Medición de la Actividad Fotosintética

Medición de la Actividad Fotosintética

Photosynthetic activity measurement

Laboratorio de Fisiología Vegetal, Programa de Biología, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad del Valle, Santiago de Cali, Colombia.

Resumen

Las plantas al ser organismos autótrofos se colmaron de mecanismos que buscan garantizar la ganancia de biomasa como la fotosíntesis está en diferentes condiciones. Con el propósito de conocer la relación que existe entre la clorofila a y el comportamiento de la fluorescencia como parámetro que indica la eficiencia fotosintética respecto a la cantidad de luz recibida se plantean 2 tratamientos uno en sombra permanente bajo una polisombra y uno en luz directa dentro del invernadero en 2 especies Coffea arábica (cafe) y Syzygium jambos (pomarrosa) se obtuvo información sobre la eficiencia fotosintética en razón de la fluorescencia y de las concentraciones de clorofila en ambas especies en los tratamientos anteriormente mencionados, encontrando que para ambas especies existe mayor fluorescencia en el tratamiento de sombra, y que la especie Syzygium jambos presenta diferencia significativa en la concentración de clorofila y la fluorescencia  entre el tratamiento de sombra bajo polisombra y luz en invernadero, concluyendo que el efecto de la ausencia o presencia de luz tiene impactos en la especie de pomarrosa en la concentración de clorofila y fluorescencia adicionalmente  no existe una correlación entre los factores de análisis y las especies de estudio.

Palabras clave: intensidad lumínica, clorofila a, eficiencia fotosintética, fluorescencia, conductancia.

Keywords: light intensity, chlorophyll a, photosynthetic efficiency, fluorescence, conductance.

Introducción

Las plantas al igual que todos los seres vivos, necesitan de la nutrición para obtener los materiales necesarios en la realización de sus actividades vitales. Especialmente las plantas necesitan  CO2, un elemento imprescindible que se encuentra en grandes concentraciones en la atmósfera. El proceso de transformación de la materia inorgánica en materia orgánica, sucede en organismos llamados autótrofos o fotosintetizadores, siendo los únicos organismos capaces de desarrollar esta transformación inducida por la radiación solar. Todos estos organismos contienen un pigmento llamado clorofila que tienen la capacidad de absorber luz solar para transformarla en energía química y así iniciar el proceso fotosintético (Yamatani et al., 2013). Para la fotosíntesis la planta utiliza la radiación fotosintéticamente activa (PAR) que está en el rango entre 400 a 700 nm.

El proceso de fotosíntesis se lleva a cabo mediante dos fases (lumínica y oscura) que se diferencian por la necesidad de utilizar la radiación solar. En la primera se realiza la transducción de energía, y en la segunda la reducción y fijación del carbono. (Teixeira et al., 2013). En la primera fase de la fotosíntesis, la luz induce una transferencia de electrones vectorial que requiere la cooperación de dos tipos de fotosistemas llamados I y II (PSI y PSII) los cuales funcionan como una maquinaria fotoeléctrica, aquí el agua es usada como donador de electrones que induce una separación de cargas en el PSII, con la liberación de O2 como bioproducto. la energía de la luz se convierte en energía eléctrica; luego el flujo de electrones y la energía eléctrica se transforma en energía química, que se almacena en los enlaces de la enzima NADPH y la enzima ATP. En la segunda fase, esta energía producida en la fase 1, se usa para reducir el carbono y sintetizar azúcares o glúcidos sencillos (Sagi y Fluhr, 2001).

La capacidad fotosintética de una planta tiene relación con la cantidad de CO2 fijado, que dará como consecuencia la síntesis de carbohidratos que serán utilizados por la planta para su desarrollo, el resto lo almacenan en la diferentes estructuras como raíces o frutos para ser utilizados en momentos críticos donde no sea posible realizar completamente la fotosíntesis. Estos de carbohidratos que sintetizan las plantas son utilizados para alimentar a las especies heterótrofas que no son capaces de elaborar su propio alimento; por lo tanto, cuando más fotosíntesis realiza una planta, más carbono estará fijando para convertirlas en biomoléculas. (Ramesh, 2003).

La fluorescencia de la clorofila es la energía de la luz en longitudes de onda de 400 a 700 nm es absorbida por la clorofila, la cual puede seguir tres caminos;ser usada para dirigir la fotosíntesis (procesos fotoquímicos), disipada como calor o reemitida en pequeñas pero detectables cantidades de radiación de longitud de onda más larga (rojo/rojo lejano) (procesos no fotoquímicos), esta emisión de luz es llamada fluorescencia de la clorofila a. Estos procesos se dan en competencia por lo cual, el incremento en la eficiencia de uno puede inducir decrecimiento en los otros dos. De esta manera midiendo el rendimiento de la fluorescencia de la clorofila a se proporciona información sobre cambios en la eficiencia de la fotoquímica y la disipación de calor (Maxwell y Johnson 2000). El fluorómetro no modulado puede decir que los cambios en fluorescencia por iluminación de hojas preadaptadas a oscuridad están cualitativamente correlacionados con cambios en la asimilación de CO2 y en la tasa fotosintética (Maxwell y Johnson 2000).

La clorofila es el pigmento fotorreceptor, se encarga  de la transformación de la energía de la luz solar a energía química. Esta molécula se encuentra en los cloroplastos de las células vegetales asociados a lípidos y proteínas; siendo el pigmento el responsable del color verde de las plantas, algas y algunas bacterias fotosintéticas. El contenido de clorofila en las plantas, nos permite relacionarlo con su nivel nutricional, para realizar estas mediciones, se utiliza el SPAD-502 los valores se muestran en unidades SPAD, teniendo una relación con la densidad de clorofila de la planta. (Chang y Robison, 2003). Para medir la intensidad luminosa, se utilizó el luxómetro, el cual es un instrumento de medición que permite medir simple y rápidamente la iluminación real y no subjetiva de un ambiente. La unidad de medida es el lux (lx).

Teniendo en cuenta esto el objetivo de la práctica es determinar la concentración de clorofila y la eficiencia fotosintética por medio de la fluorescencia a dos tratamientos de luz (sombra y luz ) por otra lado establecer la correlación entre el contenido de clorofila y eficiencia de las 2 especies de estudio.

Materiales y métodos

Este estudio se realizó en la Universidad del Valle (3° 22’ N, 76° 32 ́ W, elevación 970 m;), al sur de la ciudad de Cali, Valle del Cauca, Colombia. Ubicada en la zona de vida del bosque seco tropical (Espinal, 1967), con una temperatura promedio de 24.1°C y una humedad relativa promedio de 73%. Dentro de la microestación de estudios biológicos. Para realizar el estudio se eligieron 10 plantas de cada especie siendo estas Coffea arabica (Cafe) y Syzygium jambos (Poma rosa) para un total de 20 árboles donde 5 de cada especie fueron ubicadas bajo una tela polisombra para un total de 20 unidades experimentales .

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