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A fotossíntese é um dos processos bioquímicos mais notáveis encontrados na Terra e permite que as plantas usem a luz solar para produzir alimentos a partir de água e dióxido de carbono. Experimentos simples realizados por cientistas mostram que a taxa de fotossíntese depende criticamente de variáveis como temperatura, pH e intensidade da luz. A taxa fotossintética é geralmente medida indiretamente, detectando a quantidade de dióxido de carbono liberada pelas plantas.
Como a fotossíntese funciona
A fotossíntese define o processo pelo qual plantas e algumas bactérias produzem glicose. Os cientistas resumem o processo da seguinte forma: usando luz solar, dióxido de carbono + água = glicose + oxigênio. O processo ocorre dentro de estruturas especiais chamadas cloroplastos, localizadas nas células das folhas. Taxas fotossintéticas ótimas levam à remoção de maiores quantidades de dióxido de carbono da atmosfera local, produzindo maiores quantidades de glicose. Como os níveis de glicose nas plantas são difíceis de medir, os cientistas utilizam a quantidade de assimilação de dióxido de carbono ou sua liberação como forma de medir as taxas fotossintéticas. Durante a noite, por exemplo, ou quando as condições não são excelentes, as plantas liberam dióxido de carbono. As taxas fotossintéticas máximas variam entre as espécies vegetais, mas culturas como o milho podem atingir taxas de assimilação de dióxido de carbono tão altas quanto 0,075 onças por pé cúbico por hora ou 100 miligramas por decímetro por hora. Para alcançar o crescimento ideal de algumas plantas, os agricultores as mantêm em estufas que regulam condições como umidade e temperatura. Existem três regimes de temperatura sobre os quais a taxa de fotossíntese muda.
Temperatura baixa
Enzimas são moléculas de proteína usadas por organismos vivos para realizar reações bioquímicas. As proteínas são dobradas em uma forma muito particular, e isso lhes permite se ligar eficientemente às moléculas de interesse. Em baixas temperaturas, entre 32 e 50 graus Fahrenheit - 0 e 10 graus Celsius - as enzimas que realizam a fotossíntese não funcionam eficientemente, e isso diminui a taxa fotossintética. Isso leva a uma diminuição na produção de glicose e resultará em crescimento atrofiado. Para plantas dentro de uma estufa, a instalação de um aquecedor e termostato impede que isso ocorra.
Temperaturas médias
Em temperaturas médias, entre 50 e 68 graus Fahrenheit, ou 10 e 20 graus Celsius, as enzimas fotossintéticas funcionam em seus níveis ideais, de modo que as taxas de fotossíntese são altas. Dependendo da planta em questão, defina o termostato da estufa para uma temperatura dentro dessa faixa para obter melhores resultados. Nessas temperaturas ideais, o fator limitante se torna a difusão do dióxido de carbono nas folhas.
Temperaturas altas
Em temperaturas acima de 68 graus Fahrenheit, ou 20 graus Celsius, a taxa de fotossíntese diminui porque as enzimas não funcionam tão eficientemente nessa temperatura. Isso ocorre apesar do aumento da difusão de dióxido de carbono nas folhas. A uma temperatura acima de 104 graus Fahrenheit - 40 graus Celsius - as enzimas que realizam a fotossíntese perdem sua forma e funcionalidade, e a taxa fotossintética diminui rapidamente. O gráfico da taxa fotossintética versus temperatura apresenta uma aparência curva, com a taxa de pico ocorrendo próxima à temperatura ambiente. Uma estufa ou jardim que fornece água e luz ideais, mas fica muito quente, produz menos vigor.