Iklim cukup signifikan yang menentukan penggunaan lahan pertanian dan pola pertanian suatu wilayah. Iklim terdiri dari suhu, curah hujan, kelembaban, dan sinar matahari, lamanya musim tanam, kabut, embun beku, salju, hujan es, angin dan tekanan udara. Semua elemen cuaca dan iklim ini, secara individual dan kolektif, menentukan pola pertanian suatu wilayah.
1. Suhu:
Tanaman yang akan ditanam, operasi pertanian dan pola pertanian sangat dipengaruhi oleh kondisi suhu yang ada di wilayah tersebut.
Ilmuwan pertanian telah membuktikan bahwa setiap tanaman memiliki nol spesifik yang di bawahnya tidak dapat tumbuh. Ada juga suhu optimal di mana tanaman berada. Kekuatan terbesar. Untuk setiap fungsi kehidupan tanaman, perkecambahan cuaca, foliasi, pembungaan atau pembuahan, nol spesifik dan optimum dapat diamati pada suhu.
Pengaruh suhu pada pola pertanian dapat dilihat dari fakta bahwa batas utara daerah di mana pohon kurma menghasilkan buah yang matang bertepatan hampir persis dengan isoterm tahunan rata-rata 19°C. Kebun buah tampaknya merupakan suhu di musim panas, karena buah anggur hanya matang di negara-negara di mana suhu rata-rata dari April hingga Oktober melebihi 15°C. Demikian pula, telah dihitung bahwa jagung matang pada periode tahun ketika jumlah suhu maksimum harian telah mencapai 2500° C.
Secara umum, tanaman seperti barley, rye, oat, dan gandum musim dingin bekerja dengan baik ketika suhu rata-rata harian berkisar antara 15° C dan 25° C. Sebaliknya, tanaman tropis seperti kakao, kopi, rempah-rempah, labu, kurma, karet, dan tembakau membutuhkan suhu tinggi sepanjang tahun, sementara tanaman seperti kacang polong, gram, miju-miju, gandum, kentang, mustard, rapeseed, biji rami, lucern dan bar tampaknya memerlukan suhu yang relatif hangat selama masa pertumbuhan dan pemasakan dan suhu rendah (sekitar 20° C) selama musim tanam. tahap pertumbuhan dan perkembangan.
Batas atas suhu untuk pertumbuhan tanaman adalah 60° C pada kondisi suhu tinggi, yaitu di atas 40° C, tanaman mengering jika pasokan air tidak mencukupi. Selain itu, pada suhu tinggi, pertumbuhan tanaman terhambat. Efek merugikan dari suhu yang sangat tinggi pada tanaman, bagaimanapun, dapat dikurangi dengan meningkatkan suplai air ke tanaman melalui irigasi dan/atau praktek olah tanah konservasi kelembaban.
Karena alasan inilah bibit teh dinaungi oleh silver oak untuk melindunginya dari sinar matahari langsung. Demikian pula, banyak sayuran di oasis, gurun, dan daerah tropis ditanam di bawah naungan untuk melindunginya dari panas dan suhu tinggi. Di daerah bersuhu rendah (daerah beriklim sedang dan pegunungan), sayuran dan bunga sensitif ditanam di rumah kaca di bawah kondisi suhu yang terkendali.
Berbeda dengan suhu tinggi, tanaman juga memiliki batas suhu minimum. Suhu dingin dan beku memiliki efek buruk yang besar pada perkecambahan, pertumbuhan, pemasakan dan hasil tanaman. Suhu rendah dan beku menghambat pertumbuhan tanaman dan membunuh tanaman tertentu yang hanya beradaptasi dengan suhu hangat.
Tanaman seperti beras, tebu, rami, kapas, cabai dan tomat mati karena suhu yang mendekati titik beku yang bertahan selama dua atau tiga hari. Suhu minimum untuk rye adalah 2°C, untuk gandum 5°C, untuk jagung 9°C dan untuk beras sekitar 20°C.
Selain rata-rata minimum dan rata-rata maksimum, setiap tanaman memiliki persyaratan akumulasi suhu minimum. Sebagai contoh, gandum membutuhkan 2000 derajat Celcius hari (suhu yang dibutuhkan sepanjang musim panen dari penaburan hingga pemasakan), sedangkan tanaman padi yang berhasil membutuhkan 3000-4000 derajat Celcius hari selama seluruh periode pertumbuhan. Telah diamati bahwa penerapan air dingin pada tanaman menghambat pertumbuhannya dengan mengurangi suhu tanah dan permukaan langsung.
