Wysokość i jakość plonu, zależy głównie od cech genetycznych roślin uprawnych, ich potencjału plonowania oraz specyficznych cech jakościowych, które ujawniają się w konkretnych warunkach produkcyjnych.
Rośliny do optymalnego przejścia pełnego cyklu rozwojowego zakończonego wydaniem plonów potrzebują odpowiedniej gleby, określonej ilości wody, sumy i odpowiedniego do ich potrzeb rozkładu temperatur. Zależnie od warunków glebowo-klimatycznych na danym obszarze wymogi te mogą być spełnione w różnym stopniu. Prawidłowy wzrost i rozwój roślin może być zakłócony nie tylko przez niedobory ważnych składników odżywczych lub wody w glebie, ale nawet przez krótkotrwałe, niekorzystne warunki pogodowe, np. wystąpienie przymrozków, silnych wiatrów, podtopień, w wyniku czego zostają one uszkodzone i znacząco obniżają plonowanie.
W przyszłości dobór gatunków roślin uprawnych, ich odmian i agrotechniczny proces ich uprawy będzie silnie uzależniony od biegnących zmian klimatycznych, dlatego warto znać prognozy na najbliższe lata i dziesięciolecia.
Wiedza o uwarunkowaniach klimatycznych rolnictwa, tzw. uwarunkowaniach agroklimatycznych, została usystematyzowana w wyniku wieloletnich badań i jest podstawą nauczania na wszystkich poziomach kształcenia w szkołach rolniczych. Ciągłe zmiany klimatyczne sprawiają jednak, że znaczna część tych opracowań już wymaga aktualizacji i uwzględniania prognoz warunków klimatycznych w najbliższych latach.
Najbardziej widocznym efektem ocieplenia klimatu jest przyśpieszenie rozwoju roślin i wydłużenie okresu wegetacyjnego. Wzrost temperatury przyśpiesza termin początku wegetacji oraz kolejnych faz rozwojowych, a także terminy zbiorów. Przyjmuje się, że w przypadku zbóż wzrost temperatury o 1oC w fazie wypełnienia ziarna skraca ten okres o 5%, powodując jednocześnie spadek plonu o 5%. Wzrost temperatury, to większa możliwość uprawy na obszarze Polski roślin ciepłolubnych takich jak kukurydza, słonecznik, czy winorośl. W przypadku kukurydzy należy jednak wskazać na narastający się w ostatnich latach problem braku dostatecznej dla tej uprawy dostępności wody w miesiącach jej intensywnego wzrostu, czyli w lipcu i sierpniu. Prawie bezśnieżne zimy, suche wiosny, powodują ujemny bilans wodny gleby, a burzowe opady nie są retencjonowane w przestrzeni rolniczej. Wobec obserwowanego globalnego ocieplenia oczekuje się pogłębienia tego trendu. Prognozuje się, że wzrost temperatury i wydłużenie okresu wegetacyjnego pozwoli na zwiększenie zasięgu w kierunku północnej Europy dla takich roślin jak kukurydza, słonecznik, soja czy winorośl. W Centralnej Europie, w której znajduje się Polska, w analizach z wykorzystaniem scenariuszy klimatycznych do końca XXI wieku, nie wskazuje się na potrzebę znaczących zmian w strukturze upraw, za wyjątkiem kukurydzy. Ocieplenie może nawet skutkować nieznacznym wzrostem produktywności upraw, ale pod warunkiem wprowadzenia znaczących zmian w praktykach rolniczych. Dotyczy to generalnie zmiany terminów zabiegów agrotechnicznych oraz nowego podejścia do doboru odmian roślin uprawnych oraz gospodarowania wodą. W szerokości geograficznej Polski ocieplenie sezonu wegetacyjnego o 2oC powinno zwiększyć np. produktywność pszenicy o około 10%; a w Europie południowej ten wskaźnik zmniejszy się o podobną wielkość. Więcej na ten temat. Przewidywane zmiany klimatyczne spowodują także obniżenie plonowania ziemniaków, żyta i prawdopodobnie nie odbiją się na plonowaniu buraków cukrowych. Całościowo brak dostosowania się polskiego rolnictwa do zmieniających się warunków klimatycznych może spowodować spadek produkcji rolniczej o 5 do 30 procent.
Podejmując działania zapobiegawcze musimy uwzględnić:
- Hodowlę gatunków i odmian roślin uprawnych bardziej odpornych na susze i wysokie temperatury,
- Lepszą ochronę sadów przed przymrozkami,
- Opracowanie praktyk zmniejszających podatność upraw rolnych na choroby i szkodniki, zarówno nowe, jak i już znane, lecz funkcjonujące w nowych warunkach,
- Ulepszenie monitoringu rozprzestrzeniania się szkodników i chorób,
- Wprowadzenie nowych metod uprawy i technik oszczędzających wodę,
- Poprawę systemów zarządzania wodą i jej zatrzymywania w środowisku,
- Ulepszenie systemów wentylacji i chłodzenia pomieszczeń inwentarskich.
W perspektywie krótkoterminowej początku lat 20. obecnego wieku możemy oczekiwać nadal występowania zamiast czterech pór roku jedynie dwóch: mokrej, lub przynajmniej wilgotnej (zima i okres wczesnowiosenny) oraz suchej i gorącej (późna wiosna, lato i jesień). Widoczne będzie także zróżnicowanie terytorialne: centrum Polski będzie cierpiało z powodu stałego niedoboru opadów, północ i południe Polski – z powodu okresowego niedostatku opadów. Z tego też powodu już staje się niezbędna szczególna dbałość o jakość gleby i dostępność wody dla roślin – parametry bardzo mocno ze sobą powiązane. Szczególną rolę w ich poprawie jest zwiększenie zawartości substancji organicznej w glebie, zwłaszcza w regionach o przewadze gleb piaszczystych, takich jak centrum Polski. Każdy procent wzrostu zawartości próchnicy w glebie pozwala na zatrzymanie w niej dziesiątków i setek ton wody dostępnej dla roślin, poprawiając warunki rozwoju i wzrostu roślin uprawnych. Jednocześnie jest to skuteczna metoda ograniczania emisji dwutlenku węgla poprzez jego zatrzymywanie w glebie (węgiel organiczny). Tworzenie próchnicy jest procesem długotrwałym, więc nie można tych działań nadal odkładać w czasie.