
Fotosynteza to proces zachodzący w komórkach roślin, prowadzący do powstawania związków organicznych. Rośliny pobierają wodę i dwutlenek węgla, a następnie, w warunkach dostępu do światła słonecznego, „produkują” węglowodany (w reakcji powstaje także tlen). Z produkcyjnego punktu widzenia ważne jest, aby wydajność fotosyntezy była jak największa – aby zużywając jak najmniej wody i energii, rośliny związały jak najwięcej węgla.
Wyróżnić można kilka typów fotosyntezy. Jedną z roślin przeprowadzających fotosyntezę tzw. typu C4 jest kukurydza. Ten typ fotosyntezy to dodatkowy mechanizm wiązania dwutlenku węgla. Nazwa szlaku pochodzi od pierwszego stabilnego produktu, czyli zawierającego cztery atomy węgla szczawiooctanu. Dzięki specyficznej budowie anatomicznej liści, rośliny typu C4 zużywają co prawda więcej energii na związanie dwutlenku węgla, ale straty wody są u nich zdecydowanie mniejsze, a przyrosty biomasy większe niż u roślin o fotosyntezie typu C3 (czyli u większości roślin).
Kukurydza jest rośliną strefy podzwrotnikowej. Aby wykorzystać potencjał cyklu C4, należy spełnić jej wysokie wymagania termiczne, świetlne, pokarmowe i wodne. Jak podaje prof. W. Grzebisz, szlak C4 zostaje uruchomiony dopiero w temperaturze większej od 25oC („Technologia nawożenia roślin uprawnych – fizjologia plonowania. Tom 2. Zboża i kukurydza”, PWRiL Sp. z o.o., Poznań 2012). Za dostęp do światła i składników pokarmowych odpowiadają odpowiednie nawożenie i walka z chwastami.
