Calculadora de Unidades de Grados de Crecimiento | Seguimiento del Desarrollo de Cultivos con UGC

¿Qué es una unidad térmica de crecimiento?

Una unidad de grados de crecimiento (GDU), también llamada grado-día de crecimiento (GDD), mide cuánto calor ha recibido un cultivo en un día determinado. Los agricultores y agrónomos suman las GDU desde la siembra a lo largo de la temporada para predecir cuándo un cultivo alcanzará una etapa como la emergencia, la floración o la madurez. Esta calculadora obtiene el valor diario de GDU a partir de la temperatura máxima y mínima del día y de la temperatura base del cultivo.

Contar solo los días del calendario no funciona bien, porque un día fresco y uno cálido hacen avanzar la planta en distinta medida. Las GDU resuelven esto convirtiendo la temperatura en una puntuación acumulada de calor.

Cómo calcular las unidades térmicas de crecimiento

Cada cultivo tiene una temperatura base: el punto por debajo del cual deja de desarrollarse. Por debajo de esa temperatura, los procesos de crecimiento de la planta se ralentizan hasta casi detenerse, por lo que esas horas no aportan GDU. Para el maíz y la soja se suele utilizar una temperatura base de 50 °F (10 °C).

La mayoría de los cultivos también tiene un límite superior práctico. Por encima de aproximadamente 86 °F (30 °C), el calor adicional no acelera más el desarrollo e incluso puede estresar la planta. Esta calculadora utiliza el método modificado de GDU (a veces llamado método del «maíz» o de Barger), que limita la máxima diaria a 86 °F y eleva la mínima diaria hasta la temperatura base antes de calcular el promedio. La fórmula es:

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

Cada temperatura se ajusta primero de la siguiente manera:

• Si una temperatura está por debajo de la temperatura base, se eleva hasta la temperatura base.
• Si una temperatura está por encima de 86 °F (30 °C), se reduce a 86 °F (30 °C).
• De lo contrario, se deja sin cambios.

Si el resultado de la fórmula es negativo, la calculadora informa 0, ya que un cultivo no puede perder calor acumulado. Como la temperatura mínima se eleva primero hasta la temperatura base, el promedio nunca puede quedar por debajo de la base; por tanto, ese límite solo entra en juego si se introduce una temperatura base superior a 86 °F.

Por qué se ajustan primero las temperaturas

El paso de ajuste es más importante de lo que parece. Sin él, una noche muy fría podría hacer que el promedio diario quedara por debajo de la temperatura base y producir una puntuación negativa o cercana a cero que induciría a error, aunque la planta hubiera crecido normalmente durante las horas cálidas del día. Limitar la temperatura máxima evita atribuir a los días inusualmente calurosos más crecimiento del que la planta puede aprovechar. Como ambos ajustes se realizan antes de calcular el promedio, el resultado de esta calculadora puede diferir de un promedio simple sin limitar de la máxima y la mínima del día.

Ejemplo resuelto

Ejemplo 1: Un día caluroso con la máxima limitada

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

La máxima está por encima de 86 °F, por lo que se limita: 92 °F se convierte en 86 °F. La mínima, 68 °F, ya está por encima de la temperatura base, por lo que no cambia.

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

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

Ejemplo 2: Una noche fresca con la mínima elevada

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

La máxima, 65 °F, está entre la temperatura base y 86 °F, por lo que permanece igual. La mínima, 40 °F, está por debajo de la temperatura base, por lo que se eleva a 50 °F.

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

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

Ejemplo 3: Seguimiento de un total acumulado

Los valores de GDU se suman a lo largo de la temporada. La tabla siguiente registra cinco días con una temperatura base de 50 °F (10 °C).

En el día 3, la mínima de 45 °F está por debajo de la temperatura base y se eleva a 50 °F antes de calcular el promedio, lo que da (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. El día 4 funciona de la misma manera: la mínima de 40 °F se eleva a 50 °F, lo que da (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Después de cinco días, el cultivo ha acumulado 77,50 GDU.

Temperaturas base por cultivo

La temperatura base depende del origen y la biología del cultivo. Un cultivo desarrollado para un clima fresco tolera temperaturas más bajas que uno desarrollado para los trópicos.

