Fotosyntes är en av de mest anmärkningsvärda biokemiska processerna som finns på jorden och tillåter växter att använda solljus för att göra mat från vatten och koldioxid. Enkla experiment som utförs av forskare visar att fotosyntesens hastighet är kritiskt beroende av variabler som temperatur, pH och intensitet av ljus. Fotosyntesen mäts vanligtvis indirekt genom att detekteras mängden koldioxid som släpps av växter.

Hur fotosyntes fungerar

Fotosyntes definierar processen genom vilken växter och vissa bakterier tillverkar glukos. Forskare summerar processen enligt följande: Användning av solljus, koldioxid + vatten = glukos + syre. Processen förekommer inom speciella strukturer som kallas kloroplaster som finns i bladens celler. Optimala fotosyntetiska hastigheter leder till avlägsnande av större mängder koldioxid från den lokala atmosfären, vilket ger större mängder glukos. Eftersom glukosnivåer inom växter är svåra att mäta använder forskare mängden koldioxidassimilering eller dess frisättning som ett medel för att mäta fotosyntetiska satser. Under natten, till exempel, eller när förhållandena inte är primära, släpper växter koldioxid ut. Maximal fotosyntetisk hastighet varierar mellan växtarter, men grödor som majs kan uppnå koldioxidassimileringshastigheter så hög som 0,075 ounce per kubikfot per timme, eller 100 milligram per decimeter per timme. För att uppnå optimal tillväxt av vissa växter bibehåller jordbrukarna dem i växthus som reglerar förhållanden som fuktighet och temperatur. Det finns tre temperaturregimer över vilka fotosyntesen förändras.

Låg temperatur

Enzymer är proteinmolekyler som används av levande organismer för att utföra biokemiska reaktioner. Proteinerna viks i en mycket speciell form, och detta låter dem binda effektivt till molekylerna av intresse. Vid låga temperaturer, mellan 32 och 50 grader Fahrenheit - 0 och 10 grader Celsius - fungerar enzymerna som utför fotosyntes inte effektivt, vilket minskar fotosyntetisk hastighet. Detta leder till en minskning av glukosproduktionen och kommer att leda till en ojämn tillväxt. För växter i ett växthus förhindrar installationen av en växthus och termostat att det här inträffar.

Medeltemperaturer

Vid medelstora temperaturer, mellan 50 och 68 grader Fahrenheit eller 10 och 20 grader Celsius , de fotosyntetiska enzymerna arbetar vid sina optimala nivåer, så fotosyntesen mäter högt. Beroende på den aktuella anläggningen, sätt växthus termostaten till en temperatur inom detta område för bästa resultat. Vid dessa optimala temperaturer blir begränsningsfaktorn diffusionen av koldioxid i bladen.

Höga temperaturer

Vid temperaturer över 68 grader Fahrenheit eller 20 grader Celsius minskar fotosyntesen för att enzymerna fungerar inte lika effektivt vid denna temperatur. Detta är trots ökningen av koldioxiddiffusion i löv. Vid en temperatur över 104 grader Fahrenheit - 40 grader Celsius - förlorar de enzymer som utför fotosyntes sin form och funktionalitet, och fotosyntesen sjunker snabbt. Grafen för fotosyntetisk hastighet kontra temperaturen ger ett böjt utseende med topphastigheten som inträffar nära rumstemperaturen. Ett växthus eller en trädgård som ger optimal ljus och vatten, men blir för varmt, producerar mindre kraftigt.