احسب وحدات الدرجة النامية (GDU) استنادًا إلى درجات الحرارة القصوى والدنيا اليومية لتتبع وتوقع مراحل نمو المحاصيل في الزراعة.
وحدات درجة النمو (GDU) هي مقياس يستخدم في الزراعة لتتبع تطور المحاصيل بناءً على درجة الحرارة. تساعدك هذه الحاسبة في تحديد قيم GDU بناءً على درجات الحرارة القصوى والدنيا اليومية.
معادلة وحدات درجة النمو:
GDU = [(Max Temp + Min Temp) / 2] - Base Temp
الافتراضي هو 50°F للعديد من المحاصيل
تعتبر حاسبة وحدات درجة النمو (GDU) أداة أساسية للمهنيين الزراعيين، والمزارعين، والبستانيين لتتبع وتوقع تطور المحاصيل. وحدات درجة النمو، المعروفة أيضًا بأيام درجة النمو (GDD)، هي مقياس لتراكم الحرارة يُستخدم لتوقع معدلات تطور النباتات والآفات. تساعدك هذه الحاسبة في تحديد قيم GDU اليومية بناءً على درجات الحرارة القصوى والدنيا، مما يوفر رؤى حاسمة لقرارات إدارة المحاصيل.
تعتبر حسابات GDU أساسية للزراعة الدقيقة الحديثة، حيث توفر وسيلة أكثر دقة لتوقع مراحل نمو النباتات مقارنةً باستخدام الأيام التقويمية فقط. من خلال فهم وتتبع تراكم GDU، يمكنك تحسين مواعيد الزراعة، وتوقع أوقات الحصاد، وجدولة تطبيقات مكافحة الآفات، واتخاذ قرارات ري مدروسة.
تمثل وحدات درجة النمو مقدار الطاقة الحرارية التي تتلقاها النباتات على مدار فترة زمنية. تحتاج النباتات إلى كمية معينة من الحرارة للتطور من مرحلة نمو إلى أخرى، وتوفر GDU وسيلة لتحديد هذا التراكم الحراري. على عكس الأيام التقويمية، التي لا تأخذ في الاعتبار تقلبات درجات الحرارة، تأخذ حسابات GDU في الاعتبار درجات الحرارة الفعلية التي تواجهها النباتات، مما يجعلها متنبئًا أكثر موثوقية لتطور النباتات.
تستند الفكرة إلى الملاحظة بأن نمو النباتات مرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة، حيث تمتلك كل نوع من النباتات حدًا أدنى من درجة الحرارة (درجة الحرارة الأساسية) تحتها يحدث القليل من النمو أو لا يحدث. من خلال تتبع تراكم GDU، يمكن للمزارعين توقع متى ستصل المحاصيل إلى مراحل نمو محددة، مما يسمح بتوقيت أكثر دقة للأنشطة الإدارية.
الصيغة الأساسية لحساب وحدات درجة النمو هي:
حيث:
إذا كانت قيمة GDU المحسوبة سالبة (عندما تكون درجة الحرارة المتوسطة أقل من درجة الحرارة الأساسية)، يتم ضبطها على صفر، حيث لا تنمو النباتات عادةً تحت درجة حرارتها الأساسية.
درجة الحرارة القصوى (Tmax): أعلى درجة حرارة مسجلة خلال فترة 24 ساعة، تُقاس عادةً بالدرجات فهرنهايت أو مئوية.
درجة الحرارة الدنيا (Tmin): أدنى درجة حرارة مسجلة خلال نفس فترة الـ 24 ساعة.
درجة الحرارة الأساسية (Tbase): الحد الأدنى من درجة الحرارة تحتها يظهر النبات القليل أو لا يظهر من النمو. يختلف هذا حسب المحصول:
تستخدم بعض المحاصيل حسابات GDU المعدلة التي تشمل حدود درجات الحرارة العليا:
طريقة الذرة المعدلة:
طريقة فول الصويا المعدلة:
تأخذ هذه التعديلات في الاعتبار حقيقة أن العديد من المحاصيل لديها كل من الحدود الدنيا والعليا لدرجات الحرارة للنمو الأمثل.
تم تصميم حاسبة وحدات درجة النمو لدينا لتكون بسيطة وسهلة الاستخدام. اتبع هذه الخطوات لحساب GDU لمحاصيلك:
أدخل درجة الحرارة القصوى: أدخل أعلى درجة حرارة مسجلة لليوم في حقل "درجة الحرارة القصوى".
