Για παράδειγμα, η διαθεσιμότητα του νερού αποτελεί συχνά έναν περιοριστικό παράγοντα για την παραγωγή των καλλιεργειών. Επίσης, η υπερβολική υγρασία μπορεί να έχει ανάλογα αποτελέσματα και όσον αφορά στα επίπεδα της θερμοκρασίας, οι ψυχρές θερμοκρασίες του εδάφους μπορεί να επιβραδύνουν τη βλάστηση των σπόρων αλλά και την εμφάνιση των φυταρίων.
Πρόκειται λοιπόν για τρεις πολύ βασικούς παράγοντες, τους οποίους οφείλουμε να κατανοήσουμε όσο καλύτερα μπορούμε ώστε ο σχεδιασμός των κατάλληλων καλλιεργητικών πρακτικών να είναι και ο ορθότερος.
Ηλιακή ακτινοβολία
Η ηλιακή ακτινοβολία είναι σημαντική για την ανάπτυξη των φυτών. Τα φύλλα απορροφούν το φως του ήλιου και το χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας για τη φωτοσύνθεση. Η ικανότητα μιας καλλιέργειας να συλλέγει το φως του ήλιου είναι συνάρτηση της επιφάνειας των φύλλων ή του δείκτη φυλλικής επιφάνειας.
Διάφοροι παράγοντες, όπως: ο ανταγωνισμός των ζιζανίων, τα επιβλαβή για τα φυτά έντομα, οι ασθένειες κ.α., σίγουρα μειώνουν την ωφέλιμη φυλλική επιφάνεια ώστε τελικά ο βαθμός της φωτοσύνθεσης να είναι μειωμένος. Θεωρητικά, κάθε αύξηση στην απορροφώμενη ηλιακή ενέργεια από το φυτό, σημαίνει και αύξηση της ανάπτυξης της καλλιέργειας. Όταν τα φύλλα απορροφούν ηλιακή ενέργεια, συνάμα η θερμοκρασία της επιφάνειάς τους αυξάνεται και εν συνεχεία, τα φυτά ανταποκρίνονται σε αυτήν την αύξηση της θερμοκρασία τους απελευθερώνοντας νερό μέσω των στοματίων τους για να ψύξουν την επιφάνειά τους.
Τα φύλλα απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το νερό απορροφάται από τις ρίζες των φυτών. Το φως του ήλιου παρέχει στα φυτά την ενέργεια που χρειάζονται για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού σε υδατάνθρακες και οξυγόνο. Οι υδατάνθρακες που παράγονται με τη φωτοσύνθεση χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη της βλάστησης και της αναπαραγωγής και για την αύξηση της βιομάζας των καλλιεργειών. Επειδή η απαραίτητη ηλιακή ενέργεια για τη φωτοσύνθεση, υφίσταται μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει σε μια καλλιέργεια επηρεάζεται από την ποσότητα υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Τα σύννεφα μειώνουν την ηλιακή ακτινοβολία αντανακλώντας την στον εξωτερικό χώρο, εμποδίζοντάς την τελικά να φτάσει στις καλλιέργειες.
Μία όσο το δυνατό πρωιμότερη σπορά, πάντα όμως εντός επιτρεπτών ορίων, μπορεί να αυξήσει τα ποσοστά της ηλιακής ακτινοβολίας ου θα δεσμευτούν από τις καλλιέργειες.
Υγρασία εδάφους και χρήση ύδατος από τις καλλιέργειες
Η ποσότητα ύδατος που απορροφάται από τα φυτά εξαρτάται και αυτή από ένα πλήθος παραγόντων, όπως: το στάδιο ανάπτυξης της καλλιέργειας, το βάθος του ριζικού συστήματος, η διαθεσιμότητα του εδαφικού νερού, τα ποσά των κατακρημνισμάτων κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, η ηλιακή ακτινοβολία, η υγρασία, τη θερμοκρασία και ο άνεμος.
Οι καλλιέργειες χρησιμοποιούν το νερό για δύο λόγους, για την ανάπτυξή τους και για να δροσιστούν. Εδώ ακριβώς λοιπόν αναφερόμαστε στη γνωστή και πολύ σημαντική εξατμισοδιαπνοή (ΕΤ) των φυτών.
