La photosynthèse est l'un des processus biochimiques les plus remarquables de la Terre et permet aux plantes d'utiliser la lumière du soleil pour fabriquer de la nourriture à partir de l'eau et du dioxyde de carbone. Des expériences simples menées par des scientifiques montrent que le taux de photosynthèse dépend de façon critique de variables telles que la température, le pH et l'intensité de la lumière. Le taux de photosynthèse est habituellement mesuré indirectement en détectant la quantité de dioxyde de carbone libérée par les plantes.
Comment fonctionne la photosynthèse
La photosynthèse définit le processus par lequel les plantes et certaines bactéries fabriquent le glucose. Les scientifiques résument le processus comme suit: utilisation de la lumière du soleil, dioxyde de carbone + eau = glucose + oxygène. Le processus se produit dans des structures spéciales appelées chloroplastes situés dans les cellules des feuilles. Les taux de photosynthèse optimaux conduisent à l'élimination de plus grandes quantités de dioxyde de carbone de l'atmosphère locale, produisant de plus grandes quantités de glucose. Puisque les niveaux de glucose dans les plantes sont difficiles à mesurer, les scientifiques utilisent la quantité d'assimilation du dioxyde de carbone ou sa libération comme moyen de mesurer les taux de photosynthèse. Pendant la nuit, par exemple, ou lorsque les conditions ne sont pas bonnes, les plantes libèrent du dioxyde de carbone. Les taux maximaux de photosynthèse varient selon les espèces végétales, mais des cultures comme le maïs peuvent atteindre des taux d'assimilation de dioxyde de carbone atteignant 0,075 once par pied cube par heure, ou 100 milligrammes par décimètre et par heure. Pour atteindre la croissance optimale de certaines plantes, les agriculteurs les gardent dans des serres qui régulent des conditions telles que l'humidité et la température. Il y a trois régimes de température sur lesquels le taux de photosynthèse change.
Basse température
Les enzymes sont des molécules de protéines utilisées par les organismes vivants pour effectuer des réactions biochimiques. Les protéines sont repliées dans une forme très particulière, ce qui leur permet de se lier efficacement aux molécules d'intérêt. À basse température, entre 32 et 50 degrés Fahrenheit - 0 et 10 degrés Celsius - les enzymes qui effectuent la photosynthèse ne fonctionnent pas efficacement, et cela diminue le taux de photosynthèse. Cela conduit à une diminution de la production de glucose et entraînera une croissance ralentie. Pour les plantes à l'intérieur d'une serre, l'installation d'un réchauffeur de serre et d'un thermostat empêche cela.
Températures moyennes
À température moyenne, entre 50 et 68 degrés Fahrenheit ou 10 et 20 degrés Celsius , les enzymes photosynthétiques fonctionnent à leur niveau optimal, de sorte que les taux de photosynthèse sont élevés. Selon l'installation en question, réglez le thermostat de la serre à une température comprise dans cette plage pour de meilleurs résultats. À ces températures optimales, le facteur limitant devient la diffusion du dioxyde de carbone dans les feuilles.
Températures élevées
À des températures supérieures à 68 degrés Fahrenheit ou 20 degrés Celsius, le taux de photosynthèse diminue parce que les enzymes ne fonctionnent pas aussi efficacement à cette température. Ceci malgré l'augmentation de la diffusion du dioxyde de carbone dans les feuilles. À une température supérieure à 104 degrés Fahrenheit - 40 degrés Celsius - les enzymes qui effectuent la photosynthèse perdent leur forme et leur fonctionnalité, et le taux de photosynthèse diminue rapidement. Le graphique du taux de photosynthèse en fonction de la température présente un aspect incurvé, le taux de pic se produisant près de la température ambiante. Une serre ou un jardin qui fournit une lumière et une eau optimales, mais qui devient trop chaud, produit moins vigoureusement.
