Calculadora de Unidades de Graus de Crescimento | Acompanhe o Desenvolvimento de Culturas com UGC

O que é uma unidade de graus de crescimento?

Uma unidade de graus de crescimento (GDU), também chamada de dia de graus de crescimento (GDD), é uma medida de quanto calor uma cultura recebeu em determinado dia. Agricultores e agrônomos somam as GDUs desde o plantio ao longo da safra para prever quando uma cultura atingirá uma fase como emergência, floração ou maturidade. Esta calculadora determina o valor diário de GDU a partir das temperaturas máxima e mínima do dia e da temperatura-base da cultura.

Contar apenas os dias do calendário não funciona bem, porque um dia frio e um dia quente fazem a planta avançar em ritmos diferentes. A GDU resolve isso transformando a temperatura em uma pontuação acumulada de calor.

Como calcular unidades de graus de crescimento

Toda cultura tem uma temperatura base: o ponto abaixo do qual ela deixa de se desenvolver. Abaixo dessa temperatura, os processos de crescimento da planta quase param, e por isso essas horas não somam nenhum GDU. A temperatura base do milho é de 50°F (10 °C), e os modelos de soja costumam usar o mesmo valor.

Muitas culturas também têm um limite superior. No milho, ele é de cerca de 86°F (30 °C); acima dele, o calor extra não acelera mais o desenvolvimento e as condições se tornam estressantes para a planta. Esta calculadora usa o método de GDU modificado (às vezes chamado de método "do milho" ou de Barger), que ajusta as máximas diárias acima de 86°F para 86°F e as mínimas diárias abaixo de 50°F para 50°F antes de calcular a média. A calculadora aplica o mesmo ajuste com qualquer temperatura base informada. A fórmula é:

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

Em que cada temperatura é primeiro ajustada da seguinte forma:

• Se uma temperatura estiver abaixo da temperatura-base, ela será elevada até a temperatura-base.
• Se uma temperatura estiver acima de 86°F (30 °C), ela será reduzida para 86°F (30 °C).
• Caso contrário, ela permanecerá inalterada.

Se o resultado da fórmula for negativo, a calculadora informa 0, pois uma cultura não pode perder o calor acumulado.

Por que as temperaturas são ajustadas primeiro

A etapa de ajuste é mais importante do que parece. Sem ela, uma noite muito fria poderia reduzir a média diária para abaixo da temperatura-base e produzir uma pontuação negativa ou próxima de zero enganosa, mesmo que a planta tivesse crescido normalmente durante as horas quentes do dia. Limitar a temperatura máxima impede que dias excepcionalmente quentes recebam crédito por mais crescimento do que a planta consegue realmente aproveitar. Como os dois ajustes ocorrem antes do cálculo da média, o resultado desta calculadora pode diferir de uma média simples e sem limite das temperaturas máxima e mínima do dia.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: um dia quente com máxima limitada

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

A máxima está acima de 86°F, portanto é limitada: 92°F passa a ser 86°F. A mínima, 68°F, já está acima da temperatura-base, portanto permanece inalterada.

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

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

Exemplo 2: uma noite fria com mínima elevada

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

A máxima, 65°F, está entre a temperatura-base e 86°F, portanto permanece igual. A mínima, 40°F, está abaixo da temperatura-base, portanto é elevada para 50°F (10 °C).

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

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

Exemplo 3: acompanhando um total acumulado

Os valores de GDU são somados ao longo da safra. A tabela abaixo acompanha cinco dias com uma temperatura-base de 50°F (10 °C).

No Dia 3, a mínima de 45°F está abaixo da temperatura-base e é elevada para 50°F antes do cálculo da média, resultando em (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. O Dia 4 funciona da mesma forma: a mínima de 40°F é elevada para 50°F, resultando em (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Após cinco dias, a cultura acumulou 77,50 GDU.

Temperaturas-base por cultura

A temperatura-base depende da origem e da biologia da cultura. Uma cultura desenvolvida para um clima frio tolera temperaturas mais baixas do que uma desenvolvida para os trópicos.

Esses valores vêm de orientações de extensão agrícola. A Universidade Estadual do Kansas lista limites inferiores de temperatura de 50°F (10 °C) para o milho, 32°F (0 °C) para o trigo de inverno, 46°F (7,78 °C) para o sorgo e 60°F (16 °C) para o algodão herbáceo. A Universidade Estadual de Dakota do Norte usa 32°F (0 °C) como base para o trigo e os limites do milho, de 50°F (10 °C) e 86°F (30 °C), para a soja. As unidades de calor do algodão costumam ser chamadas de "DD-60" porque usam uma temperatura base de 60°F (16 °C). Os fornecedores de sementes às vezes publicam uma temperatura base diferente para uma variedade específica, e esse valor deve ser usado no lugar quando estiver disponível.

