ภูมิอากาศและอุณหภูมิที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช

พืชแต่ละชนิดจะมีความต้องการอุณหภูมิเพื่อการเจริญเติบโตต่างๆ กัน ไป และอุณหภูมิมีอิทธิพลต่อพืชตั้งแต่การเริ่มงอกของเมล็ดพืชทีเดียว อุณหภูมิที่เหมาะสมที่พืชจะเจริญเติบโตได้เรียกว่า Cardinal temperature อาจแบ่งออกเป็น minimum optimum และ maximum เช่นได้พบว่า เมล็ดข้าวโพดจะไม่งอกถ้าอากาศมีอุณหภูมิต่ำกว่า 9.5 องศาเซลเซียส หรือสูงกว่า 46 องศาเซลเซียส แต่จะงอกได้ดีที่สุดที่เมื่ออากาศมีอุณหภูมิ 34 องศาเซลเซียส นั่นคือข้าวโพดมี cardinal temperature 9.5-46 องศาเซลเซียส และมี minimum temperature เป็น 9.5 องศาเซลเซียส maximum temperature เป็น 46 องศาเซลเซียส และมี optimum temperature เป็น 34 องศาเซลเซียส พืชชนิดหนึ่งๆ จะมี cardinal temperature แตกต่างกันไปในการงอกของเมล็ด และจะแตกต่างกันไม่เพียงในเรื่อง minimum และ maximum เท่านั้น แม้แต่ optimum ก็แตกต่างกันได้ด้วย เช่น เมล็ดของพืชแถบขั้วโลกเหนือหรือพืชที่ขึ้นอยู่บนยอดเขาสูงเกินกว่า 10,000 ฟุต ขึ้นไปจะงอกได้แม้ว่าอุณหภูมิจะเย็นจัดถึง 0 องศาเซลเซียส และมี maximum เพียง 10 องศาเซลเซียส เท่านั้น แต่พืชเมืองร้อนส่วนมากมักจะมี minimum สูงกว่า 10 องศาเซลเซียส ขึ้นไป ฉะนั้นเมล็ดพืชเมืองหนาวจำนวนมากจึงไม่อาจเพาะให้งอกได้ในเมืองไทย

เมื่อพืชงอกมาแล้วก็จะเจริญเติบโตต่อไป ในระยะเวลาระหว่างการเจริญเติบโตขึ้นนี้พืชจะมีอุณหภูมิ optimum หรือ minimum และ maximum เปลี่ยนแปลงไปได้อยู่เสมอ เช่น มะเขือเทศจะมี optimum ในเวลากลางคืนที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตลดลงเรื่อยๆ ไปจาก 30 องศาเซลเซียส เมื่อเป็นต้นกล้าลงไปจนถึง 13-18 องศาเซลเซียส เมื่อมันเติบโตแก่เข้า ส่วนแตงโม ข้าวฟ่าง และอินทผลัม จะมี minimum อยู่ในระหว่าง 15-18 องศาเซลเซียส ส่วนข้าวสาลี ข้าวไรน์จะอยู่ในระหว่าง -2 องศาเซลเซียส ถึง 5 องศาเซลเซียส อวัยวะต่างๆ ของพืชหนี่งๆ อาจจะมี cardinal temperature แตกต่างกันไป เช่นรากของพืชส่วนมากมักจะต้องการอุณหภูมิที่ต่ำกว่าส่วนต้น และรากของพืชส่วนมากจะมีอุณหภูมิ minimum ต่ำมากถึงแม้ส่วนต้นจะทนไม่ได้ ตายไปแล้วรากอาจจะยังไม่ตายไปได้ง่ายๆ ด้วยเหตุนี้ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิของดินและของอากาศจึงมักมีผลกระทบกระเทือนเป็นอย่าง มากต่อการเจริญเติบโตหรือตายไปของพืชชนิดอื่นๆ นอกจากนี้พืชส่วนมากยังมีความรู้สึกไวต่อการแปรเปลี่ยนของอุณหภูมิกลางวันและกลางคืนอีกด้วย หากนำมาปลูกในที่ๆ ที่มีอุณหภูมิสม่ำเสมอตลอดทั้งกลางวันและกลางคืน จะปรากฏไม่เจริญงอกงามเท่าที่ควร

ผลของอุณหภูมิที่มีต่อพืช

อุณหภูมิมีความสำคัญและมีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของพืชทั้งทางตรงและทางอ้อมดังนี้คือ

  1. ช่วยในการเจริญเติบโตของพืช
  2. ช่วยทำพืชให้แก่
  3. ช่วยทำให้อินทรียวัตถุเน่าเปื่อย
  4. ช่วยเพิ่มสารละลายของแร่ธาตุต่างๆ
  5. เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการเจริญของพืชจะเพิ่มขึ้น
  6. ถ้าอุณหภูมิสูงจะทำให้การหายใจของพืชและสัตว์มีมาก
  7. อุณหภูมิสูงจะทำลายกลิ่นรสของพืช
  8. อุณหภูมิสูงทำให้การสะสมอาหารแป้งหรือน้ำตาลของพืชและสัตว์ลดลง
  9. อุณหภูมิสูงจะช่วยให้การเกิดและการระบาดของแมลงมีมากขึ้น ทำให้แมลงเข้าทำลายพืชมากขึ้น
  10. หากอุณหภูมิต่ำ ก็จะทำใหพืชอ่อนแอติดโรคได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อยังเล็กอยู่
  11. อุณหภูมิต่ำช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช ช่วยในการงอกของเมล็ดและการออกดอกของพืช

