Влияние внешних и внутренних факторов на процесс фотосинтеза.

Свет

При рассмотрении действия света, как фактора следует различать действие интенсивности света и его спектрального состава.

При низкой освещенности скорость фотосинтеза прямо пропорциональна интенсивности света. С ростом освещенности большее влияние начинают оказывать другие факторы. Это особенно ясно видно при сравнении: для светового насыщения фотосинтеза хватает 10000 люкс, в то время как в солнечный день освещенность достигает 100000 люкс. Таким образом, освещенность влияет на процесс фотосинтеза только в условиях затенения.

Влияние качества света на фотосинтез соотносимо со спектрами поглощения хлорофилла, рассмотренными выше. То есть, интенсивность фотосинтеза выше в тех частях спектра, которые соответствуют максимумам поглощения хлорофилла.

Концентрация углекислого газа.

Углекислый газ нужен для темновых реакций, где он включается в состав органических соединений. В природе именно концентрация углекислого газа является лимитирующим фактором для фотосинтеза. Концентрация СО₂ в атмосфере колеблется от 0,03 до 0,04%, но при ее увеличении можно повысить и скорость фотосинтеза. Кратковременное повышение концентрации СО₂ до 0,5% дает оптимальный эффект в отношении интенсивности фотосинтеза. Для длительного воздействия предпочтительна концентрация 0,1%, что регулярно используется в тепличных хозяйствах при выращивании овощных культур.

Температура.

Фотосинтетические реакции – реакции ферментативные. Поэтому в этом случае справедлива закономерность для ферментов в целом: повышение температуры на 10º повышает скорость реакции вдвое. Однако, температура сказывается и на других процессах в растении, так что оптимальная температура для роста большинства растений примерно 25º.

Концентрация хлорофилла.

Как правило, концентрация хлорофилла мало влияет на интенсивность фотосинтеза, так как он синтезируется в достаточном количестве. При некоторых состояниях, например при недостатке элементов минерального питания, или при естественном старении, или в осенний период – процессы распада хлорофилла преобладают над процессами его синтеза. Листья желтеют, или, в ряде случаев, белеют. Такое явление, если оно не является следствием физиологических причин, называют хлорозом.

Хлороз вызывает голодание по магнию, железу, азоту (магний и азот, как обсуждалось ранее, входят в состав хлорофилла). Хлороз может возникать при недостатке света, так как нарушается синтез хлорофилла (см. выше).

Кислород.

В современной концентрации (21%) кислород способен ингибировать фотосинтез, конкурируя за один реакционный центр рибулезодифосфат карбоксилазы-оксигеназы (РУБИСКО) с углекислым газом, что снижает интенсивность фотосинтеза. Такие реакции входят в процесс фотодыхания (см. п.9.).