Printr-o tehnologie de cultură corespunzătoare se urmăreşte creşterea la maximum a fotosintezei, care acumulează masă vegetală, şi reducerea la minimum a respiraţiei plantelor, care este consumatoare de masă vegetală. Procesul de respiraţie este totuşi necesar, deoarece prin el de obţine energia folosită în toate procesele vitale, însă trebuie să se desfăşoare în anumite limite. Consumul limitat de materie vegetală prin respiraţie este necesar şi pentru a se face loc depozitării materialului sintetizat ulterior şi tot aici se eliberează CO2, element atât de necesar în procesul de fotosinteză.
Se întâlnesc două situaţii:
• În verile foarte călduroase, cu nopţi tropicale, când respiraţia este foarte intensă în timpul nopţii şi se consumă aproape tot ce a fost sintetizat în timpul zilei prin fotosinteză.
• La cultura porumbului în mirişte, când vegetaţia se prelungeşte până târziu în toamnă, spre sfârşit de octombrie, şi când nopţile sunt foarte reci, procesul de respiraţie este scăzut şi consumul de substanţe e mult diminuat, încât procesul de fotosinteză din ziua următoare nu are unde depune materialul sintetizat.

Factori cu influenţă pozitivă asupra fotosintezei
• Lumina este factorul energetic care declanşează fotosinteza. Din cantitatea de energie solară primită de frunze, 90% se transformă în energie termică folosită în procesul de transpiraţie şi numai până la 10% se transformă în energie chimică prin fotosinteză.
Energia luminii este absorbită de clorofilă sub formă de cuante (fotoni), care desfac dubla legătură a moleculelor de clorofilă, rezultând două valenţe libere unde se pot fixa doi atomi de hidrogen (H), rezultaţi din fotoliza apei. Tot în această reacţie chimică se eliberează oxigenul în atmosferă, atât de necesar tuturor vieţuitoarelor de pe Terra.
Spectrul luminos este format din:
– radiaţii vizibile (roşu, oranj, galben, verde, albastru, indigo şi violet), care au lungimea de undă de 700-450 milimicroni (mµ) şi reprezintă 50% din total;
– radiaţii invizibile alcătuite din radiţii infraroşii, cu lungimea de undă mai mare de 750 mµ şi reprezintă 49%, şi din radiaţii ultraviolete, cu lungimea de undă mai mică de 320 mµ şi reprezintă 1%.
În procesul de fotosinteză participă numai radiaţiile vizibile. Cea mai mare intensitate o au radiaţiile roşii, apoi cele verzi, urmate de cele galbene şi albastre. Radiaţiile roşii favorizează în special sinteza de glucide, iar cele albastre, proteinele. Fotosinteza creşte proporţional cu intensitatea luminii şi este optimă la 50.000-150.000 lucşi.
• Temperatura. Procesul de fotosinteză poate începe chiar de la 0oC şi creşte până la 25-30oC, după care scade, iar la 47-53oC încetează. Coniferele pot face fotosinteză şi la -6oC.
• Concentraţia de CO2 este foarte importantă în fotosinteză. După cum se ştie, concentraţia CO2 în atmosferă este de 0,03%. Cu cât e mai mare, cu atât e mai benefică fotosintezei. În spaţiile închise (sere, solarii), ea poate creşte până la 2-5%, contribuind semnificativ la creşterea producţiei.
• Apa este mediul în care se desfăşoară procesele biochimice şi fiziologice din plante. Ea poate influenţa fotosinteza astfel:
– în mod direct, prin furnizarea de hidrogen;
– indirect, prin participarea la deschiderea stomatelor, prin care are loc accesul CO2 şi al oxigenului.
Umiditatea terenului se consideră optimă când reprezintă 70-85% din capacitatea de câmp pentru apă a solului. Nu este indicată apa în exces, deoarece elimină aerul, respectiv oxigenul, atât de necesar în respiraţie pentru furnizarea de energie.
Când solul este bine aprovizionat cu apă, plantele consumă puţină energie pentru absorbţia apei, majoritatea energiei fiind folosită în procesele de creştere şi dezvoltare a plantelor. De exemplu, floarea-soarelui în solul bine aprovizionat cu apă asimilează 16,1 mg CO2/dm2 frunză/oră (dm – unitatea de suprafaţă a frunzei), iar în solul uscat, când este ofilită asimilează doar 1,6 mg CO2/dm2 frunză/oră.
• Sărurile minerale sunt foarte importante în nutriţia plantelor, atât macro, cât şi microelementele care trebuie să se găsească în cantităţi suficiente şi bine echilibrate. Lipsa oricărui element nutritiv influenţează negativ fotosinteza.
În masa vegetală sintetizată de fotosinteză găsim 96% C, O, H, preluate din aer şi din apă, şi numai 4% celelalte elemente, şi anume: 3,4% N, P, K, Ca, Mg şi 0,6% microelemente.
De exemplu, pentru o producţie de 30.000 kg/ha sfeclă de zahăr, care reprezintă 10.000 kg substanţă uscată (S.U.), s-au folosit 20.000 kg CO2 şi H, 150 kg N, 30 kg P2O5 şi 160 kg K2O. Deci la 10.000 kg S.U., s-au folosit 20.000 kg C, O, H luate din aer şi apă 98,3%, plus 340 kg săruri minerale, respectiv 1,7%.
• Structura şi vârsta frunzelor. Fotosinteza se desfăşoară în condiţii optime în frunzele mature, bogate în clorofilă. Fiecare celulă conţine 15-200 cloroplaste, un fel de baterii solare, care convertesc energia fotonilor în substanţă organică. Randamentul fotosintetic va fi cu atât mai mare cu cât suprafaţa foliară este mai mare. De exemplu, frunzele de pe un hectar de lucernă reprezintă 85 ha, iar cloroplastele 17.000 ha, putând realiza o masă vegetală foarte mare.
În afară de suprafaţa foliară mare, este necesar ca frunzele să fie sănătoase, neatacate de insecte şi boli. Prin tehnologiile de cultură aplicate, este necesar să se asigure menţinerea frunzelor verzi, cu capacitate fotosintetică, o perioadă cât mai lungă, până în apropierea maturităţii plantelor. În acelaşi timp, este necesar un spaţiu de nutriţie bine ales, pentru ca lumina să ajungă şi la frunzele din etajele inferioare.
Prelungind şi intensificând procesul de fotosinteză, se creează premisele realizării unor producţii superioare.

