Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ tới sự sinh trưởng phát triển của cây trồng

Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng cây trồng

Nhiệt độ giới hạn cho sự tồn tại của sinh vật là khoảng -35o đến +75oC . Tuy nhiên, khoảng nhiệt độ thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của phần lớn cây trồng nông nghiệp chỉ biến thiên trong khoảng nhiệt độ hẹp hơn; có thể từ 15-40oC. Ở nhiệt độ cao hay thấp hơn khoảng giới hạn này thì sự sinh trưởng sẽ bị giảm 1 cách nhanh chóng.

Nhiệt độ tối hảo cho sự sinh trưởng khác nhau tùy theo giống hay loài, tùy theo thời gian tác động của nhiệt độ, tuổi cây, thời kỳ phát triển, và các ngưỡng sinh trưởng riêng biệt được dùng để đánh giá khả năng hoàn thành chu kỳ sống, sự hấp thu nước và dinh dưỡng, hô hấp, khả năng thấm của màng tế bào, và sự tổng hợp protein.
Các ảnh hưởng này được phản ảnh bằng sự sinh trưởng của cây trồng.
Khả năng sinh trưởng của cây trồng phụ thuộc rất lớn vào tốc độ hình thành lá mới, có nghĩa là diện tích quang hợp mới tăng làm ảnh hưởng rất lớn đến tổng quang hợp và sản lượng của cây trồng.
Vì vậy, tốc độ ra lá và sự phát triển các lá mới và thời gian phát triển của các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây đóng góp rất lớn đến sản lượng của cây trồng.

Tiến trình hô hấp và sự thoát hơi nước của cây trồng chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ, các quá trình này giảm khi nhiệt độ giảm và ngược lại. Ở nhiệt độ cao, tốc độ hô hấp ban đầu tăng rất nhanh nhưng sau đó vài giờ thì lại giảm rất nhanh đối với 1 số cây trồng.

Đối với nhiều loại giống cây trồng thì nhiệt độ tối hảo cho quang hợp thấp hơn nhiệt độ tối hảo cho hô hấp. Điều này đã được chứng minh là năng suất của các cây trồng lấy tinh bột như bắp và khoai tây, trong các vùng khí hậu mát mẽ cao hơn năng suất các cây này khi trồng trong vùng khí hậu nóng hơn. Có thể là trong điều kiện nhiệt độ cao kéo dài, cây trồng có thể bị mất cân đối trong quá trình tích lũy chất hữu cơ,  bởi vì sự hô hấp tiến hành nhanh hơn quang hợp.

Trong điều kiện nhiệt độ cao, sự mất nước do thoát hơi có thể vượt quá lượng nước hấp thu vào, và hậu quả là cây bị héo. Sự hấp thu nước của rễ cây chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, trong môi trường nhiệt độ tăng từ 0o-60oC hay 70oC thì sự hấp thu nước của rễ tăng.
Nhiệt độ đất thấp cũng có thể ảnh hưởng bất lợi đến sự sinh trưởng của cây do ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hấp thu nước. Nếu nhiệt độ đất thấp mà sự thoát hơi cao, thì cây trồng có thể bị tổn thương do các mô bị mất nước. Ẩm độ đất cũng có thể bị ảnh hưởng do nhiệt độ, thời tiết nóng không bình thường sẽ làm cho  sự bốc hơi nước nhanh hơn từ mặt đất.

Nhiệt độ cũng gây ảnh hưởng một cách gián tiếp đến sự sinh trưởng của cây, do ảnh hưởng của nhiệt độ đến dân số vi sinh vật trong đất. Sự hoạt động của các vi khuẩn chuyển hoá N, cũng như phần lớn sinh vật tự dưỡng, tăng theo sự tăng nhiệt độ. pH đất cũng có thể thay đổi theo nhiệt độ, và pH lại ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây trồng.

Điều này thường được giải thích là sự hoạt động của vi sinh vật trong đất, mang theo sự giải phóng CO2, CO2 này kết hợp với nước hình thành carbonic acid (H2CO3). Trong các đất chua ít thì chỉ 1 sự thay đổi nhỏ về pH cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng vi lượng như Mn, Zn hay Fe.

Nhiều nghiên cứu về mối quan hệ giữa năng suất hay sản lượng chất khô và nhiệt độ đã được thực hiện. Sự hiểu biết về các mối quan hệ giữa nhiệt độ và sự sinh trưởng của cây trồng là rất quan trọng bởi vì khi trồng 1 cây hay giống nào đó không thích hợp với điều kiện nhiệt độ trong 1 vùng nào đó sẽ dẫn đến kết quả là tiềm năng năng suất sẽ bị giảm, và có thể sẽ không có thu hoạch gì cả.

Nhiệt độ cũng có thể làm thay đổi thành phần không khí trong đất, do sự tăng hay giảm sự hoạt động của vi sinh vật trong đất. Khi hoạt động của vi sinh vật đất tăng, thì hàm lượng CO2 của không khí trong đất tăng và hàm lượng O2 giảm. Trong điều kiện mà sự khuếch tán của các khí trong đất bị hạn chế, thì việc giảm hàm lượng O2 có thể ảnh hưởng đến tốc độ hô hấp của rễ cây, và vì thế ảnh hưởng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng của rễ.