ณ จุดซึ่งจะเปลี่ยนอัตราของขบวนการเจริญเติบโตหรือขบวนการสืบพันธุ์ (reproductive) ของพืช พืชแต่ละชนิดต้องการอุณหภูมิที่เหมาะสมในการเจริญเติบโตแตกต่างกัน โดยทั่วไปพืชส่วนมากจะเจริญเติบโตได้ดีในระหว่าง 15-30 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิที่สูงสุดสำหรับพืชนั้นประมาณ 54 องศาเซลเซียส หรือ 130 องศาฟาเรนไฮต์ และต่ำสุดได้ประมาณ 5 องศาเซลเซียส หรือ 41 องศาฟาเรนไฮต์ ณ อุณหภูมิสองจุดนี้หมายความว่าพืชส่วนมากจะไม่สามารถจะมีชีวิตอยู่ได้ ถ้าอุณหภูมิสูงเกิน 54 องศาเซลเซียส หรือจะไม่เจริญเติบโตถ้าอุณหภูมิต่ำกว่า 5 องศาเซลเซียส ณ อุณหภูมิที่ 4.5-5.5 องศาเซลเซียส (40-42 องศาเซลเซียส) พืชเกือบทั้งหมดจะหยุดเจริญ เว้นแต่พืชบาง species ของทางขั้วโลกซึ่งจะยังคงทำหน้าที่ปกติ ณ อุณหภูมิ 1-2 องศาเซลเซียส (33.8-35.6 องศาฟาเรนไฮต์) แต่ ณ อุณหภูมิเหล่านี้อัตราการ metabolism จะช้าลง พืชส่วนมากที่ขึ้นในอากาศหนาวและภูมิอากาศที่รุนแรงจะเตี้ยและเล็ก พืชบางชนิดจะใช้เวลาประมาณ 150 ปี หรือมากกว่านี้เพื่อโตได้ถึง 1 หรือ 2 ฟุต

อุณหภูมิของอากาศมีอิทธิพลต่อการเกิดและเจริญเติบโตของ bud พืชบางชนิดต้องการอุณหภูมิสูงเพื่อการเกิด bud และอุณหภูมิต่ำเพื่อการเจริญเติบโตของ bud ส่วนพืชบางชนิดอาจต้องการอุณหภูมิต่ำเพื่อการเกิด bud แต่ดอกนั้นจะเจริญเติบโตเร็วเมื่ออุณหภูมิสูง ในระยะต่างๆ กัน เช่น เมื่อต้องการทำลายการพักตัว (dormancy) ของเมล็ด พืชต้องการอุณหภูมิต่ำกว่าการงอก และในการงอกของพืชต้องการอุณหภูมิต่ำกว่าการเจริญทางลำต้นและใบ การเจริญทางลำต้นพืชต้องการอุณหภูมิต่ำกว่าการเจริญทางดอกและผล พืชทั่วๆ ไปเจริญเติบโตในเวลากลางคืนมากกว่ากลางวัน โดยพืชต้องการอุณหภูมิต่ำในเวลากลางคืน ส่วนเวลากลางวันต้องการอุณหภูมิสูงพอเหมาะ พืชจะเจริญได้ผลดีเมื่ออุณหภูมิของอากาศแตกต่างกันในเวลากลางวันและกลางคืน 8 องศาเซลเซียส

การควบคุมอุณหภูมิ

การควบคุมอุณหภูมิรอบๆ พืชมีความสำคัญต่อผลผลิตของพืชมาก วิธีที่จะควบคุมอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมสามารถทำได้หลายทางเช่น

  • การเลือกสถานที่สำหรับปลูกพืช โดยเลือกสถานที่ให้เหมาะแก่พืชชนิดนั้นๆ ถ้าอยู่ในเมืองร้อนก็ต้องปลูกพืชที่ชอบอากาศร้อน จึงจะได้ผลดีไม่ใช่เอาพืชเมืองหนาวมาปลูก
  • การใช้วัตถุคลุมดิน (Soil mulch) อุณหภูมิของดินสามารถควบคุมโดยใช้วัตถุคลุมดินเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนของดินในฤดูหนาว และเพื่อเป็นวัตถุสะท้อนความเข้มของแสงอาทิตย์ในฤดูร้อน เพื่อไม่ให้ดินสูญเสียความชื้นในฤดูร้อน
  • การชลประทาน (Irrigation) การชลประทานก็เป็นวิธีหนึ่งที่สามารถใช้ในการควบคุมอุณหภูมิสำหรับพืช
  • สิ่งก่อสร้างต่างๆ (Structure) เช่น การควบคุมอุณหภูมิของพืชโดยปลูกพืชใน Greenhouse ซึ่งใน greenhouse สามารถจัดระดับอุณหภูมิให้สูงให้ต่ำได้ตามความต้องการของผู้ปลูกได้ นอกจาก greenhouse แล้วยังมี Hot beds, Cold frames
  • การจัดแจงของพืชที่จะปลูก เอาอาจสลับปลูกพืชต่างชนิดในเนื้อที่หนึ่งๆ เช่น ปลูกพืชใหญ่เพื่อเป็นร่มเงาสำหรับพืชเล็กอีกชนิดหนึ่ง