생장도일 계산기 | GDU로 작물 발달 추적

생육도일 단위란 무엇인가?

생육도일 단위(GDU)는 생육도일(GDD)이라고도 하며, 특정 날짜에 작물이 받은 열의 양을 나타내는 측정값이다. 농민과 농업학자들은 파종부터 생육 기간 내내 GDU를 합산하여 작물이 출아, 개화, 성숙과 같은 생육 단계에 도달하는 시기를 예측한다. 이 계산기는 하루의 최고 기온, 최저 기온 및 작물의 기준 온도로부터 일일 GDU 값을 계산한다.

달력상의 날짜만 세는 방식은 잘 맞지 않는다. 서늘한 날과 따뜻한 날이 식물의 생육을 서로 다른 정도로 진전시키기 때문이다. GDU는 온도를 누적 열량의 진행 점수로 변환하여 이 문제를 해결한다.

생장도일 단위 계산 방법

모든 작물에는 기준 온도가 있습니다. 기준 온도는 작물의 발달이 멈추는 한계점입니다. 이 온도보다 낮으면 식물의 생장 과정이 거의 멈추므로 그 시간은 GDU에 더해지지 않습니다. 옥수수의 기준 온도는 50°F (10 °C)이며, 콩 모형에서도 보통 같은 값을 씁니다.

많은 작물에는 상한 온도도 있습니다. 옥수수는 약 86°F (30 °C)이며, 이 온도를 넘으면 열이 더해져도 발달이 더 빨라지지 않고 식물에게 스트레스가 되는 환경이 됩니다. 이 계산기는 평균을 내기 전에 86°F (30 °C)를 넘는 일 최고 기온을 86°F (30 °C)로, 50°F (10 °C)보다 낮은 일 최저 기온을 50°F (10 °C)로 맞추는 수정 GDU 방법(흔히 옥수수 방법 또는 바저 방법이라고도 합니다)을 사용합니다. 입력한 기준 온도가 무엇이든 계산기는 같은 보정을 적용합니다. 공식은 다음과 같습니다.

$\text{GDU} = \frac{\text{상한·하한 조정 } T_{\text{max}} + \text{상한·하한 조정 } T_{\text{min}}}{2} - T_{\text{기준 온도}}$

각 온도는 먼저 다음과 같이 조정합니다.

• 온도가 기준 온도보다 낮으면, 기준 온도까지 높입니다.
• 온도가 86°F (30 °C)보다 높으면 86°F (30 °C)로 낮춥니다.
• 그 밖의 경우에는 변경하지 않습니다.

공식의 결과가 음수이면 작물이 쌓인 열을 잃을 수는 없으므로 계산기는 0을 표시합니다.

온도를 먼저 조정하는 이유

조정 단계는 보기보다 중요합니다. 조정하지 않으면 매우 추운 밤 때문에 일평균 기온이 기준 온도 아래로 내려가, 따뜻한 낮 동안 식물이 정상적으로 자랐는데도 오해를 불러일으키는 음수 또는 영에 가까운 점수가 나올 수 있습니다. 최고 기온을 제한하면 비정상적으로 더운 날에 식물이 실제로 이용할 수 있는 양보다 많은 생장을 인정하는 일이 방지됩니다. 두 조정이 평균을 계산하기 전에 이루어지므로, 이 계산기의 결과는 해당 날짜의 최고 기온과 최저 기온을 단순히 제한 없이 평균한 값과 다를 수 있습니다.

계산 예시

예 1: 최고 기온이 제한된 더운 날

• 최고 기온: 92°F (33.3 °C)
• 최저 기온: 68°F (20 °C)
• 기준 온도: 50°F (10 °C)

최고 기온은 86°F (30 °C)보다 높으므로 제한된다. 즉, 92°F (33.3 °C)가 86°F (30 °C)가 된다. 최저 기온 68°F (20 °C)는 이미 기준 온도보다 높으므로 그대로 둔다.

