La photosynthèse est le processus utilisé par les plantes pour créer des aliments, en utilisant de l'énergie lumineuse, du dioxyde de carbone et de l'eau. Ce processus est nécessaire à la croissance et se poursuit tout au long du cycle de vie de la plante. Le taux de photosynthèse chez les plantes dépend de la disponibilité de ces trois éléments. La force de la lumière disponible pour la plante, la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et la quantité d'eau disponible pour la plante peuvent toutes encourager ou ralentir le processus de photosynthèse. La combinaison chimique de ces trois éléments essentiels doit être optimale pour que la réaction chimique de la photosynthèse se produise. Sans le bon équilibre, la photosynthèse peut ralentir ou s’arrêter complètement.
Lumière
La force de la lumière disponible pour la plante affecte le processus de photosynthèse. Le stade de la photosynthèse dépendant de la lumière ne peut avoir lieu que lorsqu'il y a suffisamment de lumière disponible pour que la plante puisse l'absorber. Lorsqu'il n'y a pas assez de lumière, les pigments tels que la chlorophylle ne peuvent pas absorber suffisamment d'énergie lumineuse pour créer de l'adénosine triphosphate, également appelé ATP. L'ATP est un produit chimique utilisé par l'usine pour stocker de l'énergie. Il s'agit d'un composant nécessaire dans la deuxième phase de la photosynthèse, appelée phase indépendante de la lumière. Pour cette raison, alors que la photosynthèse ne peut commencer que pendant la journée, une fois l'ATP créée, le processus peut s'achever à tout moment, lorsque la quantité appropriée d'eau et de dioxyde de carbone est disponible.
Dioxyde de carbone et eau
La photosynthèse nécessite une certaine quantité de dioxyde de carbone pour réussir. La quantité de dioxyde de carbone disponible dans l'atmosphère diminue à haute altitude, ce qui ralentit le processus de photosynthèse. À des altitudes extrêmement élevées, un manque de dioxyde de carbone peut empêcher complètement le processus. En plus du dioxyde de carbone, l'usine a également besoin d'eau pour la réaction chimique qui crée le sucre. Chaque molécule de sucre produite par la plante nécessite six molécules d’eau. Les molécules d'eau fournissent de l'hydrogène, laissant l'oxygène restant sous forme de déchet. Si la quantité d'eau disponible n'est pas suffisante pour terminer le processus, la photosynthèse s'arrête jusqu'à ce que davantage d'eau soit disponible.
Plage de temps
Bien que le taux de photosynthèse diffère entre les espèces de plantes et les facteurs environnementaux, il est possible de déterminer le taux exact de photosynthèse d'une plante donnée. Dans une expérience menée à l'Université du Colorado, le taux de photosynthèse réalisé par les feuilles des arbres à feuilles caduques a été testé. Dans cette expérience, il a été déterminé que les feuilles testées traitaient 44,14 ppm (parties par million) de dioxyde de carbone gazeux par minute de photosynthèse pour chaque gramme de surface de feuille.
