تاثیر دما در فتوسنتز و سرعت تولید محصول

فتوسنتز یکی از قابل توجه ترین فرآیندهای بیوشیمیایی روی زمین است و به گیاهان اجازه می دهد تا از نور خورشید به همراه  آب و دی اکسید کربن برای تهیه غذا استفاده کنند. آزمایشات ساده ای که توسط دانشمندان انجام شده است نشان می دهد که سرعت فتوسنتز بطور اساسی به متغیرهایی مانند دما، pH و شدت نور بستگی دارد. میزان فتوسنتز معمولا با تشخیص میزان انتشار دی اکسید کربن توسط گیاهان به طور غیر مستقیم اندازه گیری می شود.

نحوه عملکرد فتوسنتز

فتوسنتز فرآیندی است که طی آن گیاهان و برخی از باکتری ها گلوکز تولید می کنند. دانشمندان این فرآیند را به شرح زیر خلاصه می کنند:

با استفاده از نور خورشید، دی اکسید کربن + آب، گلوکز + اکسیژن تولید می شود. این فرآیند در ساختارهای خاصی به نام کلروپلاست واقع شده که در سلول های برگ ها قرار دارد.

کلروپلاست واحدهای تولید کننده گیاهی هستند که نقش عمده ای در فتوسنتز دارند.

میزان مطلوب فتوسنتز منجر به حذف مقادیر بیشتر دی اکسید کربن از جو محلی و تولید مقدار بیشتری گلوکز می شود. از آنجا که اندازه گیری سطح گلوکز در گیاهان دشوار است، دانشمندان از میزان جذب دی اکسید کربن یا انتشار آن به عنوان ابزاری برای اندازه گیری میزان فتوسنتز استفاده می کنند. به عنوان مثال، در طول شب، یا زمانی که شرایط مناسب نیست، گیاهان دی اکسید کربن آزاد می کنند.

حداکثر میزان فتوسنتز بین گونه های گیاهی متفاوت است، اما محصولاتی مانند ذرت می توانند به میزان جذب دی اکسید کربن تا 0.075 اونس در فوت مکعب در ساعت یا 100 میلی گرم در دسی متر در ساعت برسند.

برای مشاهده انواع متنوعی از بذرهای ذرت، کلیک کنید.

برای دستیابی به رشد مطلوب در برخی از گیاهان، کشاورزان آنها را در گلخانه هایی که شرایطی مانند رطوبت و دما را تنظیم می کنند، نگهداری می کنند.

سه دما وجود دارد که میزان فتوسنتز بر اساس آنها تغییر می کند.

دمای پایین

آنزیم ها مولکول های پروتئینی هستند که توسط موجودات زنده برای انجام واکنش های بیوشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. پروتئین ها به شکل خاصی چین خورده اند و این به آنها اجازه می دهد تا به طور مداوم به مولکول های مورد نظر متصل شوند.

در دمای پایین، یعنی دمای 0 تا 10 درجه سانتیگراد  آنزیم هایی که فتوسنتز را انجام می دهند به طور کارآمد کار نمی کنند و این باعث کاهش سرعت فتوسنتز می شود و در نتیجه منجر به کاهش تولید گلوکز می شود که در نهایت منجر به توقف رشد می شود. برای گیاهان داخل گلخانه، نصب بخاری و ترموستات در گلخانه از وقوع این امر جلوگیری می کند.

دمای متوسط

در دمای متوسط​​، یعنی دمایی بین 10 تا 20 درجه سانتیگراد، آنزیم های فتوسنتز در سطوح مطلوب خود عمل می کنند، بنابراین سرعت فتوسنتز بسیار زیاد است.

بسته به گیاه مورد نظر، ترموستات گلخانه را در دمایی در این محدوده تنظیم کنید تا بهترین نتیجه را بگیرید. در این دمای مطلوب، عامل محدود کننده انتشار دی اکسید کربن به برگ ها می شود.

دمای بالا

در دمای بالاتر از 20 درجه سانتیگراد، سرعت فتوسنتز کاهش می یابد زیرا آنزیم ها در این دما به همان اندازه کارآمد عمل نمی کنند.

در دمای بالاتر از40 درجه سانتیگراد آنزیم هایی که فتوسنتز را انجام می دهند شکل و عملکرد خود را از دست می دهند و سرعت فتوسنتز به سرعت کاهش می یابد.

نمودار سرعت فتوسنتز در برابر دما ظاهر منحنی دارد و حداکثر سرعت نزدیک به دمای اتاق رخ می دهد. گلخانه یا باغی که نور و آب مطلوب را فراهم می کند، اما خیلی گرم باشد، گیاهان با شدت کمتری محصول تولید می کند.

بنابراین بسته به گیاهی که کاشته اید، دمای گلخانه را طوری تنظیم کنید که منجر به کاهش فتوسنتز و در نتیجه کاهش محصول تولیدی نشود.

شاید این سوال برایتان پیش بیاید که چگونه گیاهان مناطق سردسیر یا گرمسیری به راحتی در دماهای پایین و بالا به رشد خود ادامه می دهند؟؟ این گیاهان به طور خاص، بومی آن مناطق هستند و در طی تکامل سازگاری هایی برای این منظور پیدا کرده اند که فتوسنتز آنها در دمای آن منظقه را با مشکل مواجه نمی کند.

بهتر است برای تولید بیشتر و بهتر از گیاهانی که با آب و هوای منطقه شما سازگاری دارند استفاده کنید تا هم گیاه رشد مطلوبی داشته و هم شما به برداشت موفقیت آمیزی دست پیدا کنید.

برای مطالعه مطلب نور مصنوعی و چگونگی فرایند فتوسنتز با آن، کلیک کنید.