A fotossíntese é um dos processos bioquímicos mais notáveis encontrados na Terra e permite que as plantas usem a luz solar para fazer comida a partir da água e do dióxido de carbono. Experimentos simples realizados por cientistas mostram que a taxa de fotossíntese é criticamente dependente de variáveis como temperatura, pH e intensidade da luz. A taxa fotossintética é geralmente medida indiretamente, detectando a quantidade de dióxido de carbono liberado pelas plantas.
Como funciona a fotossíntese
A fotossíntese define o processo pelo qual as plantas e algumas bactérias fabricam glicose. Os cientistas resumem o processo da seguinte maneira: usando a luz solar, dióxido de carbono + água = glicose + oxigênio. O processo ocorre dentro de estruturas especiais chamadas cloroplastos, localizadas nas células das folhas. Taxas fotossintéticas ótimas levam à remoção de maiores quantidades de dióxido de carbono da atmosfera local, produzindo maiores quantidades de glicose. Como os níveis de glicose nas plantas são difíceis de medir, os cientistas utilizam a quantidade de assimilação de dióxido de carbono ou sua liberação como um meio de medir as taxas fotossintéticas. Durante a noite, por exemplo, ou quando as condições não são favoráveis, as plantas liberam dióxido de carbono. As taxas fotossintéticas máximas variam entre as espécies de plantas, mas culturas como o milho podem atingir dióxido de carbono taxas de assimilação de até 0,075 onças por pé cúbico por hora, ou 100 miligramas por decímetro por hora. Para atingir o crescimento ideal de algumas plantas, os agricultores as mantêm em estufas que regulam condições como umidade e temperatura. Existem três regimes de temperatura sobre os quais a taxa de fotossíntese muda.
Temperatura baixa
As enzimas são moléculas de proteínas usadas por organismos vivos para realizar reações bioquímicas. As proteínas são dobradas em uma forma muito particular, o que permite que elas se liguem com eficiência às moléculas de interesse. Em baixas temperaturas, entre 32 e 50 graus Fahrenheit - 0 e 10 graus Celsius - as enzimas que realizam a fotossíntese não funcionam com eficiência, e isso diminui a taxa fotossintética. Isso leva a uma diminuição na produção de glicose e resultará em crescimento atrofiado. Para as plantas dentro de uma estufa, a instalação de um aquecedor e termostato evita que isso ocorra.
Médias temperaturas
Em temperaturas médias, entre 50 e 68 graus Fahrenheit, ou 10 e 20 graus Celsius, as enzimas fotossintéticas funcionam em seus níveis ideais, então as taxas de fotossíntese são altas. Dependendo da planta específica em questão, defina o termostato da estufa para uma temperatura dentro desta faixa para obter melhores resultados. Nessas temperaturas ótimas, o fator limitante passa a ser a difusão do dióxido de carbono nas folhas.
Temperaturas altas
Em temperaturas acima de 68 graus Fahrenheit, ou 20 graus Celsius, a taxa de fotossíntese diminui porque as enzimas não funcionam tão eficientemente nessa temperatura. Isso apesar do aumento da difusão do dióxido de carbono nas folhas. A uma temperatura acima de 104 graus Fahrenheit - 40 graus Celsius - as enzimas que realizam a fotossíntese perdem sua forma e funcionalidade, e a taxa fotossintética diminui rapidamente. O gráfico da taxa fotossintética versus temperatura apresenta uma aparência curva com a taxa de pico ocorrendo próximo à temperatura ambiente. Uma estufa ou jardim que fornece luz e água ideais, mas fica muito quente, produz com menos vigor.
