Fotosynthese is het proces dat planten gebruiken om voedsel te maken, met behulp van lichtenergie, koolstofdioxide en water. Dit proces is nodig voor de groei en gaat door gedurende de hele levenscyclus van de plant. De snelheid van fotosynthese in planten is afhankelijk van de beschikbaarheid van deze drie elementen. De sterkte van het licht dat beschikbaar is voor de plant, de concentratie van kooldioxide in de atmosfeer en de hoeveelheid water die voor de plant beschikbaar is, kunnen allemaal het proces van fotosynthese. Er moet een optimale combinatie van deze drie essentiële elementen zijn om de chemische reactie van fotosynthese te laten plaatsvinden. Zonder de juiste balans kan de fotosynthese vertragen of volledig stoppen.
Licht
De sterkte van het licht dat voor de plant beschikbaar is, beïnvloedt het fotosyntheseproces. Het lichtafhankelijke stadium van fotosynthese kan alleen plaatsvinden als er voldoende licht beschikbaar is voor de plant om te absorberen. Als er niet genoeg licht is, kunnen pigmenten zoals chlorofyl niet genoeg lichtenergie absorberen om adenosinetrifosfaat te creëren, ook wel bekend als ATP. ATP is een chemische stof die door de plant wordt gebruikt om energie op te slaan en is een noodzakelijke component in de tweede fase van fotosynthese, de lichtonafhankelijke fase. Om deze reden, terwijl fotosynthese alleen bij daglicht kan beginnen, zodra de ATP is gemaakt, het proces kan op elk moment worden voltooid als de juiste hoeveelheid water en kooldioxide is beschikbaar.
Kooldioxide en water
Fotosynthese vereist een bepaalde hoeveelheid koolstofdioxide om succesvol te zijn. De hoeveelheid koolstofdioxide die beschikbaar is in de atmosfeer neemt af op grotere hoogte, wat het fotosyntheseproces vertraagt. Op extreem grote hoogte kan een gebrek aan koolstofdioxide het proces volledig voorkomen. Naast kooldioxide heeft de plant ook water nodig voor de chemische reactie waardoor suiker ontstaat. Elk suikermolecuul dat door de plant wordt geproduceerd, heeft zes moleculen water nodig. De watermoleculen zorgen voor waterstof en laten de resterende zuurstof als afvalproduct achter. Als de beschikbare hoeveelheid water niet voldoende is om het proces te voltooien, stopt de fotosynthese totdat er meer water beschikbaar is.
Tijdsspanne
Hoewel de snelheid van fotosynthese verschilt tussen plantensoorten en omgevingsfactoren, is het mogelijk om de exacte snelheid van fotosynthese van een bepaalde plant te bepalen. In een experiment uitgevoerd aan de Universiteit van Colorado werd de snelheid van fotosynthese die wordt bereikt door bladverliezende boombladeren getest. In dit experiment werd vastgesteld dat de geteste bladeren 44,14 ppm (parts per million) kooldioxidegas verwerkten in elke minuut fotosynthese voor elke gram bladoppervlak.