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

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

예 2: 최저 기온을 높인 서늘한 밤

• 최고 기온: 65°F (18.3 °C)
• 최저 기온: 40°F (4.4 °C)
• 기준 온도: 50°F (10 °C)

최고 기온 65°F (18.3 °C)는 기준 온도와 86°F (30 °C) 사이에 있으므로 그대로 유지된다. 최저 기온 40°F (4.4 °C)는 기준 온도보다 낮으므로 50°F (10 °C)까지 높인다.

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

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

예 3: 누적 합계 추적

GDU 값은 생육 기간 동안 합산된다. 아래 표는 기준 온도가 50°F (10 °C)일 때 닷새를 추적한 것이다.

3일째에는 최저 기온 45°F (7.22 °C)가 기준 온도보다 낮으므로 평균을 계산하기 전에 50°F (10 °C)까지 높인다. 따라서 (70 + 50) / 2 − 50 = 10.00 GDU이다. 4일째도 같은 방식으로 계산한다. 최저 기온 40°F (4.4 °C)를 50°F (10 °C)까지 높이므로 (65 + 50) / 2 − 50 = 7.50 GDU이다. 닷새 후 작물의 누적값은 77.50 GDU이다.

작물별 기준 온도

기준 온도는 작물의 기원과 생물학적 특성에 따라 달라집니다. 서늘한 기후에 맞게 육종된 작물은 열대 기후용 작물보다 낮은 온도에도 견딥니다.

이 값들은 농업 지도 자료에서 가져온 것입니다. 캔자스 주립대학교는 하한 온도로 옥수수는 50°F (10 °C), 겨울밀은 32°F (0 °C), 수수는 46°F (7.78 °C), 육지면은 60°F (16 °C)를 제시합니다. 노스다코타 주립대학교는 밀의 기준 온도로 32°F (0 °C)를 쓰고, 콩에는 옥수수의 한계값인 50°F (10 °C)와 86°F (30 °C)를 씁니다. 목화의 열 단위는 흔히 "DD-60s"라고 부르는데, 이는 60°F (16 °C)의 기준 온도를 쓰기 때문입니다. 종자 공급업체가 특정 품종에 다른 기준 온도를 발표하는 경우도 있으며, 그런 값이 있으면 그 값을 대신 사용해야 합니다.

생육도일 단위의 용도

농민은 누적 GDU 합계를 여러 실무적 판단에 활용한다.

• 생육 단계 예측. 종자 회사는 출아, 출수 또는 성숙과 같은 주요 단계에 필요한 대략적인 GDU 합계를 제시한다. 따라서 재배자는 달력만 보고 추측하는 대신 해당 단계가 언제 도달할지 추정할 수 있다.
• 파종일 선택. 품종에 필요한 총 GDU와 첫 가을 서리까지 일반적으로 누적되는 GDU를 비교하면 늦게 또는 일찍 파종할 수 있는 안전 여유가 충분한지 알 수 있다.
• 해충 조사 시기 결정. 많은 해충은 열에 따라 자체적인 발육 일정을 따른다. 농업지도 기관은 특정 해충에 대한 조사를 시작할 시점의 GDU 기준값을 발표한다.
• 관개 및 수확 일정 수립. 개화처럼 물에 민감한 생육 단계는 알려진 GDU 범위에서 발생하므로, 재배자는 사후에 대응하는 대신 그 시기를 미리 예상할 수 있다.

역사

일별 온도를 더해 식물의 발달을 예측한다는 생각은 현대 옥수수 과학보다 훨씬 오래되었습니다. 오늘날 많은 계산기가 쓰는 옥수수 방법은 1958년에 E. C. 길모어와 J. S. 로저스가 처음 시험했으며, 이들은 이를 "유효 도수"라고 불렀습니다. 1969년에 G. L. 바저는 같은 방법을 "수정 생장도일"이라는 이름으로 미국 국립해양대기청의 표준 열 단위 공식으로 제안했습니다.