أدخل درجة الحرارة الدنيا: أدخل أدنى درجة حرارة مسجلة لليوم في حقل "درجة الحرارة الدنيا".
اختر درجة الحرارة الأساسية: أدخل درجة الحرارة الأساسية المناسبة لمحصولك. يتم تعيين القيمة الافتراضية على 50°F (10°C)، وهو شائع للعديد من المحاصيل مثل الذرة وفول الصويا.
احسب: انقر على زر "احسب GDU" لحساب وحدات درجة النمو.
عرض النتائج: سيتم عرض قيمة GDU المحسوبة، مع تمثيل بصري للحساب.
نسخ النتائج: استخدم زر "نسخ" لنسخ النتائج لسجلاتك أو لمزيد من التحليل.
للحصول على تتبع موسمي أكثر دقة، احسب قيم GDU يوميًا واحتفظ بمجموع مستمر طوال موسم النمو.
تتمتع وحدات درجة النمو بالعديد من التطبيقات في الزراعة وإدارة المحاصيل:
يمكن أن تتوقع تراكم GDU متى ستصل المحاصيل إلى مراحل نمو محددة:
المحصول | مرحلة النمو | GDU المطلوبة تقريبًا |
---|---|---|
الذرة | البزوغ | 100-120 |
الذرة | V6 (6 أوراق) | 475-525 |
الذرة | التزهير | 1100-1200 |
الذرة | التلقيح | 1250-1350 |
الذرة | النضج | 2400-2800 |
فول الصويا | البزوغ | 90-130 |
فول الصويا | الإزهار | 700-800 |
فول الصويا | النضج | 2400-2600 |
من خلال تتبع تراكم GDU، يمكن للمزارعين توقع متى ستصل محاصيلهم إلى هذه المراحل والتخطيط للأنشطة الإدارية وفقًا لذلك.
تساعد حسابات GDU في تحديد مواعيد الزراعة المثلى من خلال:
تتطور العديد من الحشرات والآفات وفقًا لنماذج GDU القابلة للتنبؤ:
من خلال تتبع تراكم GDU، يمكن للمزارعين توقيت أنشطة المسح وتطبيق المبيدات بشكل أكثر فعالية.
يمكن أن تحسن حسابات GDU جدولة الري من خلال:
يساعد تتبع GDU في توقع تواريخ الحصاد بدقة أكبر من الأيام التقويمية، مما يسمح بـ:
بينما تُستخدم وحدات درجة النمو على نطاق واسع، توجد عدة طرق بديلة لتتبع تطور المحاصيل:
تُستخدم بشكل أساسي في كندا، تستخدم حسابات CHU صيغة أكثر تعقيدًا تعطي أوزانًا مختلفة لدرجات الحرارة النهارية والليلية:
حيث:
CHU مفيدة بشكل خاص للمناطق التي تختلف فيها درجات الحرارة بين النهار والليل.
تعدل هذه الطريقة لتأخذ في الاعتبار التأثيرات المتنوعة لدرجة الحرارة على العمليات الفسيولوجية المختلفة:
حيث f(T) هي دالة استجابة درجة الحرارة المحددة للمحصول والعملية.
تم تطويرها خصيصًا للبطاطس، تستخدم أيام P منحنى استجابة حرارية أكثر تعقيدًا:
حيث P(Ti) هي دالة متعددة الحدود لدرجة الحرارة بالساعة.
تشمل مجموعة من المؤشرات البيئية التي تأخذ في الاعتبار ليس فقط:
تعتبر مؤشرات BIOCLIM أكثر شمولاً ولكنها تتطلب المزيد من مدخلات البيانات.
تعود فكرة وحدات الحرارة لتوقع تطور النباتات إلى القرن الثامن عشر، لكن نظام GDU الحديث تطور بشكل كبير على مر الزمن:
اقترح رينيه ريوما، عالم فرنسي، لأول مرة في ثلاثينيات القرن الثامن عشر أن مجموع متوسط درجات الحرارة اليومية يمكن أن يتوقع مراحل نمو النباتات. وضعت أعماله الأساس لما سيصبح لاحقًا نظام GDU.
