Fotosintezė yra vienas žymiausių Žemėje randamų biocheminių procesų, leidžiantis augalams naudoti saulės šviesą maistui gaminti iš vandens ir anglies dioksido. Paprasti mokslininkų atlikti eksperimentai rodo, kad fotosintezės greitis labai priklauso nuo kintamųjų, tokių kaip temperatūra, pH ir šviesos intensyvumas. Fotosintezės greitis paprastai matuojamas netiesiogiai, nustatant augalų išskiriamą anglies dioksido kiekį.
Kaip veikia fotosintezė
Fotosintezė apibrėžia procesą, kurio metu augalai ir kai kurios bakterijos gamina gliukozę. Mokslininkai apibendrina procesą taip: naudojant saulės šviesą, anglies dioksidą + vandenį = gliukozę + deguonį. Procesas vyksta specialiose struktūrose, vadinamose chloroplastais, esančiais lapų ląstelėse. Optimalus fotosintezės greitis lemia didesnį anglies dioksido kiekį iš vietinės atmosferos, gaminant didesnį gliukozės kiekį. Kadangi gliukozės kiekį augaluose sunku išmatuoti, mokslininkai naudoja anglies dioksido pasisavinimo kiekį arba jo išsiskyrimą kaip priemonę fotosintezės greičiui matuoti. Pavyzdžiui, naktį arba kai sąlygos nėra geriausios, augalai išskiria anglies dioksidą. Didžiausias fotosintezės greitis skiriasi nuo augalų rūšių, tačiau pasėliai, pavyzdžiui, kukurūzai, gali pasiekti anglies dioksidą asimiliacijos norma siekia net 0,075 uncijos už kubinę pėdą per valandą arba 100 miligramų už decimetrą per valandą. Siekdami optimalaus kai kurių augalų augimo, ūkininkai juos laiko šiltnamiuose, kurie reguliuoja drėgmės ir temperatūros sąlygas. Yra trys temperatūros režimai, per kuriuos keičiasi fotosintezės greitis.
Žema temperatūra
Fermentai yra baltymų molekulės, kurias gyvi organizmai naudoja biocheminėms reakcijoms atlikti. Baltymai yra sulankstyti į ypatingą formą, ir tai leidžia jiems efektyviai prisijungti prie dominančių molekulių. Esant žemai temperatūrai, nuo 32 iki 50 laipsnių pagal Celsijų - 0–10 laipsnių Celsijaus, fotosintezę atliekantys fermentai neveikia efektyviai, o tai sumažina fotosintezės greitį. Tai sumažina gliukozės gamybą ir lems augimo sulėtėjimą. Augalams šiltnamyje įrengus šiltnamio šildytuvą ir termostatą, tai neleidžia atsirasti.
Vidutinė temperatūra
Esant vidutinei temperatūrai, nuo 50 iki 68 laipsnių pagal Celsijų, arba nuo 10 iki 20 laipsnių Celsijaus, fotosintezės fermentai veikia optimaliu lygiu, todėl fotosintezės rodikliai yra dideli. Norėdami gauti geriausius rezultatus, nustatykite šiltnamio termostatą iki šios ribos, atsižvelgiant į konkretų augalą. Esant tokioms optimalioms temperatūroms, ribojančiu veiksniu tampa anglies dioksido difuzija į lapus.
Aukšta temperatūra
Esant aukštesnei nei 68 laipsnių Fahrenheito arba 20 laipsnių Celsijaus temperatūrai, fotosintezės greitis mažėja, nes fermentai šioje temperatūroje neveikia taip efektyviai. Taip yra nepaisant padidėjusio anglies dioksido difuzijos į lapus. Esant aukštesnei nei 104 laipsnių pagal Farenheitą - 40 laipsnių Celsijaus temperatūrai - fotosintezę atliekantys fermentai praranda savo formą ir funkcionalumą, o fotosintezės greitis greitai mažėja. Fotosintezės greičio ir temperatūros grafike pateikiama išlenkta išvaizda, kai didžiausias greitis įvyksta arti kambario temperatūros. Šiltnamis ar sodas, užtikrinantys optimalią šviesą ir vandenį, bet per įkaitę, gamina mažiau energingai.
