Calculadora d'Unitats de Graus de Creixement | Seguiment del Desenvolupament de Cultius amb UGC

Què és una unitat de grau de creixement?

Una unitat de grau de creixement (GDU), també anomenada dia-grau de creixement (GDD), és una mesura de la calor que ha rebut un cultiu en un dia determinat. Els agricultors i els agrònoms sumen les GDU des de la sembra al llarg de la temporada per predir quan un cultiu arribarà a una fase com la germinació, la floració o la maduresa. Aquesta calculadora obté el valor diari de GDU a partir de la temperatura màxima i mínima del dia i de la temperatura base del cultiu.

Comptar només els dies del calendari no funciona gaire bé, perquè un dia fresc i un dia càlid fan avançar una planta en proporcions diferents. Les GDU ho resolen convertint la temperatura en una puntuació acumulada de calor.

Com es calculen les unitats de grau de creixement

Cada cultiu té una temperatura base: el punt per sota del qual deixa de desenvolupar-se. Per sota d’aquesta temperatura, els processos de creixement de la planta s’alenteixen gairebé del tot, de manera que aquestes hores no aporten cap GDU. En el blat de moro i la soja s’utilitza habitualment una temperatura base de 50°F (10 °C).

La majoria dels cultius també tenen un límit superior pràctic. Per sobre d’aproximadament 86°F (30 °C), la calor addicional ja no accelera més el desenvolupament i fins i tot pot estressar la planta. Aquesta calculadora utilitza el mètode GDU modificat (anomenat de vegades mètode del «blat de moro» o de Barger), que limita la temperatura màxima diària a 86°F i eleva la temperatura mínima diària fins a la temperatura base abans de calcular la mitjana. La fórmula és:

$\text{GDU} = \frac{\text{acotada } T_{\text{max}} + \text{acotada } T_{\text{min}}}{2} - T_{\text{base}}$

En què cada temperatura s’ajusta primer de la manera següent:

• Si una temperatura és inferior a la temperatura base, s’eleva fins a la temperatura base.
• Si una temperatura és superior a 86°F (30 °C), es redueix a 86°F (30 °C).
• En cas contrari, es manté sense canvis.

Si el resultat de la fórmula és negatiu, la calculadora dona 0, ja que un cultiu no pot perdre calor acumulada. Com que la temperatura mínima s’eleva primer fins a la temperatura base, la mitjana no pot quedar mai per sota de la base; per tant, aquest límit només entra en joc si s’introdueix una temperatura base superior a 86°F (30 °C).

Per què s’ajusten primer les temperatures

El pas d’ajust és més important del que sembla. Sense aquest ajust, una nit molt freda podria fer baixar la mitjana diària per sota de la temperatura base i produir una puntuació negativa o propera a zero que induís a error, encara que la planta hagués crescut amb normalitat durant les hores càlides del dia. Limitar la temperatura màxima impedeix atribuir als dies excepcionalment calorosos més creixement del que una planta pot aprofitar realment. Com que tots dos ajustos es fan abans de calcular la mitjana, el resultat d’aquesta calculadora pot diferir d’una mitjana simple i sense límits de la temperatura màxima i mínima del dia.

Exemple resolt

Exemple 1: un dia calorós amb la màxima limitada

• Temperatura màxima: 92°F
• Temperatura mínima: 68°F
• Temperatura base: 50°F (10 °C)

La màxima és superior a 86°F, de manera que es limita: 92°F es converteix en 86°F. La mínima, 68°F, ja és superior a la temperatura base i, per tant, no canvia.

$\text{Mitjana} = \frac{86 + 68}{2} = 77°F$

$\text{GDU} = 77 - 50 = 27.00$

Exemple 2: una nit fresca amb la mínima elevada

• Temperatura màxima: 65°F
• Temperatura mínima: 40°F
• Temperatura base: 50°F (10 °C)

La màxima, 65°F, es troba entre la temperatura base i 86°F, de manera que es manté igual. La mínima, 40°F, és inferior a la temperatura base i, per tant, s’eleva a 50°F (10 °C).

$\text{Mitjana} = \frac{65 + 50}{2} = 57.5°F$

$\text{GDU} = 57.5 - 50 = 7.50$

Exemple 3: seguiment d’un total acumulat

Els valors de GDU se sumen al llarg de la temporada. La taula següent fa el seguiment de cinc dies amb una temperatura base de 50°F (10 °C).

El dia 3, la mínima de 45°F és inferior a la temperatura base i s’eleva a 50°F (10 °C) abans de calcular la mitjana, de manera que (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. El dia 4 funciona de la mateixa manera: la mínima de 40°F s’eleva a 50°F, de manera que (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Després de cinc dies, el cultiu ha acumulat 77,50 GDU.

