Особенностью растений умеренного пояса (криофилов) является прохождение ими фазы зимнего покоя, в течение которой растения нуждаются в определенном термическом режиме воздуха и почвенного слоя. Отклонения от требуемого температурного интервала неблагоприятны для нормальной вегетации и часто приводят растения к гибели. Под агроклиматической оценкой условий зимования понимается учет неблагоприятных метеорологических и погодных явлений в холодный сезон: резких морозов, глубоких оттепелей, вызывающих вымокание посевов; мощного снегового покрова, под которым выпревают всходы; гололеда, ледяной корки на стеблях и др. Учитывается и интенсивность, и продолжительность наблюдаемых явлений.
Влага. Важнейшим фактором жизнедеятельности растений является влага. Во все периоды жизни растение для своего роста требует определенное количество влаги, без которой оно гибнет. Вода участвует в любом физиологическом процессе, связанном с созданием или разрушением органического вещества. Она необходима для фотосинтеза, обеспечивает терморегуляцию растительного организма, транспортирует элементы питания. При нормальном вегетативном развитии культурные растения поглощают огромные объемы воды. Часто для образования одной единицы сухого вещества расходуется от 200 до 1000 массовых единиц воды (Б. Г. Розанов, 1984).
На основе анализа факторов проводится комплексное агроклиматическое районирование местности.
Агроклиматическое районирование-это подразделение территории (любого уровня) на регионы, различающиеся условиями роста, развития, перезимовки и продуцирования в. целом культурных растений.
При классификации агроклиматических ресурсов мира на первом уровне дифференциация территории проводится по степени теплообеспеченности, иными словами, по макроразличиям в термических ресурсах. По этому признаку выделяют термические пояса и подпояса; границы между ними проводят условно - по изолиниям определенных значений сумм активных температур выше +10°С.
Холодный пояс. Суммы активных температур не превышают 1000°. Это очень небольшие запасы тепла, вегетационный период длится менее двух месяцев. Поскольку и в это время температуры часто опускаются ниже нуля, земледелие в открытом грунте невозможно. Холодный пояс занимает обширные пространства на севере Евразии, в Канаде и на Аляске.
Прохладный пояс. Теплообеспеченность возрастает от 1000° на севере до 2000° на юге. Прохладный пояс довольно широкой полосой протягивается южнее холодного пояса в Евразии и в Северной Америке и формирует узкую зону на юге Анд в Южной Америке. Незначительные ресурсы тепла ограничивают набор культур, которые могут в этих районах произрастать: это главным образом скороспелые, нетребовательные к теплу растения, способные переносить кратковременные заморозки, но светолюбивые (растения длинного дня). Таковы серые хлеба, овощные, некоторые корнеплоды, ранний картофель, особые полярные виды пшениц. Земледелие носит очаговый характер, концентрируясь в наиболее теплых местообитаниях. Общий недостаток тепла и (главное) опасность поздних весенних и ранних осенних заморозков сокращает возможности растениеводства. Пашни в прохладном поясе занимают всего 5-8% общей площади земель.
Умеренный пояс. Теплообеспеченность составляет не менее 2000° на севере пояса и до 4000° в южных районах. Умеренный пояс занимает обширные территории в Евразии и Северной Америке: к нему относится вся зарубежная Европа' (без южных полуостровов), большая часть Русской равнины, Казахстан, южная Сибирь и Дальний Восток, Монголия, Тибет, северовосточный Китай, южные регионы Канады и северные районы США. На южных материках умеренный пояс представлен локально: это Патагония в Аргентине и узкая полоса чилийского побережья Тихого океана в Южной Америке, острова Тасмания и Новая Зеландия.