Pengaruh suhu rendah sangat bervariasi dengan tanaman yang berbeda. Beberapa tanaman, misalnya kentang dan gula bit, menyimpan karbohidrat lebih cepat pada malam yang dingin, sedangkan kapas, jagung, dan tembakau membutuhkan malam yang hangat untuk pertumbuhan optimal dan hasil panen yang lebih baik. Apel, persik, mangga, lengkeng, dll., berbuah sempurna selama musim panas dan pohonnya dapat bertahan hidup pada suhu rendah di musim dingin berikutnya.
Selain suhu, lamanya penyinaran matahari dan luminositas atmosfer juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi pola pertanian. Distribusi cahaya bervariasi dengan garis lintang. Durasi maksimum sinar matahari dalam satu hari meningkat ke arah kutub, menjadi 14 jam 34 menit di lintang 40°, 15 jam 45 menit di lintang 50° dan 24 jam di lintang 68° di musim panas.
Di negara dingin , aksi cahaya mempercepat pertumbuhan. Misalnya, jelai musim semi matang dalam 107 hari di Swedia selatan, tetapi hanya dalam 89 hari di Lapland meskipun suhunya jauh lebih rendah, ini diimbangi dengan periode insolasi yang jauh lebih lama. Jadi, di Daerah Kutub, intensitas cahaya sebagian mengimbangi pendeknya musim hangat dan menjelaskan kecepatan proses vegetatif pada tumbuhan. Di Rusia, para petani Kanada Utara Alaska dan Greenland telah dengan terampil memanfaatkan kompensasi ini.
2. Sinar matahari:
Cahaya berperan penting dalam aktivitas fotosintesis pada tumbuhan. Waktu yang diperlukan oleh suatu tanaman untuk mencapai kematangan merupakan fungsi dari panjang hari (periode foto) dan, oleh karena itu, preferensi untuk suatu varietas dinilai dari penggunaan maksimum energi cahayanya.
Secara umum, tanaman yang ditanam di musim dingin membutuhkan lebih banyak hari kalender untuk matang daripada tanaman yang sama yang ditanam kemudian. Di daerah berawan, tutupan awan sering kali mengurangi jumlah cahaya yang tersedia. Ini sangat penting di daerah-daerah di mana pematangan tanaman dan pemanenannya dalam kondisi kering seringkali diragukan. Tutupan awan dan curah hujan yang berlebihan juga mencegah penanaman ganda.
3. Beku:
Embun beku juga merupakan faktor penting yang membatasi budidaya tanaman pada garis lintang dan ketinggian yang lebih tinggi. Tanggal penaburan, perkecambahan , munculnya biji, tanggal bertunas, pembungaan, pemasakan, dan tanggal panen semuanya dipengaruhi oleh periode bebas embun beku di wilayah tertentu. Namun, fenomena embun beku tidak terjadi di dataran rendah khatulistiwa dan daerah tropis. Periode bebas embun beku semakin pendek dengan bertambahnya garis lintang (Gbr.3.2).
Di daerah terjadinya embun beku, embun beku membunuh tanaman yang berdiri. Sering kali, kerusakan mungkin menjadi bencana di area yang lebih luas. Terjadinya embun beku selama tahap awal pertumbuhan tanaman sebelum tanaman melakukan penyesuaian fisiologis yang diperlukan mungkin berbahaya. Di daerah tropis; garis lintang kebun jeruk sangat rentan terhadap embun beku. Benih yang berkecambah tidak sering terpengaruh oleh embun beku di permukaan, tetapi bibit muda dapat rusak atau mati kecuali jika merupakan varietas yang tahan beku.
Tanaman seperti tomat, kentang, melon, mentimun, dan musk-melon sangat sensitif terhadap embun beku hingga matang. Tahap pembungaan semua sereal dan tanaman kebun juga sangat rentan terhadap embun beku. Kualitas dan kuantitas semua tanaman termasuk tanaman kebun akan terpengaruh secara negatif dalam kondisi beku. Buah yang terkena embun beku kurang enak dan memiliki nilai pasar yang kecil. Tanaman tahan beku ditanam di daerah yang sering terkena embun beku.
