Fotosynthese is het proces dat planten gebruiken om voedsel te maken, met behulp van lichtenergie, kooldioxide en water. Dit proces is nodig voor groei en gaat door gedurende de levenscyclus van de plant. De snelheid van fotosynthese in planten is afhankelijk van de beschikbaarheid van deze drie elementen. De sterkte van het beschikbare licht voor de plant, de concentratie koolstofdioxide in de atmosfeer en de hoeveelheid water beschikbaar voor de plant kunnen allemaal het fotosyntheseproces bevorderen of vertragen. 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 kracht van het licht dat de plant ter beschikking staat, is van invloed op het fotosyntheseproces. Het lichtafhankelijke stadium van fotosynthese kan alleen plaatsvinden als er voldoende licht beschikbaar is voor de plant om te absorberen. Wanneer er niet genoeg licht is, kunnen pigmenten zoals chlorofyl niet genoeg lichtenergie absorberen om adenosinetrifosfaat te vormen, ook 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, die de lichtonafhankelijke fase wordt genoemd. Om deze reden kan de fotosynthese alleen bij daglicht beginnen, maar zodra de ATP is gemaakt, kan het proces op elk moment worden voltooid dat de juiste hoeveelheid water en kooldioxide beschikbaar is.
Kooldioxide en water
Fotosynthese vereist een bepaalde hoeveelheid kooldioxide om succesvol te zijn. De hoeveelheid koolstofdioxide die beschikbaar is in de atmosfeer neemt af op grotere hoogten, wat het fotosynthese-proces vertraagt. Op extreem hoge hoogtes kan een gebrek aan kooldioxide het proces volledig voorkomen. Naast koolstofdioxide heeft de plant ook water nodig voor de chemische reactie die suiker veroorzaakt. Elke suikermolecule die door de plant wordt geproduceerd, vereist zes moleculen water. De watermoleculen leveren waterstof en laten de resterende zuurstof achter als afvalproduct. 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 tot stand gebracht door bladverliezende boombladeren. In dit experiment werd bepaald dat de geteste bladeren 44,14 ppm (delen per miljoen) koolstofdioxidegas verwerkten in elke minuut fotosynthese voor elke gram bladoppervlak.