Η ET είναι η εξάτμιση του εδαφικού νερού και του νερού των φυτικών επιφανειών και του νερού που χρησιμοποιείται από τα φυτά για την ανάπτυξή τους και τη διαπνοή.
Η διαπνοή αναφέρεται στο νερό που χάνεται στην ατμόσφαιρα μέσω των στοματίων των φυτών. Τα φυτά απελευθερώνοντας νερό στην επιφάνειά τους, ψύχουν την επιφάνειά τους και έτσι ελαχιστοποιούν το θερμικό στρες.
Η εξάτμιση συνήθως είναι σημαντική μόνο όταν η επιφάνεια του εδάφους είναι υγρή ή όταν η φυλλική επιφάνεια στο σύνολό της είναι υγρή μετά από βροχόπτωση. Στην περίπτωση που το επιφανειακό έδαφος στεγνώσει σε βάθος περίπου 2-6 εκατοστών, η περαιτέρω εξάτμιση του νερού από το έδαφος είναι συνήθως ελάχιστη. Η εξάτμιση από την επιφάνεια του εδάφους μειώνεται επίσης όταν η φυλλική επιφάνεια σκιάζει σχεδόν τελείως την επιφάνεια του εδάφους. Ο μέγιστος ρυθμός ΕΤ εμφανίζεται όταν το νερό του εδάφους δεν αποτελεί περιοριστικό παράγοντα.
Η διαπνοή του νερού από τα στομάτια ακολουθούμενη από εξάτμιση από την επιφάνεια του φύλλου, διατηρεί μια χαμηλότερη θερμοκρασία φύλλων σε σχέση με αυτή του περιβάλλοντος χώρου. Τα στομάτια ρυθμίζουν την απώλεια νερού με το άνοιγμα ή το κλείσιμο της εισόδου τους. Όταν τα στομάτια είναι πλήρως ανοικτά, η διαπνοή είναι στο μέγιστο για να διατηρούνται οι επιφάνειες των φύλλων δροσερές. Όταν τα φυτά βρίσκονται υπό υδατικό στρες, τα στομάτια, εν μέρει κλείνουν, για να μειωθεί η διαπνοή. Η υγρασία, η οποία είναι ένα μέτρο του ποσού των υδρατμών που υφίστανται στην ατμόσφαιρα, παίζουν επίσης ρόλο στη διαπνοή. Ο ρυθμός διαπνοής μιας καλλιέργειας είναι υψηλότερος όταν η υγρασία του αέρα είναι χαμηλή.
Συνήθως υπάρχει ένα στρώμα αέρα που περιβάλλει τη φυλλική επιφάνεια των καλλιεργειών η οποία και επηρεάζει την ψύξη των φύλλων. Όσο πιο παχιά είναι αυτή η στρώση του αέρα, τόσο χαμηλότερη είναι η απώλεια ύδατος από τα φυτά. Ο άνεμος θα διαταράξει το πάχος του στρώματος, καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του ανέμου, μειώνεται το στρώμα του αέρα, το οποίο με τη σειρά του αυξάνει τον ρυθμό της αναπνοής από τα φύλλα στον κινούμενο αέρα.
Οι καλλιέργειες χρησιμοποιούν το ριζικό τους συστήματα για να προσροφήσουν νερό από το έδαφος. Ο ρυθμός και η ποσότητα του νερού που απορροφώνται από μια καλλιέργεια επηρεάζεται από την περιεκτικότητα του εδάφους σε νερό, το στάδιο της ανάπτυξης των φυτών και το βάθος του ριζικού συστήματος.
Για παράδειγμα, όσον αφορά στις ετήσιες καλλιέργειες, απαιτείται μια ορισμένη ποσότητα υγρασίας για να βλαστήσουν οι σπόροι και να περάσει η καλλιέργεια μέσα από όλα τα βλαστικά στάδια και τελικά να φτάσει σε αυτά της αναπαραγωγικής φάσης. Προφανώς και η ποσότητα υγρασίας που απαιτείται ποικίλλει, καθώς οι καλλιέργειες δεν χρειάζονται τόσο πολλή υγρασία για τη διαπνοή τους σε μια δροσερή μέρα όπως μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια μιας ζεστής ημέρας.