Di daerah yang terkena embun beku, penyesuaian logis terhadap embun beku adalah dengan memilih tanaman yang tahan beku. Langkah-langkah langsung untuk mencegah terjadinya embun beku juga dapat diambil. Udara dapat dipanaskan atau selimut asap pelindung dapat disediakan atau kedua metode tersebut dapat digabungkan untuk menaikkan suhu permukaan dan tanah pada malam hari.
pencegahan embun beku hanya bekerja jika atmosfernya kencang karena tiupan angin menyebabkan suhu yang berbeda bercampur. Minyak murah atau bahan bakar apapun dapat digunakan untuk menyebarkan kabut asap pada pohon-pohon di kebun. Smog mengurangi hilangnya panas oleh radiasi dengan cara yang sama seperti awan. Pemanas yang lebih efisien yang mengeluarkan lebih sedikit asap sekarang lebih umum di kebun buah Florida, California, lembah Rhone, Jepang dan banyak daerah agraris maju lainnya di dunia.
Pemanasan langsung atmosfer bagian bawah dengan bantuan pemanas ini seringkali mencegah bahaya embun beku. Udara permukaan dapat dicampur dengan kipas besar, biasanya dioperasikan oleh motor listrik. Pesawat terbang dan helikopter juga telah digunakan di negara maju untuk mengipasi udara di atas tanaman, tetapi ini merupakan prosedur yang mahal.
Di negara-negara berkembang di Asia, tanaman lunak dan pembibitan tanaman seperti ketimun, melon, dan tanaman sayuran muda musim dingin biasanya ditutup dengan jerami untuk melindungi dari embun beku selama tahap awal pertumbuhan. Irigasi tanaman juga mencegah bahaya frosting sampai batas tertentu.
4. Kelembaban:
Semua tanaman membutuhkan air. Mereka mengambil air dan kelembaban dari tanah. Kelembaban ini mungkin tersedia dari hujan atau dari sistem irigasi permukaan atau bawah tanah. Dalam batas suhu yang luas, kelembaban lebih penting daripada faktor lingkungan lainnya dalam produksi tanaman. Ada kondisi kelembaban optimal untuk perkembangan tanaman seperti halnya kondisi suhu optimal. Tanaman mendapatkan suplai air mereka terutama melalui sistem akar mereka. Oleh karena itu, pemeliharaan kelembaban tanah merupakan masalah pertanian yang paling mendesak.
Jumlah air yang berlebihan di dalam tanah mengubah berbagai proses kimia dan biologi, membatasi jumlah oksigen dan meningkatkan pembentukan senyawa yang beracun bagi akar tanaman. Oleh karena itu, kelebihan air di tanah menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat. Masalah oksigen yang tidak memadai di dalam tanah dapat diatasi dengan praktik drainase di saluran yang berdrainase buruk.
Hujan adalah sumber air termurah asalkan tepat waktu dan cukup jumlahnya. Tetapi curah hujan di sebagian besar dunia tidak menentu dan sangat tidak merata. Kegagalan hujan atau curah hujan yang berlebihan dalam waktu singkat telah menyebabkan gagal panen berulang dan kelaparan di banyak bagian dunia. Petani India seperti yang lainnya sering menderita karena gagalnya hujan atau kemarahan akibat banjir.
Hujan deras dapat langsung merusak tanaman atau mengganggu pembungaan dan penyerbukan. Tanaman sereal sering tertahan oleh hujan dan hal ini mempersulit panen serta menyebabkan pembusukan dan penyakit. Hujan deras selama tahap pemasakan gandum, beras, gram, millet dan biji minyak menyebabkan hilangnya benih dan pakan ternak. Terjadinya hujan es pada tahap pemasakan tanaman menyebabkan kerusakan langsung pada tanaman, secara lokal dan untuk tanaman rabi (tanaman musim dingin) dapat menjadi bencana.
Intensitas kerusakan tergantung pada tahap pertumbuhan tanaman dan intensitas hujan es. Daerah di India di mana hujan es biasanya menyebabkan kerusakan paling parah adalah Punjab, Haryana, Himachal Pradesh, Jammu & Kashmir, Rajasthan, Madhya Pradesh, dan seluruh sabuk Himalaya. Hujan es umumnya terjadi selama musim rabi ketika tanaman biji-bijian utama gandum, gram, jelai, dll., Berada di ladang.
5. Kekeringan:
Kekeringan memiliki konsekuensi yang menghancurkan pada tanaman dan penggunaan lahan suatu wilayah. Kekeringan tanah digambarkan sebagai suatu kondisi dimana jumlah air yang dibutuhkan untuk transpirasi dan evaporasi langsung melebihi jumlah yang tersedia di dalam tanah. Kekeringan merusak tanaman ketika tanaman tidak cukup disuplai dengan kelembaban dari tanah. Praktik penggunaan lahan yang cenderung meningkatkan limpasan menurunkan penyimpanan kelembaban tanah yang vital.