على مدار القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، قام الباحثون بتعديل المفهوم من خلال:
تمت صياغة نظام GDU كما نعرفه اليوم في الستينيات والسبعينيات، مع مساهمات كبيرة من:
مع ظهور الحواسيب والزراعة الدقيقة، أصبحت حسابات GDU أكثر تعقيدًا، حيث تشمل:
اليوم، تعتبر حسابات GDU عنصرًا قياسيًا في معظم أنظمة إدارة المحاصيل وأدوات دعم القرار الزراعي.
الإجابة: تشير وحدات درجة النمو (GDU) وأيام درجة النمو (GDD) إلى نفس المفهوم وغالبًا ما يتم استخدامها بالتبادل. كلاهما يقيس تراكم الحرارة على مر الزمن لتوقع تطور النباتات. يبرز مصطلح "أيام" في GDD أن الوحدات تُحسب عادةً على أساس يومي، بينما يبرز "الوحدات" في GDU أنها وحدات قياس منفصلة.
الإجابة: تمثل درجة الحرارة الأساسية الحد الأدنى من درجة الحرارة تحتها يظهر النبات القليل أو لا يظهر من النمو. يختلف هذا الحد بين الأنواع النباتية بسبب تكيفاتها المختلفة مع البيئة وآلياتها الفسيولوجية. تميل النباتات المتكيفة مع المناخات الباردة (مثل القمح) إلى أن تكون لديها درجات حرارة أساسية أقل من تلك المتكيفة مع المناطق الأكثر دفئًا (مثل القطن).
الإجابة: لتتبع تراكم GDU على مدار موسم النمو:
الإجابة: لا تأخذ حسابات GDU القياسية في الاعتبار جيدًا درجات الحرارة القصوى التي يمكن أن تؤثر على النباتات. تعالج الطرق المعدلة ذلك من خلال تطبيق حدود درجات الحرارة العليا (عادةً 86°F/30°C للعديد من المحاصيل) التي يتم عندها تحديد درجات الحرارة. يعكس هذا الواقع البيولوجي أن معظم المحاصيل لا تنمو بشكل أسرع فوق درجات حرارة معينة وقد تتعرض بالفعل للإجهاد الحراري.
الإجابة: عادةً ما تكون توقعات GDU أكثر دقة من التوقعات المعتمدة على التقويم، ولكن دقتها تختلف. تشمل العوامل التي تؤثر على الدقة:
تشير الأبحاث إلى أن التوقعات المعتمدة على GDU عادةً ما تكون ضمن 2-4 أيام من التطور الفعلي للمحاصيل الرئيسية في ظل ظروف النمو العادية.
الإجابة: إذا فاتك تسجيل درجات الحرارة ليوم واحد، لديك عدة خيارات:
عادةً ما لن يؤثر فقدان يوم واحد بشكل كبير على المجموع الموسمي، ولكن يمكن أن تقلل عدة أيام مفقودة من الدقة.
الإجابة: نعم، يمكن تطبيق حسابات GDU على النباتات البستانية والخضروات. تمتلك العديد من الخضروات الشائعة درجات حرارة أساسية ومتطلبات GDU محددة:
الإجابة: لتحويل GDU المحسوبة بفهرنهايت إلى GDU المعتمدة على مئوية:
بدلاً من ذلك، يمكنك تحويل قراءات درجات الحرارة إلى الوحدة المفضلة لديك قبل حساب GDU.
الإجابة: تظل متطلبات GDU لمراحل نمو المحاصيل المحددة عمومًا ثابتة، حيث تعكس بيولوجيا النبات الفطرية. ومع ذلك، يؤثر تغير المناخ على:
يعمل الباحثون على تطوير نماذج أكثر تعقيدًا تأخذ في الاعتبار هذه الظروف المتغيرة بشكل أفضل.
الإجابة: نعم، تُستخدم حسابات GDU على نطاق واسع للتنبؤ بتطور الأعشاب الضارة والحشرات والآفات. لكل نوع حد أدنى من درجة الحرارة ومتطلبات GDU لمراحل الحياة المختلفة. غالبًا ما تتضمن أدلة إدارة الآفات توصيات توقيت تعتمد على GDU للمراقبة والعلاج.
