Ecologia: Efficienza ecologica della fotosintesi

Efficienza ecologica della fotosintesi

Massima efficienza possibile

Qual è la massima efficienza possibile? Con che efficienza l’energia è effettivamente trasferita e sotto che forma è persa? Quali meccanismi sono alla base della perdita di energia ai differenti livelli trofici?

Esperimento di Transeau

Efficienza ecologica: esperimento di Transeau.

• Raccolto: Peso secco totale kg (radici, gambi, foglie e frutti) - contenuto totale delle ceneri (minerali al suolo dopo combustione) - contenuto organico totale 44,58% è carbonio.
• Conversione in glucosio kg (standing crop del glucosio).
• Biomassa permanente.
• Peso secco medio (raccolto fine stagione/tempo) = Produzione primaria netta.
• Respirazione 1% della massa di ogni pianta per giorno.
• CO₂ rilasciata nella respirazione (1% peso secco x tempo).
• Contenuto in carbonio.
• Glucosio equivalente di Respirazione.
• Energia utilizzata dalle piante (glucosio) nei processi vitali e di crescita.

Produzione primaria netta

Peso secco medio (raccolto fine stagione/tempo) = Respirazione = 1% della massa di ogni pianta per giorno. CO₂ rilasciata nella respirazione, 1% peso secco x tempo.

P. lorda di glucosio = P. primaria netta + respirazione.

Efficienza della fotosintesi

Produzione 1 kg di glucosio = 3760 kg cal. Energia totale fotosintesi 2%. Produzione lorda X 3760 kg cal = energia ricevuta. Efficienza ecologica = 2%.

Reazione chimica

6CO₂ + 12 H₂O + energia luminosa → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O.

Efficienza fotosintesi biochimica

Energia sintesi del glucosio = n° di elettroni = 24, necessita 48 fotoni fotos. I e fotos. II. 1 fotone = 41 Kcal/mole 41x48 = 1968 a 700. Aumento energia libera 686, 35% energia fotoni consumata 1968.

Differenza dovuta a vari fattori

• Il calcolo considera energia introdotta (24 fotoni).
• Misure ecologiche includono tutta la luce utilizzabile e non utilizzabile - fotoni dispersi - fotoni con lunghezza d’onda diversi.
• Condizioni ambientali variabili (spettri di diversa intensità della luce, albe e tramonti, risorse scarse, acqua, nutrienti, CO₂, ecc.).

Ipotesi risorse limitanti

390/400 parti per milione (ppm) CO₂ presente in atmosfera ha raggiunto.

Ipotesi anidride carbonica

Fotosintesi C₄ Vantaggi ambienti caldi e secchi, periodi glaciali in generale in riduzione di CO₂.

Effetto della concentrazione di CO₂ sulla fotosintesi

Aumentando la concentrazione di CO₂ in laboratorio, aumenta il tasso a cui la fotosintesi entra in saturazione luminosa. Ciò suggerisce che un limite alla reazione al buio può essere operato regolando la concentrazione di CO₂. Risultati simili sono stati ottenuti su.