Vad är fotosyntes? -- växternas energikälla

Fotosyntes är den process där växter använder solljus för att omvandla koldioxid från luften och vatten från marken till druvsocker och syre. Det är växternas sätt att skapa sin egen mat och energi. Utan fotosyntes skulle det inte finnas några växter, inga djur och inget syre att andas.

Som trädgårdsdesigner behöver jag inte vara biokemist, men en grundläggande förståelse för fotosyntesen gör mig bättre på mitt jobb. Den hjälper mig förstå varför växter behöver olika mängder ljus, varför bladen gulnar, vad som händer när vi beskär och varför friska, gröna blad är avgörande för en växts överlevnad. Den kunskapen vill jag dela med dig.

Grundformeln

Fotosyntesen kan sammanfattas i en enkel formel: koldioxid plus vatten plus ljusenergi ger druvsocker plus syre. Växten tar in koldioxid genom små porer i bladen som kallas klyvöppningar, och vatten genom rötterna. Med hjälp av ljusenergi som fångas upp av det gröna pigmentet klorofyll omvandlas dessa enkla ämnen till energirika sockermolekyler som växten använder för att växa, blomma och bilda frön.

Syret som bildas som biprodukt släpps ut genom klyvöppningarna. Det är detta syre vi andas. Varje grön växt i din trädgård bidrar alltså aktivt till luften du andas -- ett ganska häftigt perspektiv när man ser på sina rabatter.

Var sker fotosyntesen?

Fotosyntesen äger rum i speciella organeller som kallas kloroplaster. Kloroplasterna finns framför allt i bladens celler, men också i andra gröna växtdelar som stjälkar och omogna frukter. Varje bladcell kan innehålla hundratals kloroplaster.

Inuti kloroplasterna finns ett system av membran som bildar skivformade strukturer kallade tylakoider. Det är i tylakoidernas membran som ljusreaktionerna sker. Runt tylakoiderna finns en vätska som kallas stroma, och det är där de mörka reaktionerna äger rum. Dessa två processer samverkar i en elegant kedja som omvandlar ljus till kemisk energi.

Ljusreaktionerna -- energi från solljus

Ljusreaktionerna är det första steget i fotosyntesen och sker bara när det finns ljus. I tylakoidmembranen sitter klorofyll och andra pigmentmolekyler som fångar upp ljusenergi. Rött och blått ljus absorberas mest effektivt, medan grönt ljus reflekteras -- det är därför blad ser gröna ut.

När klorofyllet absorberar ljus frigörs energi som driver en kedja av kemiska reaktioner. Vatten spjälkas till syre, vätejoner och elektroner. Syret släpps ut som biprodukt. Energin lagras i speciella energibärarmolekyler som sedan används i nästa steg.

Klorofyllets roll

Klorofyll är det pigment som ger växter deras gröna färg. Det finns flera typer, men klorofyll a och klorofyll b är de viktigaste. Klorofyll a absorberar framför allt rött och blåviolett ljus, medan klorofyll b absorberar blått och orange ljus. Tillsammans täcker de in en stor del av solljusets spektrum.

Utöver klorofyll finns det andra pigment som karotenoider, vilka absorberar blått och grönt ljus och ger höstens gula och orange färger. Under växtsäsongen döljs de av klorofyllets gröna färg, men när klorofyllet bryts ner på hösten framträder de. Det är alltså inte så att löven färgas om -- de gula och orange pigmenten har funnits där hela tiden.

Mörkerreaktionerna -- socker från koldioxid

Trots sitt namn behöver mörkerreaktionerna inte mörker -- de kallas så för att de inte kräver ljus direkt. Istället använder de den energi som ljusreaktionerna producerade. Mörkerreaktionerna sker i kloroplastens stroma och följer en cykel som ofta kallas Calvincykeln.

I Calvincykeln binds koldioxid från luften till redan befintliga sockermolekyler i en serie kemiska steg. För varje varv i cykeln fixeras en koldioxidmolekyl, och efter sex varv har växten byggt en komplett sockermolekyl av sex koldioxidmolekyler. Det sockret -- druvsocker -- är sedan råmaterialet för allt annat växten behöver: cellulosa till cellväggar, stärkelse för energilagring, aminosyror till proteiner och mycket mer.

Faktorer som påverkar fotosyntesen

Fotosyntesens hastighet beror på flera faktorer, och som trädgårdsmästare kan du påverka de flesta av dem. Att förstå dessa samband hjälper dig att ge dina växter optimala förutsättningar.

