Die Atmung besteht aus einer Reihe von Reaktionen, die hauptsächlich in den Mitochondrien von Pflanzenzellen ablaufen. Die Atmung wandelt Sauerstoff und die bei der Photosynthese entstehenden Zucker in Kohlendioxid, Wasser und Energie um. Neben der Pflanzenart beeinflussen mehrere Umweltfaktoren die Atmungsrate einer Pflanzenzelle.
Gewebealter/Lebensstadium
Jüngeres Gewebe hat eine höhere Atemfrequenz als älteres Gewebe. So haben die Wurzelspitze und die jungen Blätter eine höhere Atmungsrate als ältere Wurzelsegmente und Blätter.
Wenn ein Samen zum ersten Mal Wasser aufnimmt, steigt die Atmungsrate der Zellen schnell an, flacht aber nach etwa 20 Minuten ab.
Reifende Früchte beherbergen einen Ausbruch der Atmungsaktivität, der ihren Höhepunkt erreicht, wenn die Früchte ihre höchste Reife erreichen.
Temperatur
Die Atmungsrate einer Pflanzenzelle nimmt ab, wenn die Temperatur sinkt, bis die Atmung bei Temperaturen um den Gefrierpunkt fast oder vollständig zum Erliegen kommt. Die Atmung nimmt mit steigender Temperatur zu, bis sehr hohe Temperaturen erreicht werden und zu Gewebeschädigungen führen.
Die Temperatur beeinflusst die Atmung für die Aufrechterhaltung stark (viel mehr als Zellen, die für das Pflanzenwachstum bestimmt sind). Pflanzen in gemäßigten Klimazonen haben im Winter viel geringere Atmungsraten als in warmen Sommern.
Die Atmungsrate von Früchten kann durch die Lagerung von Früchten an kühlen, trockenen Orten kontrolliert werden. Niedrigere Lagertemperaturen können die Atmung und Reifung von Früchten verlangsamen.
Sauerstoff
Die Atmung nimmt mit abnehmendem verfügbarem Sauerstoff ab. Unter Umständen, in denen kein Sauerstoff vorhanden ist, wie in schlecht entwässernden Böden, tritt anaerobe Atmung (Fermentation) auf. Anaerobe Atmung führt zu Kohlendioxid, etwas Energie und Ethanol. Diese Art der Atmung wird auch zur Herstellung von Alkoholen verwendet.
Die Atmungsrate der meisten Pflanzen erreicht ihren Höhepunkt um den normalen Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre.
Kohlendioxid
Kohlendioxid, eines der Abfallprodukte der Atmungsgleichung, beeinflusst auch die Atmung Je höher die Konzentration von Kohlendioxid, desto geringer die Atmungsrate.
Beschädigung
Die Atmung nimmt sowohl in direkt infizierten als auch in den umgebenden Zellen zu, wenn Pflanzengewebe beschädigt oder infiziert wird. Wenn ein Apfel ein Wurmloch hat, ist es oft von einem kleinen braunen Fleck umgeben - dies ist ein Hinweis auf eine erhöhte Atmung in der Umgebung der beschädigten Zellen.
Wassermangel
Trockenes Gewebe hat eine geringere Atemfrequenz als hydratisiertes Gewebe. Obwohl Dürre einen viel größeren Einfluss auf den Prozess der Photosynthese in Pflanzenzellen hat, wirkt sich der Mangel an verfügbarem Wasser auch negativ auf die Atmung aus.
Verfügbare Zucker
Eine Erhöhung der verfügbaren Zucker aus der Photosynthese führt im Allgemeinen zu einer erhöhten Atmungsrate. Die Atmungsraten in den Blättern des oberen Blätterdachs sind oft höher als die der Blätter des unteren Blätterdachs, da die Blätter des oberen Blätterdachs mehr Zucker produzieren.