Kalkulator Satuan Derajat Pertumbuhan | Lacak Perkembangan Tanaman dengan GDU

Apa Itu Unit Derajat Tumbuh?

Unit derajat tumbuh (GDU), yang juga disebut hari derajat tumbuh (GDD), adalah ukuran banyaknya panas yang diterima tanaman pada hari tertentu. Petani dan ahli agronomi menjumlahkan GDU sejak penanaman sepanjang musim untuk memprediksi kapan tanaman akan mencapai tahap seperti kemunculan tanaman, pembungaan, atau kematangan. Kalkulator ini menghitung nilai GDU harian dari suhu maksimum harian, suhu minimum harian, dan suhu dasar tanaman.

Menghitung hari kalender saja tidak bekerja dengan baik, karena hari yang sejuk dan hari yang hangat mendorong pertumbuhan tanaman dalam tingkat yang berbeda. GDU mengatasi hal ini dengan mengubah suhu menjadi skor panas terakumulasi yang terus bertambah.

Cara Menghitung Unit Derajat Tumbuh

Setiap tanaman memiliki suhu dasar, yaitu titik di bawah mana tanaman berhenti berkembang. Di bawah suhu tersebut, proses pertumbuhan tanaman melambat hingga hampir nol, sehingga jam-jam itu tidak menambah GDU. Suhu dasar untuk jagung adalah 50°F (10 °C), dan model kedelai umumnya menggunakan nilai yang sama.

Banyak tanaman juga memiliki batas atas. Untuk jagung, batas ini sekitar 86°F (30 °C); di atasnya, panas tambahan tidak mempercepat perkembangan lebih lanjut dan kondisi menjadi menekan bagi tanaman. Kalkulator ini menggunakan metode GDU modifikasi (kadang disebut metode "jagung" atau metode Barger), yang menetapkan suhu maksimum harian di atas 86°F (30 °C) menjadi 86°F (30 °C) dan suhu minimum harian di bawah 50°F (10 °C) menjadi 50°F (10 °C) sebelum dirata-ratakan. Kalkulator menerapkan penyesuaian yang sama dengan suhu dasar apa pun yang dimasukkan. Rumusnya adalah:

$\text{GDU} = \frac{\text{dibatasi } T_{\text{max}} + \text{dibatasi } T_{\text{min}}}{2} - T_{\text{dasar}}$

Dengan setiap suhu terlebih dahulu disesuaikan sebagai berikut:

• Jika suatu suhu di bawah suhu dasar, suhu tersebut dinaikkan hingga suhu dasar.
• Jika suatu suhu di atas 86°F (30 °C), suhu tersebut diturunkan menjadi 86°F (30 °C).
• Jika tidak, suhu tersebut dibiarkan tanpa perubahan.

Jika hasil rumus bernilai negatif, kalkulator melaporkan 0, karena tanaman tidak dapat kehilangan panas yang telah terakumulasi.

Mengapa Suhu Disesuaikan Terlebih Dahulu

Tahap penyesuaian lebih penting daripada yang terlihat. Tanpa penyesuaian ini, malam yang sangat dingin dapat menarik rata-rata harian hingga di bawah suhu dasar dan menghasilkan skor negatif atau mendekati nol yang menyesatkan, meskipun tanaman tumbuh normal pada siang hari yang hangat. Pembatasan suhu maksimum mencegah hari yang luar biasa panas dihitung sebagai pertumbuhan yang lebih besar daripada yang sebenarnya dapat dimanfaatkan tanaman. Karena kedua penyesuaian dilakukan sebelum rata-rata dihitung, hasil kalkulator ini dapat berbeda dari rata-rata biasa yang tidak dibatasi antara suhu maksimum dan minimum harian.

Contoh Penerapan

Contoh 1: Hari panas dengan suhu maksimum yang dibatasi

• Suhu maksimum: 92°F (33,3 °C)
• Suhu minimum: 68°F (20 °C)
• Suhu dasar: 50°F (10 °C)

Suhu maksimum berada di atas 86°F (30 °C), sehingga dibatasi: 92°F (33,3 °C) menjadi 86°F (30 °C). Suhu minimum, 68°F (20 °C), sudah berada di atas suhu dasar, sehingga tidak berubah.