Ljus

Ljus är den mest uppenbara faktorn. Mer ljus ger generellt snabbare fotosyntes, men bara upp till en viss gräns. Vid för hög ljusintensitet kan växtens fotosyntesapparat skadas -- det syns som solbränna på bladen. Olika arter har olika ljusbehov, och det är grunden till att vi talar om sol- och skuggväxter.

Solälskande växter har anpassningar som gör att de kan utnyttja stark belysning effektivt. Skuggväxter har ofta tunnare, mörkare blad med mer klorofyll per ytenhet, vilket gör dem bättre på att fånga upp svagt ljus. Att placera en skuggväxt i full sol kan vara lika skadligt som att sätta en solväxt i mörker.

Vatten

Vatten är en av råvarorna i fotosyntesen, men dess roll i trädgården handlar mer om att hålla klyvöppningarna öppna. När en växt lider av vattenbrist stänger den sina klyvöppningar för att minska avdunstningen. Men då stängs också koldioxiden ute och fotosyntesen stannar upp. Det är en av anledningarna till att rätt bevattning är så viktig.

Koldioxid

Koldioxid från luften är den andra råvaran. Utomhus finns det gott om koldioxid för de flesta växter, men i ett stängt växthus kan nivåerna sjunka under dagen när växterna förbrukar koldioxid snabbare än den tillförs. Ventilation löser oftast problemet.

Temperatur

Fotosyntesen drivs av enzymer som arbetar bäst inom ett visst temperaturintervall. De flesta trädgårdsväxter har optimal fotosyntes mellan 15 och 30 grader. Vid för hög temperatur slutar enzymerna fungera och fotosyntesen avstannar. Vid frost slutar den helt. Det förklarar varför växter växer som mest under den tempererade svenska sommaren.

Näring

Klorofyllet innehåller magnesium och kväve, så brist på dessa näringsämnen leder till mindre klorofyll och sämre fotosyntes. Gulnande blad -- kloroser -- är ofta ett tecken på kvävebrist eller järnbrist som direkt påverkar växtens förmåga att producera energi.

Vad fotosyntesen betyder för din trädgård

Att förstå fotosyntes ger dig praktiska verktyg för bättre trädgårdsarbete:

• Placera rätt växt på rätt plats -- En växts ljusbehov handlar i grunden om dess fotosyntesapparat. Respektera det.
• Beskär med förstånd -- Bladen är växtens solpaneler. Om du beskär bort för många blad kan växten inte producera tillräckligt med energi. Beskär aldrig mer än en tredjedel av bladmassan på en gång.
• Håll bladen friska -- Sjuka, skadade eller dammiga blad fotosyntiserar sämre. Bekämpa skadedjur och sjukdomar tidigt.
• Vattna innan det syns -- När en växt börjar vissna har klyvöppningarna redan stängts och fotosyntesen minskat. Vattna innan det går så långt.
• Gödsla rätt -- Kväve och magnesium är särskilt viktiga för klorofyllproduktionen. Se till att dina växter inte lider brist.

Fotosyntes och cellandning

Fotosyntesen har en motpart: cellandningen. Medan fotosyntesen bygger sockermolekyler med hjälp av ljusenergi, bryter cellandningen ner sockermolekyler och frigör energi som växten använder för att växa, reparera sig och upprätthålla sina livsfunktioner.

Cellandningen pågår dygnet runt, medan fotosyntesen bara sker när det finns ljus. På dagen producerar en frisk växt mer socker genom fotosyntes än den förbrukar genom cellandning, så det blir ett överskott som lagras eller används för tillväxt. På natten förbrukar växten lagrat socker. Det är en av anledningarna till att växter behöver tillräckligt långa dagar och tillräckligt starkt ljus för att växa bra.

Förstår du sambandet mellan fotosyntes och cellandning blir det också tydligt varför friska växtceller är så viktiga. Cellerna är fabrikerna där all denna kemi äger rum.

Sammanfattning

Fotosyntesen är grunden för allt växtliv. Genom att omvandla solljus, vatten och koldioxid till socker och syre förser den växterna med den energi de behöver för att leva och växa. Som trädgårdsmästare påverkar du fotosyntesen varje dag -- genom var du placerar växter, hur du vattnar, gödslar och beskär.

Att förstå fotosyntesen ger dig inte bara djupare kunskap om hur växter fungerar, utan också praktiska verktyg för att skapa en trädgård där varje växt har de förutsättningar den behöver för att trivas.

Vill du veta mer om hur du skapar rätt förutsättningar för dina växter? Boka en trädgårdsrådgivning så hjälper jag dig att förstå din trädgård och ge den bästa möjliga förutsättningar.