La fluorescencia de clorofila inducida por el sol (SIF) tiene una alta correlación con la Producción Primaria Bruta (GPP). Sin embargo, los estudios que se centran en el impacto de la sequía en la relación SIF-GPP han tenido resultados mixtos a diversas escalas, y los mecanismos que controlan la dinámica entre la fotosíntesis y la emisión de fluorescencia bajo estrés hídrico no se comprenden bien. Desarrollamos un sistema de medición a escala de hoja para realizar mediciones concurrentes de fluorescencia activa y pasiva, y tasas de intercambio de gases para el trigo de invierno que experimenta una sequía progresiva de un mes. Nuestros resultados confirmaron que: (1) los cambios en la asignación de energía luminosa hacia la disminución de la fotociencia (los rendimientos cuánticos de la atenuación fotocanónica en PSII disminuyeron de 0.42 a 0.21 bajo condiciones de luz intermedia) y el aumento de las emisiones de fluorescencia (los rendimientos cuánticos de fluorescencia aumentaron a 0.062 desde 0.024) a medida que avanzaba la sequía aumentan el grado de no linealidad de la relación SIF-GPP, y (2) SIF por sí solo tiene una capacidad limitada para rastrear cambios en el estado fotosintético de las plantas bajo condiciones de sequía. Sin embargo, al incorporar el factor de estrés hídrico en un modelo mecanicista de fotosíntesis basado en SIF, mostramos que las variaciones inducidas por la sequía en una variedad de parámetros fotosintéticos clave, incluyendo la conductancia estomática y la asimilación de CO fotosintético, pueden ser estimadas con precisión utilizando mediciones de SIF, radiación fotosintéticamente activa, temperatura del aire y humedad del suelo como entradas. Nuestros hallazgos proporcionan las bases experimentales y teóricas necesarias para emplear SIF de manera mecanicista para estimar la actividad fotosintética de las plantas durante períodos de estrés por sequía.