Calculateur d'Unités de Degrés de Croissance | Suivre le Développement des Cultures avec UDC

Qu’est-ce qu’une unité de degré-jour de croissance ?

Une unité de degré-jour de croissance (GDU), également appelée degré-jour de croissance (GDD), mesure la quantité de chaleur reçue par une culture au cours d’une journée donnée. Les agriculteurs et les agronomes additionnent les GDU depuis la plantation jusqu’à la fin de la saison afin de prévoir le moment où une culture atteindra un stade tel que la levée, la floraison ou la maturité. Ce calculateur détermine la valeur quotidienne des GDU à partir des températures maximale et minimale du jour et de la température de base de la culture.

Le simple décompte des jours calendaires ne fonctionne pas bien, car une journée fraîche et une journée chaude ne font pas progresser une plante de la même manière. Les GDU corrigent ce problème en convertissant la température en un score cumulatif de chaleur.

Comment calculer les unités de degré-jour de croissance

Chaque culture possède une température de base : le seuil en dessous duquel elle cesse de se développer. En dessous de cette température, les processus de croissance de la plante ralentissent presque jusqu’à l’arrêt ; ces heures n’ajoutent donc aucun GDU. Pour le maïs et le soja, on utilise généralement une température de base de 50°F (10 °C).

La plupart des cultures ont également une limite supérieure pratique. Au-dessus d’environ 86°F (30 °C), la chaleur supplémentaire n’accélère plus le développement et peut même stresser la plante. Ce calculateur utilise la méthode GDU modifiée (parfois appelée méthode du « maïs » ou de Barger), qui plafonne la température maximale quotidienne à 86°F (30 °C) et relève la température minimale quotidienne jusqu’à la température de base avant de calculer la moyenne. La formule est la suivante :

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

Chaque température est d’abord ajustée comme suit :

• Si une température est inférieure à la température de base, elle est relevée jusqu’à cette température de base.
• Si une température est supérieure à 86°F (30 °C), elle est abaissée à 86°F (30 °C).
• Sinon, elle reste inchangée.

Si le résultat de la formule est négatif, le calculateur indique 0, car une culture ne peut pas perdre la chaleur accumulée. Comme la température minimale est d’abord relevée jusqu’à la température de base, la moyenne ne peut jamais être inférieure à cette base ; ce plancher n’intervient donc que si une température de base supérieure à 86°F (30 °C) est saisie.

Pourquoi les températures sont ajustées en premier

L’étape d’ajustement est plus importante qu’il n’y paraît. Sans elle, une nuit très froide pourrait faire passer la moyenne quotidienne sous la température de base et produire un score négatif ou proche de zéro, alors que la plante aurait poussé normalement pendant les heures chaudes de la journée. Le plafonnement de la température maximale empêche que les journées exceptionnellement chaudes se voient attribuer une croissance supérieure à ce qu’une plante peut réellement utiliser. Comme les deux ajustements sont effectués avant le calcul de la moyenne, le résultat de ce calculateur peut différer d’une simple moyenne non plafonnée des températures maximale et minimale du jour.

Exemple détaillé

Exemple 1 : une journée chaude avec une température maximale plafonnée

• Température maximale : 92°F (33,3 °C)
• Température minimale : 68°F (20 °C)
• Température de base : 50°F (10 °C)

La température maximale est supérieure à 86°F (30 °C) ; elle est donc plafonnée : 92°F (33,3 °C) devient 86°F (30 °C). La température minimale, 68°F (20 °C), est déjà supérieure à la température de base et reste donc inchangée.

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

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

Exemple 2 : une nuit fraîche avec une température minimale relevée

• Température maximale : 65°F (18,3 °C)
• Température minimale : 40°F (4,4 °C)
• Température de base : 50°F (10 °C)

La température maximale, 65°F (18,3 °C), se situe entre la température de base et 86°F (30 °C) ; elle reste donc inchangée. La température minimale, 40°F (4,4 °C), est inférieure à la température de base et est donc relevée à 50°F (10 °C).

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

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

Exemple 3 : suivre un total cumulé

Les valeurs quotidiennes de GDU sont additionnées au cours de la saison. Le tableau ci-dessous suit cinq jours avec une température de base de 50°F (10 °C).

Au jour 3, la température minimale de 45°F est inférieure à la température de base et est relevée à 50°F (10 °C) avant le calcul de la moyenne, ce qui donne (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. Le jour 4 fonctionne de la même façon : la température minimale de 40°F est relevée à 50°F (10 °C), ce qui donne (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Après cinq jours, la culture a accumulé 77,50 GDU.

Températures de base selon les cultures

La température de base dépend de l’origine et de la biologie de la culture. Une culture sélectionnée pour un climat frais tolère des températures plus basses qu’une culture sélectionnée pour les tropiques.