$\text{Rata-rata} = \frac{86 + 68}{2} = 77°F$

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

Contoh 2: Malam sejuk dengan suhu minimum yang dinaikkan

• Suhu maksimum: 65°F (18,3 °C)
• Suhu minimum: 40°F (4,4 °C)
• Suhu dasar: 50°F (10 °C)

Suhu maksimum, 65°F (18,3 °C), berada di antara suhu dasar dan 86°F (30 °C), sehingga tetap sama. Suhu minimum, 40°F (4,4 °C), berada di bawah suhu dasar, sehingga dinaikkan menjadi 50°F (10 °C).

$\text{Rata-rata} = \frac{65 + 50}{2} = 57.5°F$

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

Contoh 3: Melacak total berjalan

Nilai GDU dijumlahkan sepanjang musim. Tabel di bawah ini melacak lima hari dengan suhu dasar 50°F (10 °C).

Pada Hari 3, suhu minimum 45°F (7,22 °C) berada di bawah suhu dasar dan dinaikkan menjadi 50°F (10 °C) sebelum dihitung rata-ratanya, sehingga (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. Hari 4 bekerja dengan cara yang sama: suhu minimum 40°F (4,4 °C) dinaikkan menjadi 50°F (10 °C), sehingga (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Setelah lima hari, tanaman telah mengakumulasi 77,50 GDU.

Suhu Dasar Berdasarkan Tanaman

Suhu dasar bergantung pada asal dan biologi tanaman. Tanaman yang dibudidayakan untuk iklim sejuk menoleransi suhu yang lebih rendah daripada tanaman yang dibudidayakan untuk daerah tropis.

Nilai-nilai ini berasal dari panduan penyuluhan pertanian. Kansas State University mencantumkan batas suhu bawah sebesar 50°F (10 °C) untuk jagung, 32°F (0 °C) untuk gandum musim dingin, 46°F (7,78 °C) untuk sorgum, dan 60°F (16 °C) untuk kapas upland. North Dakota State University menggunakan 32°F (0 °C) sebagai dasar untuk gandum dan batas jagung sebesar 50°F (10 °C) dan 86°F (30 °C) untuk kedelai. Unit panas kapas sering disebut "DD-60" karena menggunakan suhu dasar 60°F (16 °C). Pemasok benih terkadang menerbitkan suhu dasar yang berbeda untuk varietas tertentu, dan nilai tersebut sebaiknya digunakan jika tersedia.

Untuk Apa Unit Derajat Tumbuh Digunakan

Petani menggunakan total GDU terakumulasi untuk beberapa keputusan praktis:

• Memprediksi tahap pertumbuhan. Perusahaan benih menerbitkan perkiraan total GDU untuk tonggak seperti kemunculan tanaman, munculnya bunga jantan, atau kematangan, sehingga petani dapat memperkirakan kapan suatu tahap akan tiba, bukan menebaknya dari kalender.
• Menentukan tanggal tanam. Membandingkan kebutuhan total GDU suatu varietas dengan GDU yang biasanya terakumulasi hingga embun beku musim gugur pertama menunjukkan apakah terdapat cukup margin keamanan untuk menanam lebih lambat atau lebih awal.
• Menentukan waktu pemantauan hama. Banyak hama serangga berkembang mengikuti jadwalnya sendiri yang dipengaruhi panas. Layanan penyuluhan menerbitkan ambang GDU untuk menentukan kapan pemantauan hama tertentu harus dimulai.
• Menjadwalkan irigasi dan panen. Karena tahap pertumbuhan yang sensitif terhadap air, seperti pembungaan, terjadi pada kisaran GDU yang diketahui, petani dapat mengantisipasinya, bukan baru merespons setelah terjadi.

Sejarah

Gagasan menjumlahkan suhu harian untuk memprediksi perkembangan tanaman jauh lebih tua daripada ilmu jagung modern. Metode jagung yang digunakan banyak kalkulator saat ini pertama kali diuji oleh E. C. Gilmore dan J. S. Rogers pada 1958, yang menyebutnya "Effective Degrees". Pada 1969, G. L. Barger mengusulkan metode yang sama, dengan nama "Modified Growing Degree Days", sebagai rumus unit panas standar untuk Badan Kelautan dan Atmosfer Nasional AS (NOAA).

