Sisu
Fotosüntees on üks tähelepanuväärsemaid biokeemilisi protsesse, mida Maal leitakse ja see võimaldab taimedel kasutada päikesevalgust toitu veest ja süsinikdioksiidist. Teadlaste tehtud lihtsad katsed näitavad, et fotosünteesi kiirus sõltub kriitiliselt sellistest muutujatest nagu temperatuur, pH ja valguse intensiivsus. Fotosünteesi kiirust mõõdetakse tavaliselt kaudselt, tuvastades taimede eralduva süsinikdioksiidi koguse.
Kuidas fotosüntees töötab
Fotosüntees määratleb protsessi, mille käigus taimed ja mõned bakterid toodavad glükoosi. Teadlased võtavad protsessi kokku järgmiselt: kasutades päikesevalgust, süsihappegaasi + vett = glükoos + hapnik. Protsess toimub spetsiaalsetes struktuurides, mida nimetatakse kloroplastideks ja mis paiknevad lehtede rakkudes. Optimaalsed fotosünteesi kiirused viivad kohalikust atmosfäärist suurema koguse süsihappegaasi eemaldamiseni, tootes suuremas koguses glükoosi. Kuna glükoositasemeid taimedes on keeruline mõõta, kasutavad teadlased fotosünteesi kiiruse mõõtmiseks süsinikdioksiidi assimilatsiooni kogust või selle eraldumist. Näiteks öösel või kui tingimused pole soodsad, eraldavad taimed süsinikdioksiidi. Maksimaalsed fotosünteesi kiirused on taimeliikide lõikes erinevad, kuid selliste põllukultuuride nagu mais võib süsinikdioksiidi assimilatsioonikiirus olla kuni 0,075 untsi kuupjalga kohta tunnis või 100 milligrammi detsimeetri kohta tunnis. Mõne taime optimaalse kasvu saavutamiseks hoiavad põllumehed neid kasvuhoonetes, mis reguleerivad selliseid tingimusi nagu niiskus ja temperatuur. On olemas kolm temperatuurirežiimi, mille jooksul fotosünteesi kiirus muutub.
Madal temperatuur
Ensüümid on valgumolekulid, mida elusorganismid kasutavad biokeemiliste reaktsioonide läbiviimiseks. Valgud volditakse väga kindlaks kujuks ja see võimaldab neil huvipakkuvate molekulidega tõhusalt seostuda. Madalatel temperatuuridel, vahemikus 32–50 kraadi Fahrenheiti - 0–10 kraadi Celsiuse järgi - fotosünteesi teostavad ensüümid ei tööta tõhusalt ja see vähendab fotosünteesi kiirust. See viib glükoositootmise vähenemiseni ja kasvu aeglustumiseni. Kasvuhoone sees asuvate taimede puhul väldib kasvuhoone küttekeha ja termostaadi paigaldamine seda.
Keskmised temperatuurid
Keskmisel temperatuuril 50–68 kraadi Fahrenheiti või 10–20 kraadi Celsiuse järgi toimivad fotosünteesi ensüümid optimaalsel tasemel, nii et fotosünteesi kiirus on kõrge. Parimate tulemuste saamiseks seadke kasvuhoonetermostaat sõltuvalt konkreetsest taimest temperatuurile selles vahemikus. Nendel optimaalsetel temperatuuridel muutub piiravaks teguriks süsihappegaasi difusioon lehtedesse.
Kõrge temperatuur
Temperatuuril üle 68 kraadi Fahrenheiti ehk 20 kraadi Celsiuse järgi langeb fotosünteesi kiirus, kuna ensüümid ei tööta sellel temperatuuril nii tõhusalt. Seda vaatamata süsinikdioksiidi difusiooni lehtedesse suurenemisele. Temperatuuril üle 104 kraadi Fahrenheiti - 40 kraadi Celsiuse järgi - kaotavad fotosünteesi viivad ensüümid oma kuju ja funktsionaalsuse ning fotosünteesi kiirus väheneb kiiresti. Fotosünteesi kiiruse ja temperatuuri graafik kujutab endast kõverjoonelist kujundit, mille tippkiirus toimub toatemperatuuri lähedal. Kasvuhoone või aed, mis pakub optimaalset valgust ja vett, kuid läheb liiga kuumaks, annab vähem jõudu.