Основными количественными показателями процесса дыхания являются интенсивность дыхания и дыхательный коэффициент.
Интенсивность дыхания - это количество углекислого газа, выделяемое единицей площади листовой поверхности в единицу времени.
Дыхательным коэффициентомназывается отношение количества выделившегося углекислого газа к количеству поглощенного кислорода. Дыхательный коэффициент обозначается буквами RQ и величина его колеблется в зависимости от природы субстрата, использующегося для дыхания, то есть от соотношения углекислого газа, выделяющего при окислении субстрата и кислорода, затрачиваемого на окисление субстрата.
Если субстратом служат сахара, то
RQ = 1 (6/6=1), (С6 Н12 О6 + 6О2 = 6 Н2О + 6СО2).
Если субстратом служат липиды, белки и другие соединения с высокой степенью восстановления, то
RQ < 1 (18/26=0,7)
(С18 Н36 О2 (стеариновая кислота) + 26О2 = 8 Н2О + 18СО2).
Если субстратом служат вещества с низкой степенью восстановления, например органические кислоты, то
RQ > 1 (4/2,5=1,6)
(С4 Н4О5 (щавелевоуксусная кислота) + 2,5О2 = 2 Н2О + 4СО2).
Методы определения дыхательного коэффициента основываются на количественном учете поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Для измерения дыхательного коэффициента используют прибор респирометр Варбурга.
Наиболее интенсивно дышат молодые, быстрорастущие части растений с большим количеством эмбриональных тканей (верхушка стебля, кончики корешков, прорастающие семена).
При интенсивном дыхании и незначительном фотосинтезе у проростков в сутки теряется до 1% массы, у старых же растений, интенсивность дыхания которых невелика потеря массы составляет в 10-20 раз меньше. Интенсивность дыхания значительно варьирует в зависимости:
от вида растений (например, пшеница дышит в 3-5 раз интенсивнее бобовых культур, теневыносливые растения дышат менее активно, чем светолюбивые формы);
от органа растения (интенсивнее дышат периферические ткани, что связано с лучшим снабжением их кислородом; у древесных растений наиболее интенсивно дышит камбий, а минимальная интенсивность дыхания характерна для древесины. Высокая интенсивность дыхания клеток камбия связана с высоким содержанием в этой ткани белковых веществ);
от климатического пояса (северные формы дышат интенсивнее южных при пониженных температурах, а при высоких температурах - наоборот).
В процессе вегетации на интенсивность дыхания влияют температура, влажность, минеральное питание, свет, газовый состав среды, физиологически активные вещества и ингибиторы.