Το μόνο σίγουρο είναι πως από τη στιγμή που μία καλλιέργεια μεταπηδήσει από το βλαστικό στάδιο στο αναπαραγωγικό, τότε είναι που οι υδατικές της ανάγκες αυξάνονται σε μεγάλο βαθμό, οι οποίες ξαναμειώνονται όταν η καλλιέργεια φτάνει στο στάδιο της ωρίμανσης.
Τα προβλήματα εμφανίζονται όταν μία καλλιέργεια δεν μπορεί να απορροφήσει το νερό που χρειάζεται από το έδαφος, οπότε και για να αποφευχθεί η αφυδάτωση της καλλιέργειας, τα στόματα κλείνουν (φυτά C3), οδηγώντας όμως σε μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας.
Η ξηρασία κάνει την εμφάνισή της όταν υπάρχει σοβαρή έλλειψη εδαφικού νερού και ανύπαρκτες βροχοπτώσεις, οπότε και οι αποδόσεις των καλλιεργειών μειώνονται δραστικά.
Μία ξηρασία θεωρείται σοβαρή όταν οι αποδόσεις των καλλιεργειών μειώνονται τουλάχιστον κατά 50% κάτω από τη μακροπρόθεσμη μέση απόδοση.
Θερμοκρασία
Όλες οι καλλιέργειες έχουν μέγιστα, ελάχιστα και βέλτιστα θερμοκρασιών. Αυτά τα όρια θερμοκρασιών επηρεάζουν διάφορες ζωτικής σημασίας διεργασίες του φυτού, όπως η βλάστηση, η ανάπτυξη των ριζών, η πρόσληψη νερού, η φωτοσύνθεση, η αναπνοή, η ανθοφορία κ.α.
Όταν οι τιμές των θερμοκρασιών βρεθούν σε επίπεδα υπό των ελαχίστων ή πέραν των μεγίστων, τότε οι φυτικές διεργασίες επιβραδύνονται ή και σταματούν.
Το στρες που αντιμετωπίζουν τα φυτά λόγω υψηλών θερμοκρασιών προκαλεί το κλείσιμο των στοματίων το οποίο όμως οδηγεί σε ανεπιθύμητη αύξηση της θερμοκρασίας του φυτού.
Τα ανώτερα επίπεδα θερμοκρασιών που μπορούν να προκαλέσουν θερμική καταπόνηση στα φυτά, ποικίλου ανάλογα με το είδος της καλλιέργειας κάθε φορά, αλλά και ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης. Για παράδειγμα, για το σιτάρι, η βέλτιστη περιοχή θερμοκρασιών για τη φωτοσύνθεση είναι οι 15-30 οC. Το θερμικό στρες αυξάνεται όταν οι θερμοκρασίες είναι μεταξύ 30 και 40 οC. Πάνω από τους 40 °C, οι φωτοσυνθετικές διαδικασίες μπορούν να καταρρεύσουν μόνιμα. Η υψηλή θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει διάφορα στάδια ανάπτυξης. Για παράδειγμα, η απόδοση του σίτου επηρεάζεται όταν οι υψηλές θερμοκρασίες εμφανίζονται πέντε έως 10 ημέρες πριν από την άνθηση, όταν σχηματίζεται γύρη και η βιωσιμότητα μπορεί να επηρεαστεί σοβαρά.
Από την άλλη, οι χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν και αυτές να προκαλέσουν στρες σε μία καλλιέργεια όταν η θερμοκρασία παραμένει άνω του μηδενός ή όταν η θερμοκρασία πέφτει υπό του μηδενός επίσης. Στην περίπτωση των χαμηλών θερμοκρασιών υπό του μηδενός οι ζημιές που προκαλούνται στα φυτά είναι μεγαλύτερες και σοβαρότερες. Φυτά που έχουν βιώσει περιόδους χαμηλών θερμοκρασιών πριν την έλευση του παγετού, μπορούν να ανταπεξέλθουν καλύτερα σε σχέση με αυτά που δεν έχουν σκληραγωγηθεί από τις χαμηλές θερμοκρασίες.
Περιπλοκότητα χαρακτηρίζει όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, επίσης και τα φυτά. Η κατανόηση των αλληλεπιδράσεων των φυτών με το περιβάλλον του αποτελεί το α και το ω της κατανόησής τους από εμάς.
