Kasvuastme ühikute kalkulaator | Saagi arengu jälgimine GDU-ga

Mis on kasvukraadühik?

Kasvukraadühik (GDU), mida nimetatakse ka kasvukraadpäevaks (GDD), mõõdab seda, kui palju soojust kultuur antud päeval saanud on. Põllumajandustootjad ja agronoomid liidavad GDU-sid külvist kogu kasvuperioodi jooksul, et ennustada, millal kultuur jõuab sellisesse arenguetappi nagu tärkamine, õitsemine või valmimine. See kalkulaator leiab ööpäevase GDU väärtuse päeva maksimaalse ja minimaalse temperatuuri ning kultuuri baastemperatuuri põhjal.

Ainult kalendripäevade lugemine ei toimi hästi, sest jahe ja soe päev viivad taime edasi erineval määral. GDU lahendab selle, teisendades temperatuuri kogunenud soojuse jooksvaks skooriks.

Kuidas kasvukraadühikuid arvutada

Igal kultuuril on baastemperatuur: temperatuuripunkt, millest madalamal taime areng peatub. Sellest temperatuurist madalamal aeglustuvad taime kasvuprotsessid peaaegu olematuks, mistõttu need tunnid GDU-sid ei lisa. Maisi ja sojaubade puhul kasutatakse tavaliselt baastemperatuuri 50°F (10 °C).

Enamikul kultuuridel on ka praktiline ülemine piir. Ligikaudu temperatuuril üle 86°F (30 °C) ei kiirenda lisasoojus arengut enam ning võib taime isegi kahjustada. See kalkulaator kasutab muudetud GDU-meetodit (mida nimetatakse mõnikord ka maisi- või Bargeri meetodiks), mis piirab ööpäevase maksimumtemperatuuri väärtusega 86°F (30 °C) ja tõstab ööpäevase miinimumtemperatuuri enne keskmise arvutamist baastemperatuurini. Valem on järgmine:

$\text{GDU} = \frac{\text{piiratud } T_{\text{max}} + \text{piiratud } T_{\text{min}}}{2} - T_{\text{baas}}$

Iga temperatuur kohandatakse esmalt järgmiselt:

• Kui temperatuur on baastemperatuurist madalam, tõstetakse see baastemperatuurini.
• Kui temperatuur on üle 86°F (30 °C), langetatakse see väärtuseni 86°F (30 °C).
• Vastasel juhul jäetakse see muutmata.

Kui valemi tulemus on negatiivne, kuvab kalkulaator väärtuse 0, sest kultuur ei saa kogunenud soojust kaotada. Kuna miinimumtemperatuur tõstetakse esmalt baastemperatuurini, ei saa keskmine kunagi baasist madalamale langeda, mistõttu rakendub see alampiir ainult juhul, kui sisestatud baastemperatuur on üle 86°F (30 °C).

Miks temperatuurid esmalt kohandatakse

Kohandamisetapp on olulisem, kui esmapilgul paistab. Ilma selleta võiks väga külm öö tõmmata ööpäeva keskmise baastemperatuurist madalamale ning anda eksitavalt negatiivse või peaaegu nullilähedase tulemuse, kuigi taim kasvas soojadel päevatundidel tavapäraselt. Maksimumtemperatuuri piiramine takistab ebatavaliselt kuumade päevade arvestamist suurema kasvupanusena, kui taim tegelikult kasutada suudab. Kuna mõlemad kohandused tehakse enne keskmise arvutamist, võib selle kalkulaatori tulemus erineda päeva maksimum- ja miinimumtemperatuuri tavalisest piiranguta keskmisest.

Näidisarvutus

Näide 1: kuum päev piiratud maksimumtemperatuuriga

• Maksimumtemperatuur: 92°F (33,3 °C)
• Miinimumtemperatuur: 68°F (20 °C)
• Baastemperatuur: 50°F (10 °C)

Maksimumtemperatuur on üle 86°F (30 °C), seega piiratakse seda: 92°F (33,3 °C) muutub väärtuseks 86°F (30 °C). Miinimumtemperatuur 68°F (20 °C) on juba baastemperatuurist kõrgem, seega jääb see muutmata.

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

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

Näide 2: jahe öö tõstetud miinimumtemperatuuriga

• Maksimumtemperatuur: 65°F (18,3 °C)
• Miinimumtemperatuur: 40°F (4,4 °C)
• Baastemperatuur: 50°F (10 °C)

Maksimumtemperatuur 65°F (18,3 °C) jääb baastemperatuuri ja 86°F (30 °C) vahele, seega jääb see samaks. Miinimumtemperatuur 40°F (4,4 °C) on baastemperatuurist madalam, seega tõstetakse see väärtuseni 50°F (10 °C).

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

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

Näide 3: jooksva kogusumma jälgimine

GDU väärtused liidetakse kogu kasvuperioodi jooksul. Allolevas tabelis jälgitakse viit päeva, mille baastemperatuur on 50°F (10 °C).