В умеренном поясе выражены различия в сезонах года: наблюдается один теплый сезон, когда происходит вегетация растений, и один период зимнего покоя. Продолжительность вегетации 60 дней на севере и около 200 дней на юге. Средняя температура самого теплого месяца не ниже +15°С, зимы могут быть и очень суровыми, и мягкими в зависимости от степени континентальности климата. Аналогичным образом варьируют и мощность снежного покрова, и вид перезимовки культурных растений. Умеренный пояс – это пояс массового земледелия; пашни занимают практически все пригодные по условиям рельефа пространства. Значительно шире ассортимент выращиваемых культур, все они приспособлены к термическому режиму умеренного пояса: однолетние культуры довольно быстро заканчивают свой вегетационный цикл (за два-три летних месяца), а многолетние или озимые виды обязательно проходят фазу яровизации или вернализации, т.е. период зимнего покоя. Эти растения выделяют в особую группу криофильных культур. К ним относятся основные зерновые злаки - пшеница, ячмень, рожь, овес, лен, овощные, корнеплоды. Между северными и южными районами умеренного пояса существуют большие различия в общих запасах тепла и в продолжительности сезона вегетации, что и позволяет выделить в пределах пояса два подпояса:
Типично умеренный, с термическими ресурсами от 2000 до 3000°. Здесь произрастают главным образом растения длинного дня скороспелые, мало требовательные к теплу (рожь, ячмень, овес, пшеница, овощные, картофель, травосмеси и др.). Именно в этом подпоясе высока доля озимых культур в посевах.
Теплоумеренный пояс, с суммами активных температур от 3000 до 4000°, Длительный период вегетации, в течение которого накапливается много тепла, позволяет выращивать позднеспелые сорта зерновых и овощных культур; здесь успешно вегетируют кукуруза, рис, подсолнечник, виноградная лоза, многие плодовые и фруктовые древесные культуры. Появляется возможность применять в севооборотах промежуточные культуры.
Теплый (или субтропический) пояс. Суммы активных температур колеблются от 4000° на северной границе до 8000° на южной. Территории, обладающие такой теплообеспеченностъю, широко представлены на всех материках: Евроазиатское Средиземноморье, Южный Китай, преобладающая часть территории США и Мексики, Аргентины и Чили, юг Африканского материка, южная половина Австралии.
Ресурсы тепла весьма значительны, однако зимой средние температуры (хотя и положительные) не поднимаются выше +10°С, что означает приостановку вегетации для многих перезимовывающих культур. Снежный покров крайне неустойчив, в южной половине пояса наблюдаются вегетационные зимы, снег может не выпадать вообще.
Благодаря обилию тепла намного расширяется ассортимент выращиваемых культур за счет внедрения субтропических теплолюбивых видов, причем возможно возделывание двух урожаев в год: однолетних культур умеренного пояса в холодный сезон и многолетних, но криофильных видов субтропиков (шелковица, чайный куст, цитрусовые, олива, грецкий орех, виноград и др.). На юге появляются однолетники тропического происхождения, требующие больших сумм температур и не переносящие заморозков (хлопчатник и др.).
Различия (главным образом) в режиме зимнего сезона (наличие или отсутствие вегетационных зим) позволяет подразделить территории теплого пояса на два подпояса со своими специфическими наборами культур: умеренно теплый с суммами активных температур от 4000 до 6000° и с прохладной зимой и типично теплый подпояс с теплообеспеченностыо порядка 6000 – 8000°, с преимущественно вегетационными зимами (средние температуры января выше +10°С).
Жаркий пояс. Запасы тепла практически неограниченны; они повсюду превышают 8000°, иногда и более 10000°. Территориально жаркий пояс занимает наиболее обширные пространства суши земного шара. К нему относятся преобладающая часть Африки, большая часть Южной Америки, Центральная Америка, вся Южная Азия и Аравийский полуостров, Малайский архипелаг и северная половина Австралии. В жарком поясе тепло перестает играть роль лимитирующего фактора в размещении культур. Вегетация длится круглый год, средние температуры самого холодного месяца не опускаются ниже +15°С. Набор возможных для выращивания культурных растений пополняется видами тропического и экваториального происхождения (кофейное и шоколадное деревья, финиковая пальма, бананы, маниока, батат, кассава, хинное дерево и др.). Высокая интенсивность прямой солнечной радиации губительна для многих культурных растений, поэтому их выращивают в особых многоярусных агроценозах, под тенью специально оставленных единичных экземпляров высоких деревьев. Отсутствие холодного сезона препятствует успешной вегетации криогенных культур, поэтому растения умеренного пояса могут произрастать лишь в высокогорных районах, т.е. практически вне границ жаркого пояса.
На втором уровне агроклиматического районирования мира термические пояса и подпояса подразделяются на основании различий в годовых режимах увлажнения.
Всего выделено 16 областей с различными значениями коэффициента увлажнения вегетационного периода:
1. Избыточное увлажнение вегетационного сезона;
2. Достаточное увлажнение вегетационного периода;
3. Засушливый вегетационный период;.
4. Сухой вегетационный период ( вероятность засух более 70%) ;