Fotosynteesi on prosessi, jota kasvit käyttävät ruoan luomiseen käyttämällä valoenergiaa, hiilidioksidia ja vettä. Tämä prosessi on välttämätön kasvun kannalta ja jatkuu koko kasvin elinkaaren ajan. Kasvien fotosynteesinopeus riippuu näiden kolmen elementin saatavuudesta. Kasvien käytettävissä olevan valon vahvuus, hiilidioksidin pitoisuus ilmakehässä, ja laitoksen käytettävissä oleva vesimäärä voi kaikki kannustaa tai hidastaa sen prosessia fotosynteesi. Näiden kolmen olennaisen elementin on oltava optimaalinen yhdistelmä, jotta fotosynteesin kemiallinen reaktio tapahtuu. Ilman oikeaa tasapainoa fotosynteesi voi hidastua tai pysähtyä kokonaan.
Kevyt
Kasvien käytettävissä olevan valon voimakkuus vaikuttaa fotosynteesiprosessiin. Valosynteesinen fotosynteesivaihe voi tapahtua vasta, kun kasvien imeytymiseen on riittävästi valoa. Kun valoa ei ole tarpeeksi, pigmentit, kuten klorofylli, eivät pysty absorboimaan riittävästi valoenergiaa adenosiinitrifosfaatin, joka tunnetaan myös nimellä ATP, muodostamiseksi. ATP on kemikaali, jota kasvi käyttää energian varastointiin, ja se on välttämätön komponentti fotosynteesin toisessa vaiheessa, jota kutsutaan valosta riippumattomaksi vaiheeksi. Tästä syystä, vaikka fotosynteesi voi alkaa vasta päivänvalossa, kun ATP on luotu, prosessi voi päättyä milloin tahansa, että sopiva määrä vettä ja hiilidioksidia on saatavilla.
Hiilidioksidi ja vesi
Fotosynteesi vaatii tietyn määrän hiilidioksidia menestyäkseen. Ilmakehässä käytettävissä olevan hiilidioksidin määrä vähenee korkeammissa korkeuksissa, mikä hidastaa fotosynteesiprosessia. Erittäin korkeissa korkeuksissa hiilidioksidin puute voi estää prosessin kokonaan. Hiilidioksidin lisäksi kasvi tarvitsee myös vettä sokeria muodostavassa kemiallisessa reaktiossa. Jokainen kasvin tuottama sokerimolekyyli vaatii kuusi vesimolekyyliä. Vesimolekyylit tuottavat vetyä, jolloin jäljelle jäävä happi jää jätetuotteeksi. Jos käytettävissä oleva vesimäärä ei riitä prosessin loppuunsaattamiseen, fotosynteesi loppuu, kunnes lisää vettä on saatavilla.
Aikaikkuna
Vaikka fotosynteesinopeus vaihtelee kasvilajien ja ympäristötekijöiden välillä, on mahdollista määrittää tietyn kasvin tarkka fotosynteesinopeus. Coloradon yliopistossa suoritetussa kokeessa testattiin lehtipuiden lehtien fotosynteesinopeutta. Tässä kokeessa määritettiin, että testatut lehdet käsittelivät 44,14 ppm (miljoonasosaa) hiilidioksidikaasua joka fotosynteesiminuutti jokaista grammaa lehtipintaa kohti.