Faktoren, die die Photosynthese beeinflussen

In der Schule sollte man den Begriff Photosynthese gelernt haben. Die meisten Pflanzen brauchen Photosynthese, um zu wachsen. Wenn sie nicht genug Sonnenlicht absorbieren, wird das Wachstum der Pflanzen langsam sein. Die sichtbare Photosynthese ist tatsächlich für Pflanzen sehr wichtig. Allerdings wird die Photosynthese durch viele Faktoren beeinflusst. Sobald sie beeinflusst werden, wird die photosynthetische Wirkung stark reduziert. Hier stellen wir einige Faktoren vor, die die Photosynthese beeinflussen.

(I) Licht

1. Lichtintensität

Verschiedene Pflanzen haben unterschiedliche Photosynthesekurven für die Lichtintensität und auch der Lichtkompensationspunkt und der Lichtsättigungspunkt variieren stark. Pflanzen mit hohen Lichtkompensationspunkten haben im Allgemeinen hohe Lichtsättigungspunkte. Die Lichtkompensationspunkte und Lichtsättigungspunkte von krautigen Pflanzen sind normalerweise höher als die von holzigen Pflanzen. Die Lichtkompensationspunkte und Lichtsättigungspunkte von sonnenliebenden Pflanzen sind höher als die von schattenliebenden Pflanzen.

2. Lichtqualität

Unter natürlichen Bedingungen sind Pflanzen Licht unterschiedlicher Wellenlängen unterschiedlich stark ausgesetzt. An einem bewölkten Tag beispielsweise nimmt nicht nur die Lichtintensität ab, sondern auch der Anteil an blauem und grünem Licht nimmt zu. Die Blätter von Bäumen absorbieren mehr rotes und blaues Licht, sodass das Licht, das durch die Baumkrone dringt, mehr grünes Licht enthält. Da grünes Licht für die Photosynthese ineffizient ist, führt es dazu, dass die Pflanzen, die unter der Baumkrone wachsen und bereits nicht genug Licht haben, die Lichtenergie noch weniger effizient nutzen. Dies ist der Grund, warum „unter einem großen Baum kein üppiges Gras wächst“.

3. Belichtungszeit

Da die Länge der Beleuchtungsdauer einen großen Einfluss auf die Photosyntheserate von Pflanzenblättern hat, müssen die Blätter bei der Messung der Photosyntheserate vollständig vorbeleuchtet werden.

(ii) CO2

CO2-Photosynthesekurve Die CO2-Photosynthesekurve ähnelt der Lichtintensitäts-Photosynthesekurve und verfügt über eine Proportionalphase und eine Sättigungsphase. Wenn bei Licht die CO2-Konzentration Null beträgt, geben die Blätter CO2 nur durch Licht- und Dunkelatmung ab.

Besonders deutlich ist dies bei C3-Pflanzen zu erkennen.

(III) Temperatur

Die Dunkelreaktion im Photosyntheseprozess ist eine durch Enzyme katalysierte chemische Reaktion und wird daher von der Temperatur beeinflusst. Der Einfluss der Temperatur auf die Photosyntheserate ist bei starkem Licht und hoher CO2-Konzentration größer als bei schwachem Licht und niedriger CO2-Konzentration. Dies liegt daran, dass unter starken Licht- und hohen CO2-Bedingungen die Temperatur zum wichtigsten limitierenden Faktor der Photosynthese werden kann.

(IV) Wassergehalt

Es gibt sowohl direkte als auch indirekte Gründe, warum Wasser die Photosynthese beeinflusst. Der direkte Grund liegt darin, dass Wasser der Rohstoff für die Photosynthese ist und die Photosynthese ohne Wasser nicht möglich ist. Allerdings beträgt der Wasserverbrauch für die Photosynthese weniger als 1 % des durch Transpiration verlorenen Wassers, sodass sich Wassermangel hauptsächlich indirekt auf die Photosynthese auswirkt.

(V) Mineralstoffernährung

Die Funktionen der mineralischen Ernährung bei der Photosynthese sind äußerst umfangreich und können wie folgt zusammengefasst werden:

1. Die Bestandteile der Chloroplastenstruktur wie N, P, S und Mg sind für die Bildung von Chlorophyll, Protein, Nukleinsäure und Lamellenmembran in Chloroplasten unverzichtbar.

2. Wichtige Komponenten von Elektronentransferkörpern wie PC enthalten Cu, Fe-S-Zentren, Cytb, Cytf und Fd enthalten alle Fe und Mn2+ und Cl- sind für Sauerstofffreisetzungskomplexe unverzichtbar.

3. Die wichtige Rolle der Phosphatgruppe: ATP und NADPH, die die Assimilationskraft bilden, alle Zwischenprodukte im photosynthetischen Kohlenstoffreduktionszyklus, ADPG, der Vorläufer der Stärkesynthese, und UDPG, der Vorläufer der Saccharosesynthese. Alle diese Verbindungen enthalten Phosphatgruppen.

4. Aktivierungs- oder Regulierungsfaktoren wie Mg2+ werden für die Aktivierung von Enzymen wie Rubisco und FBPase benötigt; Fe, Cu, Mn und Zn sind an der Chlorophyllsynthese beteiligt; K+ und Ca2+ regulieren das Öffnen und Schließen der Stomata; K und P fördern die Umwandlung und den Transport von Photosyntheseprodukten usw.

(VI) Tägliche Schwankung der Photosyntheserate

Der photosynthetische „Nickerchen“ ist ein weit verbreitetes Phänomen, das bei Pflanzen bei Dürre auftritt. Für Pflanzen ist er auch eine Möglichkeit, sich an einen Wassermangel in ihrer Umwelt anzupassen. Allerdings können die Verluste durch „Nickerchen“ bis zu 30 % oder sogar mehr der Photosyntheseproduktion betragen. Daher sollte bei der Produktion rechtzeitig bewässert werden oder es sollten dürreresistente Sorten ausgewählt werden, die die Photosynthesekapazität steigern und so das Ausmaß des „Nickerchens“ verringern.