Les plantes, les algues et tous les organismes photosynthétiques constituent la principale source d’énergie de la vie sur Terre. En exploitant la lumière du soleil, ils convertissent les composés inorganiques en biomasse organique. En tant que base du réseau alimentaire, ces organismes sont appelés producteurs. , et les scientifiques quantifient leur contribution au fonctionnement des écosystèmes à travers la productivité primaire nette (NPP).
Pendant la photosynthèse, les plantes captent l’énergie lumineuse et l’utilisent pour transformer l’eau, le dioxyde de carbone et les minéraux en sucres, amidons et lipides, de nouvelles molécules organiques qui alimentent la croissance. Alors que la photosynthèse importe du CO₂, la respiration en rejette une partie dans l’atmosphère, surtout dans l’obscurité. Cet échange est essentiel lors du calcul du NPP.
Productivité primaire nette est la quantité de carbone qu'une plante ou une communauté végétale retient sur une période donnée après prise en compte des pertes respiratoires. Il reflète le gain net de biomasse disponible aux niveaux trophiques supérieurs et inclut les contributions des exsudats racinaires et les pertes éventuelles pour les herbivores.
La centrale nucléaire est obtenue en soustrayant le carbone libéré par la respiration (Ra) du carbone total fixé par la photosynthèse (productivité primaire brute, GPP) :
NPP =GPP – Ra
Dans les études en laboratoire sur les algues des bassins, les chercheurs utilisent souvent des bouteilles en verre scellées pour isoler un échantillon d’eau. En mesurant l’oxygène dissous avant le scellement et après une période d’incubation définie, ils en déduisent la fixation photosynthétique du carbone :la production d’oxygène est en corrélation avec l’absorption de CO₂. La différence entre les concentrations finales et initiales d'oxygène, ajustées pour la respiration, fournit une estimation de la NPP.
Pour les plantes terrestres, une approche courante consiste à récolter la plante entière à la fin d’une période de croissance, à la sécher jusqu’à un poids constant et à enregistrer la masse sèche. Cette biomasse sèche se rapproche du carbone net retenu. Pour les cultures telles que le maïs, cette méthode donne une estimation fiable de la PNP, bien que des variations mineures dues à l'herbivorie des insectes ou à la respiration microbienne puissent légèrement modifier le résultat.