إليك أمثلة على كيفية حساب وحدات درجة النمو في لغات برمجة مختلفة:
1' صيغة Excel لحساب GDU
2=MAX(0,((A1+B1)/2)-C1)
3
4' حيث:
5' A1 = درجة الحرارة القصوى
6' B1 = درجة الحرارة الدنيا
7' C1 = درجة الحرارة الأساسية
8
9' دالة Excel VBA لحساب GDU
10Function CalculateGDU(maxTemp As Double, minTemp As Double, baseTemp As Double) As Double
11 Dim avgTemp As Double
12 avgTemp = (maxTemp + minTemp) / 2
13 CalculateGDU = Application.WorksheetFunction.Max(0, avgTemp - baseTemp)
14End Function
15
1def calculate_gdu(max_temp, min_temp, base_temp=50):
2 """
3 حساب وحدات درجة النمو
4
5 المعلمات:
6 max_temp (float): أقصى درجة حرارة يومية
7 min_temp (float): أدنى درجة حرارة يومية
8 base_temp (float): درجة الحرارة الأساسية للمحصول (افتراضي: 50°F)
9
10 العائدات:
11 float: قيمة GDU المحسوبة
12 """
13 avg_temp = (max_temp + min_temp) / 2
14 gdu = avg_temp - base_temp
15 return max(0, gdu)
16
17# مثال على الاستخدام
18max_temperature = 80
19min_temperature = 60
20base_temperature = 50
21gdu = calculate_gdu(max_temperature, min_temperature, base_temperature)
22print(f"GDU: {gdu:.2f}")
23
1/**
2 * حساب وحدات درجة النمو
3 * @param {number} maxTemp - أقصى درجة حرارة يومية
4 * @param {number} minTemp - أدنى درجة حرارة يومية
5 * @param {number} baseTemp - درجة الحرارة الأساسية (افتراضي: 50°F)
6 * @returns {number} قيمة GDU المحسوبة
7 */
8function calculateGDU(maxTemp, minTemp, baseTemp = 50) {
9 const avgTemp = (maxTemp + minTemp) / 2;
10 const gdu = avgTemp - baseTemp;
11 return Math.max(0, gdu);
12}
13
14// مثال على الاستخدام
15const maxTemperature = 80;
16const minTemperature = 60;
17const baseTemperature = 50;
18const gdu = calculateGDU(maxTemperature, minTemperature, baseTemperature);
19console.log(`GDU: ${gdu.toFixed(2)}`);
20
1public class GDUCalculator {
2 /**
3 * حساب وحدات درجة النمو
4 *
5 * @param maxTemp أقصى درجة حرارة يومية
6 * @param minTemp أدنى درجة حرارة يومية
7 * @param baseTemp درجة الحرارة الأساسية للمحصول
8 * @return قيمة GDU المحسوبة
9 */
10 public static double calculateGDU(double maxTemp, double minTemp, double baseTemp) {
11 double avgTemp = (maxTemp + minTemp) / 2;
12 double gdu = avgTemp - baseTemp;
13 return Math.max(0, gdu);
14 }
15
16 public static void main(String[] args) {
17 double maxTemperature = 80;
18 double minTemperature = 60;
19 double baseTemperature = 50;
20
21 double gdu = calculateGDU(maxTemperature, minTemperature, baseTemperature);
22 System.out.printf("GDU: %.2f%n", gdu);
23 }
24}
25
1# دالة R لحساب GDU
2calculate_gdu <- function(max_temp, min_temp, base_temp = 50) {
3 avg_temp <- (max_temp + min_temp) / 2
4 gdu <- avg_temp - base_temp
5 return(max(0, gdu))
6}
7
8# مثال على الاستخدام
9max_temperature <- 80
10min_temperature <- 60
11base_temperature <- 50
12gdu <- calculate_gdu(max_temperature, min_temperature, base_temperature)
13cat(sprintf("GDU: %.2f\n", gdu))
14
1using System;
2
3public class GDUCalculator
4{
5 /// <summary>
6 /// حساب وحدات درجة النمو
7 /// </summary>
8 /// <param name="maxTemp">أقصى درجة حرارة يومية</param>
9 /// <param name="minTemp">أدنى درجة حرارة يومية</param>
10 /// <param name="baseTemp">درجة الحرارة الأساسية للمحصول</param>
11 /// <returns>قيمة GDU المحسوبة</returns>
12 public static double CalculateGDU(double maxTemp, double minTemp, double baseTemp = 50)
13 {
14 double avgTemp = (maxTemp + minTemp) / 2;
15 double gdu = avgTemp - baseTemp;
16 return Math.Max(0, gdu);
17 }
18
19 public static void Main()
20 {
21 double maxTemperature = 80;
22 double minTemperature = 60;
23 double baseTemperature = 50;
24
25 double gdu = CalculateGDU(maxTemperature, minTemperature, baseTemperature);
26 Console.WriteLine($"GDU: {gdu:F2}");
27 }
28}
29
دعنا نتناول بعض الأمثلة العملية لحساب GDU:
الحساب:
الحساب:
الحساب:
الحساب:
تتبع GDU على مدار فترة 5 أيام:
اليوم | درجة الحرارة القصوى (°F) | درجة الحرارة الدنيا (°F) | GDU اليومية | GDU المتراكمة |
---|---|---|---|---|
1 | 75 | 55 | 15 | 15 |
2 | 80 | 60 | 20 | 35 |
3 | 70 | 45 | 7.5 | 42.5 |
4 | 65 | 40 | 2.5 | 45 |
5 | 85 | 65 | 25 | 70 |
ستتم مقارنة قيمة GDU المتراكمة هذه (70) بعد ذلك بمتطلبات GDU لمراحل نمو المحاصيل المختلفة لتوقع متى ستصل المحاصيل إلى تلك المراحل.