Para que servem as unidades de graus de crescimento

Agricultores usam os totais acumulados de GDU para várias decisões práticas:

• Prever fases de crescimento. Empresas de sementes publicam totais aproximados de GDU para marcos como emergência, emissão do pendão ou maturidade, permitindo ao produtor estimar quando uma fase ocorrerá em vez de fazer uma previsão com base apenas no calendário.
• Escolher datas de plantio. Comparar a exigência total de GDU de uma variedade com a GDU normalmente acumulada até a primeira geada de outono mostra se há margem de segurança suficiente para plantar mais tarde ou mais cedo.
• Definir o momento do monitoramento de pragas. Muitas pragas de insetos se desenvolvem segundo seu próprio cronograma determinado pelo calor. Os serviços de extensão rural publicam limiares de GDU para indicar quando iniciar o monitoramento de pragas específicas.
• Programar a irrigação e a colheita. Como fases de crescimento sensíveis à água, como a floração, ocorrem em faixas conhecidas de GDU, os produtores podem se antecipar a elas em vez de reagir depois que acontecem.

História

A ideia de somar as temperaturas diárias para prever o desenvolvimento das plantas é muito mais antiga que a ciência moderna do milho. O método do milho usado hoje por muitas calculadoras foi testado pela primeira vez por E. C. Gilmore e J. S. Rogers em 1958, que o chamaram de "Effective Degrees" (graus efetivos). Em 1969, G. L. Barger propôs o mesmo método, com o nome de "Modified Growing Degree Days" (graus-dia de crescimento modificados), como a fórmula padrão de unidades de calor da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos EUA (NOAA).

Perguntas frequentes

Uma unidade de grau de crescimento é o mesmo que um grau-dia de crescimento? Sim. GDU e GDD se referem à mesma medida. Diferentes regiões e organizações preferem um termo ou o outro, mas o cálculo é idêntico.

Por que esta calculadora limita a temperatura máxima a 86°F? No milho, o calor extra acima de cerca de 86°F (30 °C) não acelera o desenvolvimento, e a planta pode sofrer estresse térmico. Limitar a temperatura máxima evita que um único dia muito quente exagere a contribuição daquele dia para o crescimento da planta.

Por que meu resultado é diferente de uma média simples entre a máxima e a mínima? Esta calculadora ajusta cada temperatura em direção à temperatura base e ao limite de 86°F antes de calcular a média. Uma noite fria abaixo da temperatura base é elevada até a temperatura base, e um dia quente acima de 86°F é reduzido para 86°F. Uma média simples das máximas e mínimas brutas não coincidirá com esta calculadora sempre que uma temperatura ficar fora dessa faixa.

Qual temperatura base devo usar? Os valores comuns são 50°F (10 °C) para milho e soja, 46°F (7,78 °C) para sorgo, 32°F (0 °C) para trigo e 60°F (16 °C) para algodão. Use o valor do fornecedor de sementes quando houver um para uma variedade específica.

Como acompanhar o GDU ao longo de toda a safra? Calcule o GDU diário de cada dia a partir do plantio ou da emergência e some o valor de cada dia a um total acumulado. Compare o total com as exigências de GDU publicadas para o estágio de crescimento de interesse.

O GDU consegue prever a colheita com exatidão? Não. Ele estreita bastante a janela provável em comparação com a contagem de dias do calendário, mas seca, alagamento, estresse nutricional e diferenças entre variedades podem alterar a data real.

Referências

1. Rede Agrícola de Meteorologia de Dakota do Norte (NDAWN), Universidade Estadual de Dakota do Norte. Corn Growing Degree Days. Ajuda de GDD do milho do NDAWN — temperatura base do milho de 50°F (10 °C); limite superior de 86°F (30 °C), acima do qual as condições são estressantes.
2. Departamento de Agronomia da Universidade Purdue. Heat Unit Concepts Related to Corn Development. Unidades de calor do milho, Purdue — o método de GDD modificado: máximas acima de 86°F ajustadas para 86, mínimas abaixo de 50°F ajustadas para 50; Gilmore e Rogers (1958) e Barger (1969).
3. Extensão da Universidade Estadual do Kansas. Understanding Growing Degree Days (MF3740). K-State MF3740 — limites inferiores de temperatura: milho 50°F (10 °C), trigo de inverno 32°F (0 °C), sorgo 46°F (7,78 °C), algodão herbáceo 60°F (16 °C).
4. Rede Agrícola de Meteorologia de Dakota do Norte (NDAWN). Wheat Growth Stage Prediction Using Growing Degree Days. Ajuda de GDD do trigo do NDAWN — limite inferior de 32°F (0 °C) para o GDD do trigo.
5. Rede Agrícola de Meteorologia de Dakota do Norte (NDAWN). Growing Degree Day Model for North Dakota Soybean. Ajuda de GDD da soja do NDAWN — os limites padrão do milho, de 50°F (10 °C) e 86°F (30 °C), usados no modelo da soja.
6. Extensão Cooperativa da Universidade da Geórgia. Cotton Growth Monitoring and PGR Management (C 1244). Unidades de calor do algodão, UGA — modelo de unidades de calor do algodão com temperatura base de 60°F (16 °C) (DD-60).