Fotosintēze ir process, ko augi izmanto pārtikas radīšanai, izmantojot gaismas enerģiju, oglekļa dioksīdu un ūdeni. Šis process ir nepieciešams izaugsmei un turpinās visā auga dzīves ciklā. Fotosintēzes ātrums augos ir atkarīgs no šo trīs elementu pieejamības. Augam pieejamās gaismas stiprums, oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā, un rūpnīcai pieejamais ūdens daudzums var gan veicināt, gan palēnināt fotosintēze. Lai notiktu fotosintēzes ķīmiskā reakcija, ir jābūt optimālai šo trīs būtisko elementu kombinācijai. Bez pareiza līdzsvara fotosintēze var palēnināties vai pilnībā apstāties.
Gaisma
Augam pieejamās gaismas stiprums ietekmē fotosintēzes procesu. No gaismas atkarīgā fotosintēzes stadija var notikt tikai tad, kad ir pietiekami daudz gaismas, lai augs absorbētu. Ja nav pietiekami daudz gaismas, pigmenti, piemēram, hlorofils, nespēj absorbēt pietiekami daudz gaismas enerģijas, lai izveidotu adenozīna trifosfātu, kas pazīstams arī kā ATP. ATP ir ķīmiska viela, ko iekārta izmanto enerģijas uzkrāšanai, un tā ir nepieciešama fotosintēzes otrajā fāzē, ko sauc par gaismas neatkarīgu fāzi. Šī iemesla dēļ, kamēr fotosintēze var sākties tikai dienasgaismas laikā, tiklīdz ir izveidota ATP, procesu var pabeigt jebkurā laikā, kad ir atbilstošs ūdens un oglekļa dioksīda daudzums pieejams.
Oglekļa dioksīds un ūdens
Lai gūtu panākumus, fotosintēzei nepieciešams noteikts oglekļa dioksīda daudzums. Pieejamais oglekļa dioksīda daudzums atmosfērā samazinās augstākā augstumā, kas palēnina fotosintēzes procesu. Īpaši augstā augstumā oglekļa dioksīda trūkums var pilnībā novērst procesu. Papildus oglekļa dioksīdam augam ir nepieciešams arī ūdens ķīmiskai reakcijai, kas rada cukuru. Katrai auga ražotajai cukura molekulai nepieciešamas sešas ūdens molekulas. Ūdens molekulas nodrošina ūdeņradi, atstājot atlikušo skābekli kā atkritumu produktu. Ja pieejamais ūdens daudzums nav pietiekams procesa pabeigšanai, fotosintēze apstājas, līdz ir pieejams vairāk ūdens.
Laika posms
Lai gan fotosintēzes ātrums starp augu sugām un vides faktoriem atšķiras, ir iespējams noteikt precīzu konkrēta auga fotosintēzes ātrumu. Kolorādo universitātē veiktajā eksperimentā tika pārbaudīts lapkoku lapu fotosintēzes ātrums. Šajā eksperimentā tika noteikts, ka pārbaudītās lapas katrā fotosintēzes minūtē par katru lapas virsmas gramu pārstrādāja 44,14 ppm (miljona daļas) oglekļa dioksīda gāzes.
