Fotosynteza – czynniki decydujące o procesie fotosyntezy

Czynniki wpływające na fotosyntezę dzielą się na zewnętrzne i wewnętrzne, regulują proces fotosyntezy, jej przebieg i natężenie. Dwutlenek węgla jest niezbędny w procesie fotosyntezy i sprowadza się do jej podstawowego równania. Ilość dwutlenku węgla w atmosferze stanowi 0, 03 % objętości znajdujących się w niej gazów atmosferycznych, występuje w stężeniu niższym od optymalnego przebiegu fotosyntezy. Podniesienie ilości CO2 o 0, 15 % prowadzi do trzykrotnego wzrostu natężenia procesu. Ilość CO2 w powietrzu jest stale uzupełniany w wyniku oddychania organizmów żywych i działalności człowieka (spalanie paliw), procesów mikrobiologicznych w glebie, podczas organicznego nawożenia gleby.

Podczas podniesienia stężenia CO2 w zamkniętych inspektach następuje intensywny wzrost roślin. Światło jest niezbędne do zajścia fotosyntezy, powoduje reakcje świetlne potrzebne do wytworzenia czynników redukujących CO2. Intensywność fotosyntezy zależy od natężenia światła i długości fali światła. Minimalne natężenie światła inicjujące fotosyntezę jest różne dla wielu roślin np. brzoza wymaga 1/9 światła dziennego, mech-1/2000 (rośliny światłolubne i cieniolubne). Rośliny światłożądne osiągają najwyższą wartość przydużym natężeniu światła, cieniolubne-przy niższym. Punkt kompensacyjny przypada dla takiej wartości natężenia światła, przy której następuje równoważenie fotosyntezy przez oddychanie jako zjawiska odwrotnego. Wyraża się to nieobecnością wymiany gazów (O2, CO2) między rośliną a środowiskiem zewnętrznym. U gatunków światłolubnych punkt kompensacyjny jest wysoki, u cieniolubnych-niski.

Przy najwyższym natężeniu proces fotosyntezy przebiega dalej nawet przy podniesieniu wartości i nie ulega zatrzymaniu. Zahamowanie procesu następuje przy silnym długotrwałym świetle. Maksymalne natężenie fotosyntezy zachodzi przy świetle czerwonym (długość fali wynosi 670 nm), zdarza się też przy świetle niebieskim (420 nm). Emisja światła przy tego typu długościach fal jest skuteczniej pochłaniane przez cząsteczki chlorofilu (barwnik ten odgrywa główną rolę w procesie asymilacji). Funkcja chlorofilu sprowadza się do absorpcji energii świetlnej w zielonych częściach rośliny i jej przemiany do energii chemicznej. Istotnym czynnikiem fotosyntezy jest też woda, która decyduje o stopniu rozwarcia szparek w czasie dyfuzji CO2 do środka rośliny, jest punktem wyjścia dla fotosyntezy, wpływa na uwodnienie plazmy, co warunkuje procesy zachodzące w komórce, przede wszystkim reakcje syntezy. Temperatura ma wpływ na intensywność procesu.

Najniższa wartość temperatury zależy od gatunku rośliny, np. dla świerka najniższa temperatura przypada poniżej 0ºC, dla roślin tropikalnych-kilka stopni powyżej zera. Wartość optymalnej temperatury w przebiegu fotosyntezy wynosi 20-30ºC, przy przekroczeniu tych wartości następuje spadek intensywności procesu, w przedziale temperatur 30-40ºC dochodzi do zahamowania reakcji. Fakt zależności od temperatury wskazuje na uczestniczenie reakcji enzymatycznych w trakcie fotosyntezy. Czynniki odżywcze pełnią ważną funkcję ze względu na zależność fotosyntezy od odżywiania roślin. Brak składnika mineralnego zmniejsza natężenie fotosyntezy. Do zahamowania procesu może dojść w przypadku zbytniego nagromadzenia się produktów asymilacji cukrów. Wewnętrzne czynniki plazmatyczne mają również swój udział podczas fotosyntezy i wskazują na zakres uczestniczenia aparatu fotosyntetycznego. Do czynników tych należą charakterystyczne enzymy. Na jakość procesu fotosyntezy ma wpływ budowa liści, wiek komórek, sposób ułożenia chloroplastów względem światła.