Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler Nelerdir?

Bir hücrenin fotosentez hızı, birim zamanda tükettiği CO₂ veya ürettiği O₂ miktarı ile ölçülür.

Fotosentetik bir hücre, gündüz hem oksijenli solunum hem de fotosentez yaparken geceleri sadece oksijenli solunum yapar. Ancak fotosentez hızı sadece birim zamanda atmosferden alınan CO₂ veya atmosfere verilen O₂ miktarına göre belirlenemez.

Fotosentez reaksiyonlarının hızı; klorofil miktarı, sıcaklık, ışığın şiddeti, ışığın dalga boyu ve CO₂ miktarı gibi faktörlere bağlı olarak gerçekleşir. Bu faktörlerden miktarı en az olan, fotosentez hızını belirler ve buna minimum kuralı denir.

Buradan da anlaşılacağı gibi fotosentez hızını birden çok faktör aynı anda etkiliyorsa bu faktörlerden miktarı düşük olan, fotosentez hızını belirler.

EK BİLGİ

NaOH, Ca (OH)2, Ba (OH)2, KOH gibi bileşikler CO2 ile tepkimeye girer ve özel tuzları oluşturur. Bu tür bileşiklere CO2 tutucusu denir.

Klorofil Miktarı

Optimum koşullarda klorofil miktarı arttıkça fotosentez hızı artar. Yaprak genişliği çok olan bitkilerde kloroplast sayısı çok olacağı için fotosentez hızı da artar (Grafik 2.1.a).

Işık Şiddeti

Fotosentez, ışık enerjisi olmadan gerçekleşmez. Fotosentezin başlayabilmesi için ışığın klorofil tarafından soğurulması gerekir. Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızlanır. Ancak ışık şiddetinin sürekli artırılması, fotosentez hızını aynı oranda artırmaz (Grafik 2.1.b).

Çünkü minimum kuralına göre miktarı sabit kalan diğer faktörler, fotosentez hızını sınırlandırır. Bu nedenle ışık şiddetinin sürekli artışı, fotosentezi belirli bir seviyeye kadar hızlandırır. Daha sonra fotosentez sabit bir hızla gerçekleşmeye devam eder.

Işığın Dalga Boyu

Fotosentez, 380-750 nm dalga boyu aralığındaki görünür ışıkta gerçekleşir. Klorofil; mor, mavi ve kırmızı dalga boylu ışıkları daha çok soğurduğu için fotosentez bu dalga boylu ışıklarda daha hızlı gerçekleşir.

Yeşil dalga boylu ışık ise klorofil tarafından çok az miktarda soğurulduğundan fotosentez, yeşil dalga boylu ışıkta en düşük hızda gerçekleşir (Grafik 2.1.c).

CO₂ Yoğunluğu

Fotosentetik canlıların yaşadığı ortamdaki CO₂ yoğunluğu belirli bir seviyeye kadar arttığında fotosentez hızı da artar. Ancak belirli bir noktadan sonra CO₂ seviyesindeki artış fotosentez hızını artırmaz (Grafik 2.1.ç).

Ortamda CO₂ tutucularının bulunması, fotosentez hızını düşürür.

Sıcaklık

Fotosentez reaksiyonlarında birden çok enzim çeşidi görev alır. Bu nedenle sıcaklık değişimleri, fotosentez tepkimelerinin gerçekleşme hızını etkiler. Enzimlerin en iyi görev yaptığı sıcaklık değerine optimum sıcaklık denilmektedir.

Optimum sıcaklığa kadar olan artışlar, fotosentezi hızlandırır. Bu değerin altında veya üstünde olan sıcaklık değerleri, fotosentezi yavaşlatır (Grafik 2.2).

Çok yüksek sıcaklıklarda enzim yapısı bozulacağı için fotosentez durur. Işık şiddeti ve sıcaklık bir arada düşünülecek olursa yüksek ışık şiddeti altındaki sıcaklık artışı, fotosentezi belirli bir değere kadar hızlandırır. Ancak düşük ışık şiddeti altındaki sıcaklık artışı, fotosentez hızında belirgin bir artışa neden olmaz.

Tarımsal Ürün Miktarını Artırmada Yapay Işıklandırma

Işığın fotosentez üzerindeki etkisi, tarımsal ürün miktarını artırmada yapay ışık kullanımını gündeme getirmiştir. Kış aylarında gündüzlerin kısalması, bulutlu gün sayısının fazla olması ve doğal ışık yoğunluğunun azalması, bitkilerin büyüme ve gelişmesini olumsuz etkiler. Doğal ışığın yetersiz olduğu durumlarda azalan ışık miktarının elektriksel aydınlatma ile karşılanmasına yapay ışıklandırma denir.

Yapay ışıklandırma, bitki gelişiminin artırılması ve bitkilerin yetiştirilme mevsiminin uzatılması amacıyla seracılıkta sıklıkla kullanılmaktadır (Görsel 2.14, 15). Mor ve kırmızı ışıkla yapılan aydınlatma, fotosentezi hızlandırarak ürün verimini artırmaktadır.