la fotoinhibición por daño acumulado al aparato fotosintético (proteína D1 del PSII). El análisis de la curva A-I y la fluorescencia de clorofila (Fv/Fm, NPQ) permite distinguir entre ambas condiciones y cuantificar el daño actual y el potencial de recuperación.

>Modelo

ID:('ky', 21)


Fotosíntesis neta

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$A_{neta}=\frac{\alpha I A_{max}}{\alpha I+A_{max}}-R_d$

$alpha$
Eficiencia cuántica aparente
$µmol CO?/µmol photon$
$A_{max}$
Fotosíntesis máxima
$µmol CO?/m²·s$
$A_{neta}$
Fotosíntesis neta
$µmol CO?/m²·s$
$I$
Irradiancia PAR efectiva
$µmol photon/m²·s$
$R_d$
Respiración oscura
$µmol CO?/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 177)


Punto compensación luz

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$LCP=R_d/\alpha$

$alpha$
Eficiencia cuántica aparente
$µmol CO?/µmol photon$
$LCP$
Punto de compensación lumínica
$µmol photon/m²·s$
$R_d$
Respiración oscura
$µmol CO?/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 178)


Atenuación por dosel

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$I=I_0e^{-k_{LAI}LAI}$

$k_{LAI}$
Coeficiente de extinción lumínica
$1$
$LAI$
Índice de área foliar
$m²/m²$
$I$
Irradiancia PAR efectiva
$µmol photon/m²·s$
$I_0$
Irradiancia PAR sobre el dosel
$µmol photon/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 179)


Aclimatación sombra

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$\alpha_{eff}=\alpha(1+0.65S_{shade})$

$alpha$
Eficiencia cuántica aparente
$µmol CO?/µmol photon$
$S_{shade}$
Grado de aclimatación a sombra
$1$



>Modelo

ID:('gm', 180)


Amax sombra

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$A_{max,eff}=A_{max}(1-0.45S_{shade})$

$S_{shade}$
Grado de aclimatación a sombra
$1$
$A_{max}$
Fotosíntesis máxima
$µmol CO?/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 181)


Daño D1

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$\frac{dD_1}{dt}=k_{D1}\max(0,I-I_{photo})^2(1-NPQ)-k_{repair}D_1$

$NPQ$
Disipación no fotoquímica
$1$
$D_1$
Fracción dañada de proteína D1/PSII
$1$
$I$
Irradiancia PAR efectiva
$µmol photon/m²·s$
$I_{photo}$
Umbral de fotoinhibición
$µmol photon/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 182)


NPQ

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$\frac{dNPQ}{dt}=k_{NPQ}\frac{\max(0,I-I_{sat})}{I_{sat}+1}(1-NPQ)-k_{relax}NPQ$

$NPQ$
Disipación no fotoquímica
$1$
$I_{sat}$
Irradiancia de saturación
$µmol photon/m²·s$
$I$
Irradiancia PAR efectiva
$µmol photon/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 183)


Fluorescencia PSII

Storyboard



$F_v/F_m=0.82(1-D_1)(1-0.12NPQ)$

$NPQ$
Disipación no fotoquímica
$1$
$F_v/F_m$
Eficiencia máxima PSII
$1$
$D_1$
Fracción dañada de proteína D1/PSII
$1$



>Modelo

ID:('gm', 184)


Balance carbono

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$\frac{dC}{dt}=k_C(A_{neta}/20-R_C)$

$A_{neta}$
Fotosíntesis neta
$µmol CO?/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 185)


Estrés total

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$Stress=0.45\max(0,(LCP-I)/LCP)+1.4\max(0,D_1-0.18)+0.6\max(0,0.25-C)$

$D_1$
Fracción dañada de proteína D1/PSII
$1$
$Stress$
Índice de estrés lumínico total
$1$
$C$
Reserva relativa de carbono
$1$
$I$
Irradiancia PAR efectiva
$µmol photon/m²·s$
$LCP$
Punto de compensación lumínica
$µmol photon/m²·s$



>Modelo

ID:('gm', 186)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$k_{LAI}$
k_LAI
Coeficiente de extinción lumínica
1
$NPQ$
NPQ
Disipación no fotoquímica
1
$alpha$
alpha
Eficiencia cuántica aparente
µmol CO?/µmol photon
$F_v/F_m$
FvFm
Eficiencia máxima PSII
1
$D_1$
D1
Fracción dañada de proteína D1/PSII
1
$S_{shade}$
S_shade
Grado de aclimatación a sombra
1
$LAI$
LAI
Índice de área foliar
m²/m²
$Stress$
Stress
Índice de estrés lumínico total
1
$C$
C
Reserva relativa de carbono
1
$A_{max}$
A_max
Fotosíntesis máxima
µmol CO?/m²·s
$A_{neta}$
A_neta
Fotosíntesis neta
µmol CO?/m²·s
$I_{sat}$
I_sat
Irradiancia de saturación
µmol photon/m²·s
$I$
I
Irradiancia PAR efectiva
µmol photon/m²·s
$I_0$
I0
Irradiancia PAR sobre el dosel
µmol photon/m²·s
$LCP$
LCP
Punto de compensación lumínica
µmol photon/m²·s
$R_d$
R_d
Respiración oscura
µmol CO?/m²·s
$I_{photo}$
I_photo
Umbral de fotoinhibición
µmol photon/m²·s

ID:(0, 21)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile