Sisältö
Fotosynteesi on yksi merkittävimmistä biokemiallisista prosesseista, joita maapallolla löytyy, ja antaa kasveille mahdollisuuden käyttää auringonvaloa ruoan valmistukseen vedestä ja hiilidioksidista. Tutkijoiden suorittamat yksinkertaiset kokeet osoittavat, että fotosynteesinopeus riippuu kriittisesti muuttujista, kuten lämpötilasta, pH: sta ja valon voimakkuudesta. Fotosynteesinopeus mitataan yleensä epäsuorasti havaitsemalla kasvien vapauttaman hiilidioksidin määrä.
Kuinka fotosynteesi toimii
Fotosynteesi määrittelee prosessin, jolla kasvit ja jotkut bakteerit valmistavat glukoosia. Tutkijat tiivistävät prosessin seuraavasti: käyttämällä auringonvaloa, hiilidioksidia + vettä = glukoosia + happea. Prosessi tapahtuu erityisissä rakenteissa, joita kutsutaan kloroplasteiksi, jotka sijaitsevat lehtien soluissa. Optimaaliset fotosynteesinopeudet johtavat suurempien hiilidioksidimäärien poistamiseen paikallisesta ilmakehästä tuottaen suurempia määriä glukoosia. Koska glukoositasoja kasveissa on vaikea mitata, tutkijat hyödyntävät hiilidioksidin assimilaation määrää tai sen vapautumista keinona mitata fotosynteettisiä nopeuksia. Esimerkiksi yön aikana tai kun olosuhteet eivät ole olosuhteet, kasvit vapauttavat hiilidioksidia. Enimmäisfotosynteesinopeudet vaihtelevat kasvilajien välillä, mutta viljelykasvien, kuten maissin, hiilidioksidin assimilaatiovauhti voi olla jopa 0,075 unssia kuutiometriä kohti tunnissa tai 100 milligrammaa desimetrissä tunnissa. Joidenkin kasvien optimaalisen kasvun saavuttamiseksi viljelijät pitävät niitä kasvihuoneissa, jotka säätelevät esimerkiksi kosteutta ja lämpötilaa. On olemassa kolme lämpötilajärjestelmää, joiden aikana fotosynteesin nopeus muuttuu.
Matala lämpötila
Entsyymit ovat proteiinimolekyylejä, joita elävät organismit käyttävät biokemiallisten reaktioiden suorittamiseen. Proteiinit taitetaan erityiseen muotoon, ja tämä antaa niiden mahdollisuuden sitoutua tehokkaasti kiinnostaviin molekyyleihin. Matalassa lämpötilassa, välillä 32-50 astetta Fahrenheit - 0-10 astetta, fotosynteesiä suorittavat entsyymit eivät toimi tehokkaasti, ja tämä vähentää fotosynteesinopeutta. Tämä johtaa glukoosin tuotannon laskuun ja johtaa hidastuvaan kasvuun. Kasvihuoneessa sijaitseville kasveille kasvihuoneen lämmittimen ja termostaatin asentaminen estää sitä.
Keskipitkä lämpötila
Keskimääräisissä lämpötiloissa, välillä 50 - 68 astetta Fahrenheit tai 10 - 20 astetta, fotosynteesientsyymit toimivat parhaimmillaan, joten fotosynteesinopeudet ovat korkeat. Aseta kasvihuonetermostaatti lämpötila-alueelle kyseisen kasvin mukaan parhaiden tulosten saavuttamiseksi. Näissä optimaalisissa lämpötiloissa rajoittavasta tekijästä tulee hiilidioksidin diffuusio lehtiin.
Korkeat lämpötilat
Lämpötiloissa, jotka ovat yli 68 Fahrenheit-astetta tai 20 astetta, fotosynteesinopeus laskee, koska entsyymit eivät toimi niin tehokkaasti tässä lämpötilassa. Tämä on huolimatta hiilidioksidin leviämisen lisääntymisestä lehteihin. Yli 104 Fahrenheit-asteen - 40 celsiusasteen - lämpötilassa fotosynteesiä suorittavat entsyymit menettävät muodonsa ja toiminnallisuutensa, ja fotosynteettinen nopeus laskee nopeasti. Fotosynteettisen nopeuden kuvaaja lämpötilan suhteen esittää kaarevaa ulkonäköä huipunopeuden ollessa lähellä huoneenlämpötilaa. Kasvihuone tai puutarha, joka tarjoaa optimaalisen valon ja veden, mutta kuumenee liian paljon, tuottaa vähemmän voimakkaasti.