Il s’agit de valeurs par défaut couramment utilisées dans les recommandations des services de vulgarisation agricole. Les fournisseurs de semences publient parfois une température de base différente pour une variété donnée ; cette valeur doit alors être utilisée lorsqu’elle est disponible.

À quoi servent les unités de degré-jour de croissance

Les agriculteurs utilisent les totaux cumulés de GDU pour plusieurs décisions pratiques :

• Prévoir les stades de croissance. Les entreprises semencières publient des cumuls approximatifs de GDU pour des étapes telles que la levée, la floraison mâle ou la maturité ; le producteur peut ainsi estimer le moment où un stade sera atteint au lieu de se fier au calendrier.
• Choisir les dates de plantation. Comparer le besoin total en GDU d’une variété avec le nombre habituel de GDU accumulés avant les premières gelées automnales montre si la marge de sécurité est suffisante pour planter plus tard ou plus tôt.
• Planifier la surveillance des ravageurs. De nombreux insectes ravageurs se développent selon leur propre calendrier déterminé par la chaleur. Les services de vulgarisation publient des seuils de GDU indiquant quand commencer à surveiller certains ravageurs.
• Planifier l’irrigation et la récolte. Comme les stades de croissance sensibles à l’eau, tels que la floraison, surviennent dans des plages de GDU connues, les producteurs peuvent les anticiper au lieu de réagir après coup.

Historique

L’idée d’additionner les températures pour prévoir les dates de développement des plantes remonte aux années 1730, lorsque le scientifique français René Réaumur a proposé que la somme des températures quotidiennes supérieures à un seuil puisse servir à prévoir le moment où une plante atteindrait un stade donné. Au cours des deux siècles suivants, les chercheurs ont affiné cette notion en introduisant des températures de base propres à chaque culture. La méthode des unités de chaleur du maïs utilisée par de nombreux calculateurs modernes, notamment la méthode modifiée avec plafonnement de la température supérieure, remonte à un article de 1958 rédigé par E. C. Gilmore et J. S. Rogers, qui mesurait la maturité du maïs à l’aide d’unités de chaleur accumulées.

Foire aux questions

Une unité de degré-jour de croissance est-elle la même chose qu’un degré-jour de croissance ? Oui. GDU et GDD désignent la même mesure. Selon les régions et les organismes, l’un ou l’autre terme est privilégié, mais le calcul est identique.

Pourquoi ce calculateur plafonne-t-il la température maximale à 86°F (30 °C) ? Au-dessus d’environ 86°F (30 °C), la plupart des cultures ne tirent plus de bénéfice du point de vue du développement de la chaleur supplémentaire et peuvent au contraire subir un stress thermique. Le plafonnement de la température maximale empêche qu’une seule journée très chaude exagère la contribution de cette journée à la croissance de la plante.

Pourquoi mon résultat diffère-t-il d’une simple moyenne des températures maximale et minimale ? Ce calculateur ajuste chaque température vers la température de base et le plafond de 86°F (30 °C) avant de calculer la moyenne. Une nuit froide sous la température de base est relevée jusqu’à cette température de base, et une journée chaude au-dessus de 86°F (30 °C) est abaissée à 86°F (30 °C). Une simple moyenne des températures maximale et minimale brutes ne correspondra pas à celle de ce calculateur lorsqu’une température se situe en dehors de cette plage.

Quelle température de base dois-je utiliser ? Utilisez 50°F (10 °C) pour le maïs, le soja et le sorgho ; 32°F (0 °C) pour le blé ; et 60°F (16 °C) pour le coton, sauf si un fournisseur de semences indique une valeur différente pour une variété particulière.

Comment suivre les GDU pendant toute une saison ? Calculez les GDU quotidiens de chaque jour à partir de la plantation ou de la levée, puis ajoutez chaque valeur quotidienne à un total cumulé. Comparez ce total aux besoins en GDU publiés pour le stade de croissance concerné.

Les GDU permettent-ils de prévoir exactement la récolte ? Non. Ils réduisent considérablement la période probable par rapport au simple décompte des jours calendaires, mais la sécheresse, les inondations, le stress nutritionnel et les différences entre variétés peuvent tous modifier la date réelle.

Références

1. Gilmore, E. C., et J. S. Rogers. « Heat Units as a Method of Measuring Maturity in Corn ». Agronomy Journal, vol. 50, no 10, 1958, p. 611–615.
2. McMaster, G. S., et W. W. Wilhelm. « Growing Degree-Days: One Equation, Two Interpretations ». Agricultural and Forest Meteorology, vol. 87, no 4, 1997, p. 291–300.
3. Baskerville, G. L., et P. Emin. « Rapid Estimation of Heat Accumulation from Maximum and Minimum Temperatures ». Ecology, vol. 50, no 3, 1969, p. 514–517.