McMaster, G.S., و W.W. Wilhelm. "أيام درجة النمو: معادلة واحدة، تفسيران." الزراعة والغابات، المجلد 87، العدد 4، 1997، الصفحات 291-300.
Miller, P., وآخرون. "استخدام وحدات درجة النمو لتوقع مراحل نمو النباتات." جامعة ولاية مونتانا، 2001، https://www.montana.edu/extension.
Neild, R.E., و J.E. Newman. "خصائص ومتطلبات موسم النمو في حزام الذرة." كتيب الذرة الوطنية، خدمة التعاون الزراعي بجامعة بوردو، 1990.
Dwyer, L.M., وآخرون. "وحدات حرارة المحاصيل للذرة في أونتاريو." وزارة الزراعة والغذاء والشؤون الريفية في أونتاريو، 1999.
Gilmore, E.C., و J.S. Rogers. "وحدات الحرارة كطريقة لقياس النضج في الذرة." مجلة الزراعة، المجلد 50، العدد 10، 1958، الصفحات 611-615.
Cross, H.Z., و M.S. Zuber. "توقع تواريخ الإزهار في الذرة بناءً على طرق مختلفة لتقدير وحدات الحرارة." مجلة الزراعة، المجلد 64، العدد 3، 1972، الصفحات 351-355.
Russelle, M.P., وآخرون. "تحليل النمو استنادًا إلى درجات الحرارة." علم المحاصيل، المجلد 24، العدد 1، 1984، الصفحات 28-32.
Baskerville, G.L., و P. Emin. "تقدير سريع لتراكم الحرارة من درجات الحرارة القصوى والدنيا." علم البيئة، المجلد 50، العدد 3، 1969، الصفحات 514-517.
تعتبر حاسبة وحدات درجة النمو أداة لا تقدر بثمن للزراعة الحديثة، حيث توفر طريقة علمية لتوقع تطور النباتات بناءً على تراكم درجات الحرارة. من خلال فهم وتتبع GDU، يمكن للمزارعين والمهنيين الزراعيين اتخاذ قرارات أكثر استنارة بشأن مواعيد الزراعة، وإدارة الآفات، وجدولة الري، وتوقيت الحصاد.
مع استمرار تغير أنماط المناخ، ستزداد أهمية حسابات GDU في التخطيط الزراعي. تساعد هذه الحاسبة في سد الفجوة بين العلوم الزراعية المعقدة والتطبيقات العملية في الميدان، مما يمكّن المستخدمين من تنفيذ تقنيات الزراعة الدقيقة لتحسين إدارة المحاصيل.
سواء كنت مزارعًا تجاريًا يدير آلاف الأفدنة، أو باحثًا يدرس تطور المحاصيل، أو بستانيًا منزليًا يرغب في تحسين إنتاج الخضروات، توفر حاسبة وحدات درجة النمو رؤى قيمة يمكن أن تساعدك في تحقيق نتائج أفضل.
جرّب حاسبة GDU الخاصة بنا اليوم لبدء اتخاذ قرارات أكثر استنارة بشأن محاصيلك!
اكتشف المزيد من الأدوات التي قد تكون مفيدة لسير عملك