Estos son valores predeterminados de uso habitual según las recomendaciones de los servicios de extensión agrícola. Los proveedores de semillas a veces publican una temperatura base diferente para una variedad específica; cuando esté disponible, debe utilizarse ese valor.

Para qué se utilizan las unidades térmicas de crecimiento

Los agricultores utilizan los totales acumulados de GDU para varias decisiones prácticas:

• Predecir las etapas de crecimiento. Las empresas de semillas publican totales aproximados de GDU para hitos como la emergencia, el panojado o la madurez, de modo que el agricultor puede estimar cuándo llegará una etapa en lugar de calcularlo solo según el calendario.
• Elegir las fechas de siembra. Comparar el requisito total de GDU de una variedad con las GDU que normalmente se acumulan antes de la primera helada otoñal muestra si existe suficiente margen de seguridad para sembrar más tarde o más temprano.
• Programar la vigilancia de plagas. Muchas plagas de insectos se desarrollan según su propio calendario determinado por el calor. Los servicios de extensión publican umbrales de GDU para indicar cuándo comenzar la vigilancia de plagas específicas.
• Programar el riego y la cosecha. Como las etapas de crecimiento sensibles al agua, como la floración, ocurren en intervalos conocidos de GDU, los agricultores pueden anticiparlas en lugar de reaccionar después de que ocurran.

Historial

La idea de sumar temperaturas para predecir las fechas de desarrollo de las plantas se remonta a la década de 1730, cuando el científico francés René Réaumur propuso que el total de las temperaturas diarias por encima de un umbral podía utilizarse para pronosticar cuándo una planta alcanzaría una etapa determinada. Durante los dos siglos siguientes, los investigadores perfeccionaron el concepto mediante la introducción de temperaturas base específicas para cada cultivo. El método de unidades de calor del maíz utilizado por muchas calculadoras modernas, incluido el método modificado con un límite superior de temperatura, se remonta a un artículo de 1958 de E. C. Gilmore y J. S. Rogers, en el que se midió la madurez del maíz mediante unidades de calor acumuladas.

Preguntas frecuentes

¿Una unidad térmica de crecimiento es lo mismo que un grado-día de crecimiento? Sí. GDU y GDD se refieren a la misma medición. Diferentes regiones y organizaciones prefieren uno u otro término, pero el cálculo es idéntico.

¿Por qué esta calculadora limita la temperatura máxima a 86 °F? Por encima de aproximadamente 86 °F, la mayoría de los cultivos deja de obtener beneficios para su desarrollo del calor adicional y puede sufrir estrés térmico. Limitar la temperatura máxima evita que un día muy caluroso exagere la contribución de ese día al crecimiento de la planta.

¿Por qué mi resultado es diferente de un promedio simple de la máxima y la mínima? Esta calculadora ajusta cada temperatura hacia la temperatura base y el límite de 86 °F antes de calcular el promedio. Una noche fría por debajo de la temperatura base se eleva hasta la temperatura base, y un día caluroso por encima de 86 °F se reduce a 86 °F. Un promedio simple de la máxima y la mínima sin ajustar no coincidirá con el de esta calculadora cuando una temperatura quede fuera de ese intervalo.

¿Qué temperatura base debo utilizar? Utilice 50 °F (10 °C) para el maíz, la soja y el sorgo; 32 °F (0 °C) para el trigo; y 60 °F (16 °C) para el algodón, salvo que un proveedor de semillas especifique un valor diferente para una variedad determinada.

¿Cómo hago el seguimiento de las GDU durante toda una temporada? Calcule las GDU diarias de cada día desde la siembra o la emergencia y, después, sume el valor de cada día a un total acumulado. Compare el total con los requisitos de GDU publicados para la etapa de crecimiento de interés.

¿Las GDU pueden predecir exactamente la cosecha? No. Reducen considerablemente el intervalo probable en comparación con el conteo de días del calendario, pero la sequía, las inundaciones, el estrés nutricional y las diferencias entre variedades pueden modificar la fecha real.

Referencias

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