Fotosynteza to proces wykorzystywany przez rośliny do wytwarzania żywności przy użyciu energii światła, dwutlenku węgla i wody. Proces ten jest niezbędny do wzrostu i trwa przez cały cykl życia rośliny. Szybkość fotosyntezy u roślin zależy od dostępności tych trzech elementów. Siła światła dostępnego dla rośliny, stężenie dwutlenku węgla w atmosferze oraz ilość wody dostępnej dla rośliny mogą sprzyjać lub spowalniać proces fotosyntezy. Musi istnieć optymalna kombinacja tych trzech podstawowych elementów, aby zachodziła reakcja chemiczna fotosyntezy. Bez właściwej równowagi fotosynteza może spowolnić lub całkowicie się zatrzymać.
Lekki
Siła światła dostępna dla rośliny wpływa na proces fotosyntezy. Zależny od światła etap fotosyntezy może mieć miejsce tylko wtedy, gdy dostępna jest wystarczająca ilość światła dla rośliny. Gdy nie ma wystarczającej ilości światła, pigmenty takie jak chlorofil nie mogą absorbować wystarczającej ilości energii świetlnej do wytworzenia trifosforanu adenozyny, znanego również jako ATP. ATP jest substancją chemiczną stosowaną przez roślinę do magazynowania energii i jest niezbędnym składnikiem drugiej fazy fotosyntezy, zwanej fazą niezależną od światła. Z tego powodu, chociaż fotosynteza może rozpocząć się tylko w świetle dziennym, po utworzeniu ATP proces może zakończyć się w dowolnym momencie, gdy dostępna jest odpowiednia ilość wody i dwutlenku węgla.
Dwutlenek węgla i woda
Fotosynteza wymaga pewnej ilości dwutlenku węgla, aby odnieść sukces. Ilość dwutlenku węgla dostępnego w atmosferze zmniejsza się na wyższych wysokościach, co spowalnia proces fotosyntezy. Na bardzo wysokich wysokościach brak dwutlenku węgla może całkowicie uniemożliwić proces. Oprócz dwutlenku węgla roślina potrzebuje również wody do reakcji chemicznej, która powoduje powstanie cukru. Każda cząsteczka cukru produkowana przez roślinę wymaga sześciu cząsteczek wody. Cząsteczki wody dostarczają wodór, pozostawiając pozostały tlen jako produkt odpadowy. Jeśli ilość dostępnej wody nie wystarczy do ukończenia procesu, fotosynteza zatrzyma się, aż będzie dostępna więcej wody.
Ramy czasowe
Chociaż tempo fotosyntezy różni się w zależności od gatunku rośliny i czynników środowiskowych, możliwe jest dokładne określenie szybkości fotosyntezy określonej rośliny. W eksperymencie przeprowadzonym na University of Colorado przetestowano tempo fotosyntezy osiągane przez liście drzew liściastych. W tym doświadczeniu ustalono, że badane liście przetwarzały 44,14 ppm (części na milion) gazowego dwutlenku węgla w każdej minucie fotosyntezy na każdy gram powierzchni liści.
