Sản xuất rau quả trong nhà màng dựa vào việc điều khiển môi trường để cung cấp những điều kiện thuận lợi nhất để đạt năng suất tối đa. Cây trồng sinh trưởng và phát triển phụ thuộc vào quá trình quang hợp.
Trong tình trạng có ánh sáng, cây trồng kết hợp CO2 và nước để hình thành năng lượng, sau đó được sử dụng để phát triển và tạo trái. Tối ưu hóa môi trường là trực tiếp tối ưu hóa quá trình quang hợp của cây trồng, tăng cường khả năng cây trồng sử dụng ánh sáng với hiệu quả tối đa.
Quá Trình Quang Hợp
6 CO2 + 12 H2O – năng lượng ánh sáng – >C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O
Quang hợp là quá trình thu nhận năng lượng ánh sáng Mặt trời của thực vật để tạo ra hợp chất hữu cơ phục vụ bản thân cũng như làm nguồn thức ăn cho hầu hết các sinh vật trên Trái Đất. Đây là một trong những quá trình hoạt động sống quan trọng nhất.
Thực vật là cơ thể sống duy nhất có lá. Lá, có thể được xem là một công cụ gom ánh sáng mặt trời, chứa đầy những tế bào quang hợp.
Những nguyên liệu thô để quang hợp như nước và carbon dioxide xâm nhập vào các tế bào lá, còn những sản phẩm của quang hợp như đường và ôxy thì rời khỏi lá.
Cấu tạo của lá từ ngoài vào gồm có: lớp cutin mặt trên; lớp biểu bì trên; lớp tế bào thịt lá đứng; gân lá gồm lớp tế bào vỏ của bó mạch, mạch gỗ, mạch giây; lớp tế bào thịt lá dạng xốp, nằm ngang; lớp biểu bì mặt dưới; lỗ khí khổng; lớp cutin mặt dưới.
Nước xâm nhập vào rễ và được vận chuyển lên lá thông qua những tế bào đặc biệt có tên là mạch gỗ. Cây trồng phải tự bảo vệ để chống lại hạn hán, và vì vậy đòi hỏi phải có cấu trúc đặc biệt là khí khổng để cho phép khí vào hoặc ra khỏi lá. Khí CO2 không thể đi qua lớp cutin bảo vệ bọc ngoài lá, nhưng nó có thể vào bên trong lá qua lỗ được mở ra bởi hai tế bào bảo vệ nằm bên cạnh. Mặt khác khí ôxy, được quang hợp tạo ra, chỉ có thể đi ra khỏi lá khi khí khổng mở. Rủi ro thay đối với cây trồng, mỗi khi khí dịch chuyển vào hoặc ra khỏi lá, có một lượng lớn nước của lá cây bị thất thoát.
Người trồng cung cấp dinh dưỡng và môi trường trực tiếp vào cây trồng để tối ưu hóa quá trình quang hợp và phát triển quả. Các quyết định quản lý cây trồng đòi hỏi kiến thức làm thế nào để giữ cho các cây trồng cân bằng để năng suất và sự phát triển của cây được tối đa hóa.