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apakah unit derajat tumbuh sama dengan hari derajat tumbuh? Ya. GDU dan GDD merujuk pada pengukuran yang sama. Berbagai wilayah dan organisasi lebih memilih salah satu istilah tersebut, tetapi perhitungannya identik.

Mengapa kalkulator ini membatasi suhu maksimum pada 86°F (30 °C)? Untuk jagung, panas tambahan di atas sekitar 86°F (30 °C) tidak mempercepat perkembangan, dan tanaman justru dapat mengalami cekaman panas. Pembatasan suhu maksimum mencegah satu hari yang sangat panas melebih-lebihkan kontribusi hari itu terhadap pertumbuhan tanaman.

Mengapa hasil saya berbeda dari rata-rata sederhana suhu maksimum dan minimum? Kalkulator ini menyesuaikan setiap suhu ke arah suhu dasar dan batas 86°F (30 °C) sebelum menghitung rata-rata. Suhu malam yang dingin dan berada di bawah suhu dasar dinaikkan hingga suhu dasar, sedangkan hari yang panas dan berada di atas 86°F (30 °C) diturunkan menjadi 86°F (30 °C). Rata-rata biasa dari suhu maksimum dan minimum mentah tidak akan sama dengan hasil kalkulator ini jika salah satu suhu berada di luar kisaran tersebut.

Suhu dasar apa yang sebaiknya digunakan? Nilai yang umum adalah 50°F (10 °C) untuk jagung dan kedelai, 46°F (7,78 °C) untuk sorgum, 32°F (0 °C) untuk gandum, dan 60°F (16 °C) untuk kapas. Gunakan nilai dari pemasok benih jika diberikan untuk varietas tertentu.

Bagaimana cara melacak GDU sepanjang satu musim penuh? Hitung GDU harian untuk setiap hari sejak penanaman atau munculnya kecambah, lalu tambahkan nilai setiap hari ke total berjalan. Bandingkan total tersebut dengan kebutuhan GDU yang telah diterbitkan untuk tahap pertumbuhan yang ingin diketahui.

Apakah GDU dapat memprediksi panen secara tepat? Tidak. GDU mempersempit rentang waktu yang mungkin secara signifikan dibandingkan dengan penghitungan hari kalender, tetapi kekeringan, banjir, stres nutrisi, dan perbedaan varietas semuanya dapat menggeser tanggal sebenarnya.

Referensi

1. North Dakota Agricultural Weather Network (NDAWN), North Dakota State University. Corn Growing Degree Days. Bantuan GDD jagung NDAWN — suhu dasar jagung sebesar 50°F (10 °C); batas atas 86°F (30 °C), di atasnya kondisi menjadi menekan.
2. Purdue University Agronomy. Heat Unit Concepts Related to Corn Development. Unit panas jagung Purdue — metode GDD modifikasi: suhu maksimum di atas 86°F (30 °C) ditetapkan menjadi 86, suhu minimum di bawah 50°F (10 °C) ditetapkan menjadi 50; Gilmore dan Rogers (1958) serta Barger (1969).
3. Kansas State University Extension. Understanding Growing Degree Days (MF3740). K-State MF3740 — batas suhu bawah: jagung 50°F (10 °C), gandum musim dingin 32°F (0 °C), sorgum 46°F (7,78 °C), kapas upland 60°F.
4. North Dakota Agricultural Weather Network (NDAWN). Wheat Growth Stage Prediction Using Growing Degree Days. Bantuan GDD gandum NDAWN — ambang bawah 32°F (0 °C) untuk GDD gandum.
5. North Dakota Agricultural Weather Network (NDAWN). Growing Degree Day Model for North Dakota Soybean. Bantuan GDD kedelai NDAWN — ambang standar jagung sebesar 50°F (10 °C) dan 86°F (30 °C) yang digunakan untuk model kedelai.
6. University of Georgia Cooperative Extension. Cotton Growth Monitoring and PGR Management (C 1244). Unit panas kapas UGA — model unit panas kapas dengan suhu dasar 60°F (16 °C) (DD-60).