Daerah rawan kekeringan dan tingkat keparahan kekeringan di dunia telah diplot pada Gambar 3.3. Dapat dilihat dari Gambar 3.3 bahwa sebagian besar Afrika Utara, Asia Barat Daya, Asia Tengah, dan Australia tengah sangat rawan kekeringan. Ada jalur substansial di AS bagian barat, Chili, dan Argentina selatan di mana variabilitas curah hujan antara 20 dan 30 persen. Daerah ini juga rawan kekeringan parah.
Daerah rawan kekeringan di India terletak di negara bagian Rajasthan, Maharashtra, Gujarat, Madhya Pradesh, Andhra Pradesh, dan Karnataka (Gbr.3.4). Pertanian di sebagian besar India masih dianggap sebagai pertaruhan musim hujan. 
Daerah yang terkena dampak kekeringan terparah di dunia adalah wilayah Sahel yang membentang melintasi benua Afrika di Mauritania, Mali, Ni ger, Chad, Sudan dan Ethiopia (Gbr.3.5). Lingkungan gersang yang luas di Sahel mengalami curah hujan yang cukup besar dan fluktuasi iklim. 
Kejadian kekeringan dapat ditentukan dari distribusi curah hujan tahunan, musiman dan diurnal, ketergantungannya, intensitas dan bentuk presipitasi. Selain itu, tanaman yang berbeda memiliki kebutuhan kelembaban yang berbeda. Di sebagian besar India, penundaan awal musim panas dapat menjadi bencana karena penaburan kharif mungkin tertunda, terutama di daerah tadah hujan.
Di masa lalu, beberapa kelaparan terburuk di anak benua India diakibatkan oleh kegagalan musim panas. Di iklim semikering, seperti di Rajasthan, sedikit perbedaan dari normalnya jumlah curah hujan dapat menjadi faktor penting dalam kegagalan panen.
Praktik budidaya yang memperbaiki struktur tanah dan menghambat limpasan merupakan tindakan pencegahan kekeringan yang efektif, meskipun memiliki keterbatasan. Untuk penggunaan kelembaban yang tersedia secara efektif untuk tanaman, pengendalian gulma sangat penting.
Di daerah semikering dengan variabilitas curah hujan tinggi seperti distrik Rajasthan timur, metode pertanian kering adalah alat yang berguna yang membantu dalam konservasi kelembaban tanah. Di daerah gersang pertanian hanya mungkin jika air irigasi tersedia untuk tanaman pada tahap kritis pertumbuhan dan pembungaan tanaman, sedangkan di daerah semi kering irigasi memungkinkan petani memperoleh hasil panen yang lebih tinggi dan varietas tanaman yang lebih banyak.
Di daerah lembab nilai utama irigasi adalah tambahan pada saat kekeringan. Pengembangan sumber irigasi, bagaimanapun, tidak mungkin dilakukan di semua tempat karena kendala fisik dan ekonomi tertentu.
Keterbatasan utama irigasi adalah ketersediaan air permukaan dan air bawah tanah, biaya untuk membawanya ke ladang dan sifat tanaman yang akan ditanam. Namun demikian, irigasi adalah jawaban terbaik manusia terhadap kekeringan. Di mana air irigasi tersedia, suhu menjadi faktor iklim dominan yang mengendalikan distribusi tanaman dan hasil panen.
Di Punjab, Haryana, dan Uttar Pradesh bagian barat, irigasi telah menjamin budidaya tanaman berharga seperti tebu, gandum, beras, batangan dan kentang. Namun, dapat dikatakan bahwa kecuali fasilitas irigasi disediakan untuk mengatasi keanehan curah hujan, tanah hanya akan subur dengan risiko bencana kelaparan. Meskipun dapat menghasilkan panen raya satu tahun, itu mungkin merupakan pemandangan bencana yang menyedihkan di tahun berikutnya.
6. Salju:
Hujan salju juga merupakan kendala iklim yang penting dalam operasi pertanian. Ini menghasilkan kesulitan bagi ternak dan kerusakan pada tanaman. Peternakan domba bukit di dataran tinggi Skotlandia dan pegunungan Welsh disesuaikan dengan kondisi salju dan domba dipindahkan ke daerah yang lebih aman saat hujan salju parah. Domba dapat hidup selama dua minggu atau lebih di tumpukan salju, tetapi operasi penyelamatan sangat sulit dan banyak kerugian. Di daerah dataran tinggi tanaman pakan ternak rusak, menyebabkan kekurangan pakan ternak.