자주 묻는 질문

생장도일 단위는 생장도일과 같습니까? 네. GDU와 GDD는 같은 측정값을 가리킵니다. 지역과 기관에 따라 선호하는 용어가 다르지만 계산은 똑같습니다.

이 계산기는 왜 최고 기온을 86°F (30 °C)로 제한합니까? 옥수수는 약 86°F (30 °C) 이상의 열이 더해져도 발달이 빨라지지 않고, 오히려 식물이 열 스트레스를 받을 수 있습니다. 최고 기온을 제한하면 매우 더운 하루가 그날의 생장 기여도를 과대평가하는 일을 막을 수 있습니다.

제 결과가 최고 기온과 최저 기온의 단순 평균과 다른 이유는 무엇입니까? 이 계산기는 평균을 내기 전에 각 온도를 기준 온도와 86°F (30 °C) 상한에 맞게 조정합니다. 기준 온도보다 낮은 추운 밤은 기준 온도로 올리고, 86°F (30 °C)를 넘는 더운 낮은 86°F (30 °C)로 낮춥니다. 온도가 이 범위를 벗어날 때마다 실제 최고 기온과 최저 기온의 단순 평균은 이 계산기의 결과와 맞지 않습니다.

어떤 기준 온도를 사용해야 합니까? 흔히 쓰는 값은 옥수수와 콩이 50°F (10 °C), 수수가 46°F (7.78 °C), 밀이 32°F (0 °C), 목화가 60°F (16 °C)입니다. 특정 품종에 대해 종자 공급업체가 값을 제시했다면 그 값을 대신 사용합니다.

한 시즌 전체의 GDU는 어떻게 추적합니까? 파종일이나 출현일부터 날마다 일별 GDU를 계산하고, 각 날의 값을 누적 합계에 더합니다. 이 합계를 관심 있는 생육 단계의 공개된 GDU 요구량과 비교합니다.

GDU로 수확 시기를 정확히 예측할 수 있습니까? 아니요. 달력상의 날수를 세는 것보다 가능한 기간을 크게 좁혀 주지만, 가뭄, 침수, 영양 스트레스, 품종 차이가 모두 실제 날짜를 바꿀 수 있습니다.

참고 자료

1. 노스다코타 주립대학교 노스다코타 농업 기상 네트워크(NDAWN). Corn Growing Degree Days. NDAWN 옥수수 GDD 도움말 — 옥수수의 기준 온도 50°F (10 °C), 상한 온도 86°F (30 °C)이며 이를 넘으면 스트레스 환경이 됩니다.
2. 퍼듀 대학교 농학과. Heat Unit Concepts Related to Corn Development. 퍼듀 옥수수 열 단위 — 수정 GDD 방법으로, 86°F (30 °C)를 넘는 최고 기온은 86으로, 50°F (10 °C)보다 낮은 최저 기온은 50으로 맞추며, 길모어와 로저스(1958), 바저(1969)를 다룹니다.
3. 캔자스 주립대학교 지도 서비스. Understanding Growing Degree Days(MF3740). K-State MF3740 — 하한 온도는 옥수수 50°F (10 °C), 겨울밀 32°F (0 °C), 수수 46°F (7.78 °C), 육지면 60°F (16 °C)입니다.
4. 노스다코타 농업 기상 네트워크(NDAWN). Wheat Growth Stage Prediction Using Growing Degree Days. NDAWN 밀 GDD 도움말 — 밀 GDD의 하한 기준값 32°F (0 °C).
5. 노스다코타 농업 기상 네트워크(NDAWN). Growing Degree Day Model for North Dakota Soybean. NDAWN 콩 GDD 도움말 — 콩 모형에 쓰는 옥수수의 표준 한계값 50°F (10 °C)와 86°F (30 °C).
6. 조지아 대학교 협동 지도 서비스. Cotton Growth Monitoring and PGR Management(C 1244). UGA 목화 열 단위 — 기준 온도 60°F (16 °C)를 쓰는 목화 열 단위 모형(DD-60s).