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Die Photosynthese ist die wichtigste materielle Grundlage für das Wachstum und die Ertragsbildung von Gemüsepflanzen. Die grünen Blätter wandeln den aus der Luft aufgenommenen Kohlendioxid sowie das aus dem Boden aufgenommene Wasser und die anorganischen Salze durch die Photosynthese in organische Stoffe um und speichern dabei die Sonnenenergie als chemische Energie. Durch die Photosynthese entstehende organische Substanzen machen etwa 90 % bis 95 % des gesamten Trockenmasseanteils von Gemüsepflanzen aus. Von diesen Substanzen stammen nur 5 % bis 10 % aus dem Boden und Düngemitteln. Die am häufigsten vorkommenden Elemente im Trockenmasseanteil der Gemüsepflanzen sind „Kohlenstoff“ und „Sauerstoff“ – diese stammen hauptsächlich aus Kohlendioxid. Daraus geht hervor, dass Kohlendioxid eines der wichtigen Faktoren ist, die für das Wachstum und die Entwicklung von Gemüsepflanzen notwendig sind. Die Konzentration von Kohlendioxid in der Luft beträgt etwa 0,03 % – das sind ca. 300 Milligramm pro Kilogramm. In der Regel ändert sich dieser Wert nicht wesentlich. Nach dem Aufgang der Sonne sinkt aufgrund der Photosynthese die Kohlendioxidkonzentration in den Gewächshäusern rapide. Zum Mittagstee beträgt sie nur noch 85 Milligramm pro Kilogramm – das ist weniger als ein Drittel der Kohlendioxidkonzentration in der Luft außerhalb des Gewächshauses. Am Nachmittag sinkt die Konzentration weiter. Gegen Mittag erreichen sowohl die Temperatur als auch das Licht ihre Höchstwerte – das ist die beste Zeit für die Photosynthese. Doch zu dieser Zeit ist die Kohlendioxidkonzentration in den Gewächshäusern bereits sehr niedrig. In anderen Jahreszeiten kann dieses Problem durch Lüftung gelöst werden. Im kalten Winter jedoch führt die Lüftung dazu, dass die Temperatur im Gewächshaus sinkt, was wiederum das Wachstum der Gemüsepflanzen beeinträchtigt. Die einzige Möglichkeit, zu diesem Zeitpunkt den Mangel an Kohlendioxid in den Solargewächshäusern zu beheben, besteht darin, Kohlendioxid als Düngemittel zu verwenden. Durch die Verwendung von Biogas zur Bereitstellung von Kohlendioxid für Gemüsehäuser kann sowohl das für das Wachstum des Gemüses notwendige Kohlendioxid ergänzt als auch die Temperatur im Haus erhöht werden – das ist also eine Win-Win-Situation. Im Allgemeinen erzeugt die Verbrennung von 1 Kubikmeter Biogas 0,975 Kubikmeter Kohlendioxid und setzt dabei 21.520 Kilojoule an Wärme frei. Es ist besser, die Anwendung in Abständen durchzuführen – alle 10–15 Minuten einmal anwenden und danach 20 Minuten Pause einlegen. Im Winter beginnt die Beleuchtung in der Regel gegen 9 Uhr, wenn ausreichend Licht vorhanden ist, und wird 30 Minuten vor dem Lüften oder gegen 16 Uhr eingestellt. Zum Mittagstisch nimmt zwar die Intensität des Lichts nicht ab, doch aufgrund der Anreicherung von Photosyntheseprodukten in den Blättern sinkt die Effizienz der Photosynthese. Zu diesem Zeitpunkt kann die Zufuhr von Kohlendioxid eingestellt werden. Laut Forschungsergebnissen beginnt nach dem Pflanzen von Tomaten und Paprika eine erhöhte Zufuhr an Kohlendioxid, was zu einer deutlichen Steigerung der Erträge führt. Tomaten erbrachten im Vergleich zum Kontrollfall einen durchschnittlichen Ertragszuwachs von 21,5 %, Paprika einen Zuwachs von 36 %.