3. päeval on miinimumtemperatuur 45°F (7,22 °C) baastemperatuurist madalam ja tõstetakse enne keskmise arvutamist väärtuseni 50°F (10 °C), mistõttu (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. 4. päev toimib samamoodi: miinimumtemperatuur 40°F (4,4 °C) tõstetakse väärtuseni 50°F (10 °C), mistõttu (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Viie päeva järel on kultuur kogunud 77,50 GDU-d.

Kultuuride baastemperatuurid

Baastemperatuur sõltub kultuuri päritolust ja bioloogiast. Jahedasse kliimasse aretatud kultuur talub madalamaid temperatuure kui troopikasse aretatud kultuur.

Need on põllumajandusnõustamise juhistes tavaliselt kasutatavad vaikeväärtused. Seemnetarnijad avaldavad mõnikord konkreetse sordi jaoks teistsuguse baastemperatuuri; selle olemasolu korral tuleks kasutada seda väärtust.

Milleks kasvukraadühikuid kasutatakse

Põllumajandustootjad kasutavad kogunenud GDU-de kogusummasid mitme praktilise otsuse tegemisel:

• Arenguetappide ennustamine. Seemneettevõtted avaldavad ligikaudsed GDU kogusummad selliste verstapostide nagu tärkamine, tuttimine või valmimine kohta, et kasvataja saaks hinnata arenguetapi saabumise aega kalendri põhjal oletamise asemel.
• Külviaja valimine. Sordi GDU-kogunõude võrdlemine tavapäraseks esimese sügisese öökülma ajaks kogunenud GDU-dega näitab, kas hilisemaks või varasemaks külviks on piisav varu.
• Kahjuriseire ajastamine. Paljud putukkahjurid arenevad oma soojusest sõltuva ajakava järgi. Nõuandeteenistused avaldavad GDU-läved, mille juures alustada konkreetsete kahjurite seiret.
• Niisutamise ja koristuse ajastamine. Kuna veetundlikud arenguetapid, näiteks õitsemine, toimuvad teadaolevates GDU-vahemikes, saavad kasvatajad neid ette näha, mitte reageerida alles pärast nende saabumist.

Ajalugu

Temperatuuride liitmise idee taimede arengukuupäevade ennustamiseks pärineb 1730. aastatest, mil Prantsuse teadlane René Réaumur pakkus välja, et läviväärtust ületavate ööpäevaste temperatuuride summat saab kasutada taime kindlasse arenguetappi jõudmise prognoosimiseks. Järgmise kahe sajandi jooksul täpsustasid teadlased seda mõistet, võttes kasutusele kultuurispetsiifilised baastemperatuurid. Paljude tänapäevaste kalkulaatorite kasutatav maisi soojusühiku meetod, sealhulgas muudetud meetod ülemise temperatuuripiiriga, pärineb E. C. Gilmore'i ja J. S. Rogersi 1958. aasta artiklist, milles mõõdeti maisi valmimist kogunenud soojusühikute abil.

Korduma kippuvad küsimused

Kas kasvukraadühik on sama mis kasvukraadpäev? Jah. GDU ja GDD tähistavad sama mõõtu. Eri piirkonnad ja organisatsioonid eelistavad üht või teist terminit, kuid arvutus on sama.

Miks piirab see kalkulaator maksimumtemperatuuri väärtusega 86°F (30 °C)? Ligikaudu temperatuurist 86°F (30 °C) kõrgemal ei saa enamik kultuure lisasoojusest arengule enam kasu ning selle asemel võib tekkida kuumastress. Maksimumtemperatuuri piiramine takistab ühel väga kuumal päeval selle päeva panuse taime kasvu ülehindamist.

Miks erineb minu tulemus maksimum- ja miinimumtemperatuuri lihtsast keskmisest? See kalkulaator kohandab mõlemat temperatuuri enne keskmise arvutamist baastemperatuuri ja 86°F piirväärtuse suunas. Baastemperatuurist madalam külm öö tõstetakse baastemperatuurini ning temperatuurist 86°F (30 °C) kõrgem kuum päev langetatakse väärtuseni 86°F (30 °C). Toorandmetel põhinev maksimum- ja miinimumtemperatuuri lihtne keskmine ei ühti selle kalkulaatori tulemusega, kui temperatuur jääb sellest vahemikust välja.

Millist baastemperatuuri peaksin kasutama? Maisi, sojaubade ja sorgo puhul kasutage 50°F (10 °C); nisu puhul 32°F (0 °C) ning puuvilla puhul 60°F, välja arvatud juhul, kui seemnetarnija määrab konkreetse sordi jaoks teistsuguse väärtuse.

Kuidas jälgida GDU-sid kogu kasvuperioodi jooksul? Arvutage iga päeva GDU alates külvist või tärkamisest ning liitke iga päeva väärtus jooksvale kogusummale. Võrrelge kogusummat huvipakkuva arenguetapi avaldatud GDU-nõudega.

Kas GDU abil saab koristusaega täpselt ennustada? Ei. Võrreldes kalendripäevade lugemisega kitsendab see tõenäolist ajavahemikku märgatavalt, kuid põud, üleujutus, toitainestress ja sortide erinevused võivad tegelikku kuupäeva muuta.

Viited

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