Temperatures base segons el cultiu

La temperatura base depèn de l’origen i la biologia del cultiu. Un cultiu seleccionat per a un clima fresc tolera temperatures més baixes que un de seleccionat per als tròpics.

Són valors predeterminats d’ús habitual basats en les recomanacions dels serveis d’extensió agrària. Els proveïdors de llavors publiquen de vegades una temperatura base diferent per a una varietat concreta; quan està disponible, cal utilitzar aquest valor.

Per a què s’utilitzen les unitats de grau de creixement

Els agricultors utilitzen els totals acumulats de GDU per prendre diverses decisions pràctiques:

• Predir les fases de creixement. Les empreses de llavors publiquen totals aproximats de GDU per a fites com la germinació, l’emissió de la panotxa o la maduresa, de manera que el productor pot estimar quan arribarà una fase en lloc de calcular-ho a partir del calendari.
• Triar les dates de sembra. Comparar el requisit total de GDU d’una varietat amb les GDU que s’acumulen habitualment abans de la primera glaçada de tardor mostra si hi ha prou marge de seguretat per sembrar més tard o més d’hora.
• Programar la prospecció de plagues. Moltes plagues d’insectes es desenvolupen segons el seu propi calendari determinat per la calor. Els serveis d’extensió agrària publiquen llindars de GDU que indiquen quan cal començar a buscar plagues concretes.
• Programar el reg i la collita. Com que les fases de creixement sensibles a l’aigua, com la floració, es produeixen dins d’intervals de GDU coneguts, els productors poden anticipar-les en lloc de reaccionar-hi després.

Història

La idea de sumar les temperatures per predir les dates de desenvolupament de les plantes es remunta als anys 1730, quan el científic francès René Réaumur va proposar que el total de les temperatures diàries per sobre d’un llindar es podia utilitzar per preveure quan una planta arribaria a una fase determinada. Durant els dos segles següents, els investigadors van perfeccionar el concepte introduint temperatures base específiques per a cada cultiu. El mètode de les unitats de calor del blat de moro utilitzat per moltes calculadores modernes, inclòs el mètode modificat amb un límit superior de temperatura, es remunta a un article de 1958 d’E. C. Gilmore i J. S. Rogers que mesurava la maduresa del blat de moro mitjançant unitats de calor acumulades.

Preguntes més freqüents

És el mateix una unitat de grau de creixement que un dia-grau de creixement? Sí. GDU i GDD fan referència a la mateixa mesura. En diferents regions i organitzacions es prefereix un terme o l’altre, però el càlcul és idèntic.

Per què aquesta calculadora limita la temperatura màxima a 86°F? Per sobre d’aproximadament 86°F, la majoria dels cultius deixen d’obtenir beneficis per al desenvolupament a partir de la calor addicional i poden patir estrès tèrmic. Limitar la temperatura màxima evita que un sol dia molt calorós exageri la contribució d’aquell dia al creixement de la planta.

Per què el meu resultat és diferent d’una mitjana simple de la màxima i la mínima? Aquesta calculadora ajusta cada temperatura cap a la temperatura base i el límit de 86°F abans de calcular la mitjana. Una nit freda per sota de la temperatura base s’eleva fins a la temperatura base, i un dia calorós per sobre de 86°F es redueix a 86°F. Una mitjana simple de la màxima i la mínima reals no coincidirà amb el resultat d’aquesta calculadora quan una temperatura quedi fora d’aquest interval.

Quina temperatura base he d’utilitzar? Utilitzeu 50°F (10 °C) per al blat de moro, la soja i el sorgo; 32°F (0 °C) per al blat; i 60°F (16 °C) per al cotó, tret que el proveïdor de llavors especifiqui un valor diferent per a una varietat concreta.

Com faig el seguiment de les GDU durant tota una temporada? Calculeu les GDU diàries de cada dia a partir de la sembra o la germinació i, després, sumeu el valor de cada dia a un total acumulat. Compareu el total amb els requisits de GDU publicats per a la fase de creixement que us interessi.

Les GDU poden predir exactament la collita? No. Redueixen considerablement l’interval probable en comparació amb el recompte dels dies del calendari, però la sequera, les inundacions, l’estrès nutricional i les diferències entre varietats poden modificar la data real.

Referències

1. Gilmore, E. C., i J. S. Rogers. «Heat Units as a Method of Measuring Maturity in Corn». Agronomy Journal, vol. 50, núm. 10, 1958, p. 611–615.
2. McMaster, G. S., i W. W. Wilhelm. «Growing Degree-Days: One Equation, Two Interpretations». Agricultural and Forest Meteorology, vol. 87, núm. 4, 1997, p. 291–300.
3. Baskerville, G. L., i P. Emin. «Rapid Estimation of Heat Accumulation from Maximum and Minimum Temperatures». Ecology, vol. 50, núm. 3, 1969, p. 514–517.