Fotosynteesi on prosessi, jota kasvit käyttävät ruoan luomiseen, käyttämällä kevyttä energiaa, hiilidioksidia ja vettä. Tämä prosessi on välttämätöntä kasvulle ja jatkuu koko kasvin elinkaaren ajan. Kasvien fotosynteesin nopeus riippuu näiden kolmen alkuaineen saatavuudesta. Kasvin käytettävissä olevan valon voimakkuus, hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä ja kasvien käytettävissä oleva vesimäärä voivat kaikki edistää tai hidastaa fotosynteesin prosessia. Näiden kolmen välttämättömän elementin on oltava optimaalinen yhdistelmä, jotta fotosynteesin kemiallinen reaktio tapahtuisi. Ilman oikeaa tasapainoa fotosynteesi voi hidastua tai pysähtyä kokonaan.
Valo
Kasvien käytettävissä oleva valon voimakkuus vaikuttaa fotosynteesiprosessiin. Fotosynteesin valosta riippuvainen vaihe voi tapahtua vain, kun kasvien on riittävästi valoa absorboitumaan. Kun valoa ei ole riittävästi, pigmentit, kuten klorofylli, eivät pysty absorboimaan tarpeeksi valoa energiaa adenosiinitrifosfaatin luomiseksi, joka tunnetaan myös nimellä ATP. ATP on kemikaali, jota kasvi käyttää energian varastointiin, ja se on välttämätön komponentti fotosynteesin toisessa vaiheessa, jota kutsutaan valosta riippumattomaksi faasiksi. Tästä syystä, vaikka fotosynteesi voi alkaa vasta päivänvalossa, ATP: n luomisen jälkeen, prosessi voi milloin tahansa päättyä siihen, että käytettävissä on sopiva määrä vettä ja hiilidioksidia.
Hiilidioksidi ja vesi
Fotosynteesi vaatii tietyn määrän hiilidioksidia menestyäkseen. Ilmakehässä olevan hiilidioksidin määrä vähenee korkeammissa korkeuksissa, mikä hidastaa fotosynteesiprosessia. Erittäin korkeilla korkeuksilla hiilidioksidin puute voi estää prosessia kokonaan. Hiilidioksidin lisäksi kasvi tarvitsee myös vettä kemialliseen reaktioon, joka luo sokeria. Jokainen kasvin tuottama sokerimolekyyli vaatii kuutta molekyyliä vettä. Vesimolekyylit tuottavat vetyä, jättäen jäljelle jäävän hapen jätteenä. Jos käytettävissä oleva vesimäärä ei riitä prosessin loppuun saattamiseen, fotosynteesi pysähtyy, kunnes lisää vettä on saatavana.
Aikaikkuna
Vaikka fotosynteesinopeus vaihtelee kasvilajien ja ympäristötekijöiden välillä, on mahdollista määrittää tarkka kasvien fotosynteesinopeus. Coloradon yliopistossa suoritetussa kokeessa koetettiin lehtipuiden lehtien suorittaman fotosynteesin nopeutta. Tässä kokeessa määritettiin, että testatut lehdet jalostivat 44,14 ppm (miljoonasosaa) hiilidioksidikaasua fotosynteesin minuutteina jokaiselle grammalle lehtiä.