Terjadinya salju mengurangi suhu tanah yang menghambat perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Tanah di bawah salju tidak dapat disiapkan untuk disemai karena pembekuan tanah. Salju, bagaimanapun, melindungi tanaman tegakan dari embun beku dan angin kering. Jamur parasit tertentu menemukan kondisi yang cocok untuk berkembang biak di bawah lapisan salju dan menyerang benih tanaman.
Salju yang parah dapat menyebabkan kerugian besar pada tanaman, ternak dan harta benda dan selalu menyebabkan kekurangan pakan ternak. Ini juga dapat mengakibatkan kematian sejumlah besar anak domba yang baru lahir. Mencairnya salju dapat menyebabkan banjir berbahaya di musim panas, mempengaruhi tanaman, ternak, tanah dan harta benda secara merugikan.
7. Angin:
Selain kondisi suhu dan kelembaban di suatu wilayah, arah angin dan intensitasnya juga berpengaruh terhadap pola tanam dan produktivitas pertanian di wilayah tersebut. Angin kencang yang dingin dan kering di dataran utara China, misalnya, membatasi pertumbuhan tanaman tertentu yang sebenarnya bisa ditanam di sana. Di daerah gersang dan semikering, angin panas sangat merusak pertanian dan, oleh karena itu, di gurun yang panas, pertumbuhan tanaman hanya terbatas pada petak-petak kecil oasis.
Angin memiliki efek langsung dan tidak langsung pada tanaman. Angin langsung mengakibatkan rusaknya struktur tanaman, tercabutnya sereal , pakan ternak dan tanaman komersial serta pecahnya kepala benih. Tanaman buah dan kacang dapat dilucuti dari pohonnya saat angin kencang. Tumbuhan kecil terkadang tertutup seluruhnya oleh debu atau pasir yang tertiup angin. Angin tidak langsung mengangkut uap air dan panas di udara. Pergerakan angin meningkatkan penguapan.
Di banyak negara, angin yang sangat kuat dan ‘membunuh’ dikaitkan dengan arah asal tertentu. Mistral, angin utara yang dingin bertiup di lembah Rhone dan Prancis selatan, membawa kerugian besar bagi penanam zaitun, ara, jeruk, dan buah-buahan lainnya.
Sebaliknya , sirocco dari Sahara adalah angin kering panas yang berhembus di pantai utara Afrika. Angin kering panas yang disebut loo di dataran utara India pada bulan Mei dan Juni merusak tegakan tanaman pakan ternak dan tebu di bagian yang tidak beririgasi. Angin kering yang kencang menyebabkan erosi tanah di tanah bera di daerah semikering, terutama selama musim panas.
Efek buruk angin kering berupa penguapan dapat dicegah dengan irigasi. Kerusakan mekanis pada tanaman dapat dikurangi dengan memanfaatkan naungan alami atau buatan. Penahan angin, terdiri dari pohon, semak, pagar atau pagar yang banyak digunakan untuk melindungi tanaman dan hewan dari angin panas dan dingin.
Penahan angin permanen yang paling cocok adalah barisan pohon yang ditanam tegak lurus dengan angin yang ada. Pohon, bagaimanapun, mengurangi luas lahan budidaya, bersaing untuk mendapatkan kelembaban tanah dan dapat menghasilkan naungan yang berbahaya. Oleh karena itu, spesies pohon yang cocok perlu dipilih untuk menanam pohon untuk penahan angin.
Penggarap, terutama negara maju, dilengkapi dengan teknologi modern, dapat menanam tanaman apa saja di mana saja jika tenaga kerja dan biaya tidak menjadi masalah. Tanaman serealia dan non-sereal seperti beras, tebu, teh dan karet yang tumbuh subur di iklim hangat dan lembab dapat tumbuh di daerah bersuhu rendah di dataran tinggi.
Tetapi, karena alasan ekonomi, tanaman umumnya ditanam di tempat yang dapat menghasilkan hasil pertanian dan keuntungan maksimum bagi petani. Tanaman yang sangat rentan di bawah kondisi iklim yang merugikan sebagian besar ditanam di daerah dengan kondisi suhu dan kelembaban yang kondusif .
