二十世紀初英國植物生理學家布萊克曼（Frederick Frost Blackman）測量不同光強度（控制燈的距離）、二氧化碳濃度（控制碳酸氫鈉的濃度）與溫度，對水生植物——伊樂藻（Elodea canadensis，又稱加拿大水蘊草）光合作用效率的影響，布萊克曼以伊樂藻產生氣泡的速度代表光合作用效率。他發現在光線強度較低時，光的強度若增加則光合作用效率亦隨之增加，此時溫度的高低與二氧化碳濃度對光合作用不具明顯的效應；但當光線強度較高時，光合作用效率不再隨光線強度增加而提升，但溫度越高或二氧化碳濃度越高時，光合作用效率則明顯提高，其中當溫度增加超過35°C 後，光合作用效率快速下降。
布萊克曼認為光反應所產生的產物可用於暗反應，所以當光強度高時，光反應所產生的產物過多，此時暗反應的反應速率限制了光合作用的整體效率。同樣的，當光強度較低時，光反應產生反應物的速率限制了光合作用的整體效率。布萊克曼與馬特伊（Gabrielle Matthaei）觀察到最慢的反應步驟會限制整體反應的效率，將之稱為限制因子律（law of the limiting factor），而光合作用具有光與非光（如二氧化碳與溫度）兩種限制因子，當時學者就稱之為光限制（light-limited）與暗限制（dark-limited）。