Fotosintēze ir process, kurā zaļie augi un citi organismi izmanto saules gaismas enerģiju, lai ražotu organiskos savienojumus, piemēram, glikozi, kas ir galvenais augu un citu organismu barības avots. Šajā procesā notiek gaismas absorbcija ar pigmentiem augu šūnu hloroplastos, kas pēc tam tiek izmantota oglekļa dioksīda un ūdens pārvēršanai glikozē un skābeklī. Tomēr fotosintēzes ātrums ir atkarīgs no dažādiem faktoriem, tostarp gaismas intensitātes, oglekļa dioksīda koncentrācijas un temperatūras. Šajā rakstā mēs aplūkosim temperatūras ietekmi uz fotosintēzes ātrumu un to, kā tā var ietekmēt augu augšanu un produktivitāti.
Fotosintēze ir sarežģīts process, kas ietver vairākas bioķīmiskas reakcijas, kuras katalizē fermenti. Tāpat kā lielāko daļu bioķīmisko reakciju, arī fotosintēzes ātrumu ietekmē temperatūra. Temperatūrai paaugstinoties, līdz noteiktam līmenim palielinās arī fotosintēzes ātrums. Pēc šīs robežas fotosintēzes ātrums sāk samazināties, jo procesā iesaistītie enzīmi kļūst denaturēti. Tas nozīmē, ka fotosintēzei optimālā temperatūra ir noteiktā diapazonā, kas atšķiras atkarībā no augu sugas.
Temperatūras ietekme uz fotosintēzes ātrumu galvenokārt ir saistīta ar temperatūras ietekmi uz procesā iesaistītajiem fermentiem. Fermenti ir olbaltumvielas, kas katalizē ķīmiskās reakcijas, un tie ir ļoti jutīgi pret temperatūras izmaiņām. Zemā temperatūrā fotosintēzē iesaistītie fermenti ir neaktīvi, kas ierobežo fotosintēzes ātrumu. Temperatūrai paaugstinoties, fermenti kļūst aktīvāki, un fotosintēzes ātrums palielinās. Tomēr augstā temperatūrā fermenti sāk denaturēties, kas samazina to aktivitāti un galu galā aptur fotosintēzes procesu.
Optimālais fotosintēzes temperatūras diapazons dažādām augu sugām ir atšķirīgs, bet lielākajai daļai augu optimālā temperatūra ir no 15 līdz 35 °C. Tomēr dažiem augiem, piemēram, tropu augiem, optimālais temperatūras diapazons ir augstāks – līdz pat 40°C, bet citiem, piemēram, aukstā klimatā augošiem augiem, optimālais temperatūras diapazons ir zemāks – aptuveni 5°C.
Temperatūras ietekmei uz fotosintēzes ātrumu ir būtiska ietekme uz augu augšanu un produktivitāti. Augiem, kas tiek audzēti temperatūrā, kura ir ārpus to optimālā diapazona, fotosintēzes ātrums var būt mazāks, kas var izraisīt zemāku ražu. Dažos gadījumos augsta temperatūra var izraisīt arī hlorofila – pigmenta, kas piešķir augiem zaļo krāsu un ir būtisks fotosintēzei – noārdīšanos. Tas var izraisīt fotosintēzes ātruma samazināšanos un augu augšanas un produktivitātes samazināšanos.
Papildus ietekmei uz augu augšanu un produktivitāti temperatūras ietekmei uz fotosintēzes ātrumu ir svarīga ietekme arī uz globālajām klimata pārmaiņām. Turpinot paaugstināties globālajai temperatūrai, var tikt ietekmēts augu fotosintēzes ātrums, kas var būtiski ietekmēt pārtikas nodrošinājumu un vidi. Tāpēc temperatūras ietekmes uz fotosintēzes ātrumu izpratne ir ļoti svarīga, lai izstrādātu ilgtspējīgas lauksaimniecības praksi un mazinātu klimata pārmaiņu ietekmi.
Visbeidzot, fotosintēzes ātrumu ietekmē temperatūra, un katrai augu sugai ir noteikts optimālais diapazons. Temperatūras ietekme uz fotosintēzes ātrumu galvenokārt ir saistīta ar tās ietekmi uz procesā iesaistītajiem fermentiem. Temperatūrai paaugstinoties, līdz zināmai robežai palielinās arī fotosintēzes ātrums, bet pēc tam tas sāk samazināties. Izpratne par temperatūras ietekmi uz fotosintēzes ātrumu ir būtiska, lai izstrādātu ilgtspējīgas lauksaimniecības praksi un mazinātu klimata pārmaiņu ietekmi.