FOTOSINTEZA ŞI RODNICIA PĂMÂNTULUI
Procesul prin care plantele verzi îşi sintetizează substanţele organice (glucide, proteine, grăsimi, vitamine şi altele), plecând de la substanţele minerale (CO2, apă, săruri minerale), poartă numele de asimilaţie clorofiliană sau fotosinteză.
Se apreciază că rodnicia pământului este determinată în primul rând de coeficientul folosirii energiei solare prin plantele verzi în procesul de fotosinteză. Acest coeficient este: 2,9-3,5 la orz, 3,26 la grâu, 2,60 la secara de primăvară, 3,3 la ovăz, 3,02 la cartof, 2,12 la sfeclă, 4,5 la porumb şi la floarea-soarelui.

CUM LE ASIGURĂM PLANTELOR LUMINĂ?
Pentru ca plantele să beneficieze de cât mai multă lumină este necesar:
– să se respecte zonarea culturilor, folosind în fiecare regiune culturile care se pretează cel mai bine;
– densitatea culturilor să fie optimă, asigurând fiecărei plante spaţiul necesar pentru a fi cât mai bine luminată;
– orientarea rândurilor să fie N-S, pentru a beneficia de cât mai multă lumină;
– să fie redus gradul de îmburuienare, pentru a nu umbri plantele;
– să se folosească soiuri (hibrizi) cu frunzele orientate cât mai aproape de verticală, pentru a pătrunde lumina până la baza plantei (există asemenea hibrizi de porumb);
– la amplasarea culturilor să se ţină seama de expoziţia terenului: pe suprafeţele expuse spre sud – porumb şi floarea-soarelui, iar pe cele expuse spre nord – ovăz, cartof ş.a.

ŞTIAŢI CĂ…
• Anual se mineralizează 2% din humusul din sol. Din humusul nou format, 80% se mineralizează şi rezultă substanţele nutritive pentru plante, iar restul intră în rezerva solului.
Pe stratul de 0-20 cm din sol, anual se pierd 3000 kg de humus per hectar. Sporirea conţinutului de humus al solului cu 1% asigură un spor de producţie de o tonă per hectarul de cereale.
• Humusul împreună cu argila formează complexul coloidal argilo-humic care constituie liantul pentru unirea particulelor de sol în agregate structurale stabile.
• Un sol este considerat sărac atunci când conţine 2-3% humus, moderat atunci când conţine 3-5% humus şi bogat la un conţinut în humus de 5-7,5%.
• Solul cu un conţinut de 3-4% humus poate furniza în perioada de vegetaţie 20-30 kg/ha de azot în anii secetoşi şi 80-100% kg/ha în anii ploioşi.
• Coeficientul de mineralizare anuală a humusului este de 2,5-3% în solul nisipos, de 1,8-2,5% în solul luto-nisipos şi 0,8-1,3% în solul argilos.
• Din cantitatea de gunoi de grajd aplicată, în primul an se consumă 20-25% din azot, 30-35% din fosfor şi 65% din potasiu.

Un articol publicat în revista Ferma nr. 10/215 (ediţia 1-14 iunie 2018)