Калкулатор јединица растућих степени | Праћење развоја усева помоћу ЈРС

Шта је јединица топлоте за раст?

Јединица топлоте за раст (GDU), која се назива и дан топлоте за раст (GDD), мера је количине топлоте коју је усев примио одређеног дана. Пољопривредници и агрономи сабирају GDU од сетве током сезоне да би предвидели када ће усев достићи фазу као што су ницање, цветање или сазревање. Овај калкулатор израчунава дневну вредност GDU на основу највише и најниже дневне температуре и основне температуре усева.

Само бројање календарских дана није довољно поуздано, јер хладан и топао дан у различитој мери убрзавају развој биљке. GDU то решава претварањем температуре у текући резултат акумулиране топлоте.

Како се израчунавају јединице топлоте за раст

Сваки усев има основну температуру: вредност испод које престаје да се развија. Испод те температуре процеси раста биљке успоравају готово до застоја, па ти сати не доприносе вредности GDU. За кукуруз и соју обично се користи основна температура од 50°F (10 °C).

Већина усева има и практичну горњу границу. Изнад приближно 86°F (30 °C), додатна топлота више не убрзава развој и може чак да изазове топлотни стрес биљке. Овај калкулатор користи модификовани метод GDU (који се понекад назива и „кукурузни“ или Баргеров метод), при чему се дневна највиша температура ограничава на 86°F (30 °C), а дневна најнижа температура подиже до основне температуре пре израчунавања просека. Формула гласи:

$\text{GDU} = \frac{\text{ограничено } T_{\text{max}} + \text{ограничено } T_{\text{min}}}{2} - T_{\text{основна температура}}$

При чему се свака температура најпре прилагођава на следећи начин:

• Ако је температура нижа од основне температуре, подиже се до основне температуре.
• Ако је температура виша од 86°F (30 °C), снижава се на 86°F (30 °C).
• У супротном, остаје непромењена.

Ако је резултат формуле негативан, калкулатор приказује 0, јер усев не може изгубити акумулирану топлоту. Пошто се најнижа температура најпре подиже до основне температуре, просек никада не може бити нижи од основне температуре, па се ова доња граница примењује само ако се унесе основна температура виша од 86°F (30 °C).

Зашто се температуре најпре прилагођавају

Корак прилагођавања важнији је него што може изгледати. Без њега би веома хладна ноћ могла да снизи дневни просек испод основне температуре и да произведе погрешан негативан или скоро нула резултат, иако је биљка нормално расла током топлих дневних сати. Ограничавање највише температуре спречава да се необично топлим данима припише већи раст него што биљка заиста може да искористи. Пошто се оба прилагођавања врше пре израчунавања просека, резултат овог калкулатора може се разликовати од обичног, неограниченог просека највише и најниже дневне температуре.

Решени пример

Пример 1: Топао дан са ограниченом највишом температуром

• Највиша температура: 92°F (33,3 °C)
• Најнижа температура: 68°F (20 °C)
• Основна температура: 50°F (10 °C)

Највиша температура је изнад 86°F (30 °C), па се ограничава: 92°F (33,3 °C) постаје 86°F (30 °C). Најнижа температура, 68°F (20 °C), већ је изнад основне температуре, па остаје непромењена.

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

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

Пример 2: Хладна ноћ са подигнутом најнижом температуром

• Највиша температура: 65°F (18,3 °C)
• Најнижа температура: 40°F (4,4 °C)
• Основна температура: 50°F (10 °C)

Највиша температура, 65°F (18,3 °C), налази се између основне температуре и 86°F (30 °C), па остаје непромењена. Најнижа температура, 40°F (4,4 °C), нижа је од основне температуре, па се подиже на 50°F (10 °C).

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

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

Пример 3: Праћење текућег збира

Вредности GDU сабирају се током сезоне. Табела у наставку прати пет дана са основном температуром од 50°F (10 °C).

На дан 3, најнижа температура од 45°F (7,22 °C) нижа је од основне температуре и пре израчунавања просека подиже се на 50°F (10 °C), па се добија (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. Дан 4 се обрађује на исти начин: најнижа температура од 40°F (4,4 °C) подиже се на 50°F (10 °C), па се добија (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. После пет дана усев је акумулирао 77,50 GDU.

Основне температуре по усевима

Основна температура зависи од порекла и биологије усева. Усев одгајен за хладну климу подноси ниже температуре од усева одгајеног за тропске услове.

Ово су уобичајене подразумеване вредности из смерница пољопривредних саветодавних служби. Произвођачи семена понекад објављују другачију основну температуру за одређену сорту, па треба користити ту вредност када је доступна.

За шта се користе јединице топлоте за раст

Пољопривредници користе укупне акумулиране вредности GDU за неколико практичних одлука:

• Предвиђање фаза развоја. Семенске компаније објављују приближне укупне вредности GDU за важне фазе као што су ницање, метличење или сазревање, па произвођач може да процени када ће одређена фаза наступити, уместо да се ослања само на календар.
• Избор датума сетве. Поређење укупне потребе одређене сорте за GDU са уобичајеном акумулацијом GDU до првог јесењег мраза показује да ли постоји довољна сигурносна резерва за каснију или ранију сетву.
• Одређивање времена за праћење штеточина. Многе штетне врсте инсеката развијају се према сопственом распор��ду условљеном топлотом. Саветодавне службе објављују прагове GDU за почетак праћења одређених штеточина.
• Планирање наводњавања и жетве. Пошто се фазе развоја осетљиве на недостатак воде, као што је цветање, јављају у познатим распонима GDU, произвођачи могу да их предвиде уместо да реагују тек након њиховог наступања.

Историја

Идеја сабирања температуре ради предвиђања датума развоја биљака потиче из 1730-их година, када је француски научник Рене Реомир предложио да се збир дневних температура изнад прага може користити за предвиђање тренутка када ће биљка достићи одређену фазу. Истраживачи су током наредна два века усавршавали овај концепт увођењем основних температура специфичних за усеве. Метод јединица топлоте за кукуруз, који користе многи савремени калкулатори, укључујући модификовани метод са горњим температурним ограничењем, потиче из рада 1958. године аутора Е. К. Гилмора и Џ. С. Роџерса, у којем је зрелост кукуруза мерена на основу акумулираних јединица топлоте.

Најчешће постављана питања

Да ли су јединица топлоте за раст и дан топлоте за раст исто? Да. GDU и GDD означавају исто мерење. Различити региони и организације дају предност једном или другом називу, али је израчунавање исто.

Зашто овај калкулатор ограничава највишу температуру на 86°F (30 °C)? Изнад приближно 86°F (30 °C), већина усева више нема развојну корист од додатне топлоте и уместо тога може доживети топлотни стрес. Ограничавање највише температуре спречава да један веома топао дан превише увећа његов допринос расту биљке.

Зашто се мој резултат разликује од једноставног просека највише и најниже температуре? Овај калкулатор прилагођава сваку температуру према основној температури и ограничењу од 86°F (30 °C) пре израчунавања просека. Хладна ноћ са температуром нижом од основне подиже се до основне температуре, а врућ дан са температуром изнад 86°F (30 °C) снижава се на 86°F (30 °C). Обичан просек стварних највише и најниже температуре неће се поклапати са резултатом овог калкулатора кад год температура падне изван тог распона.

Коју основну температуру треба да користим? Користите 50°F (10 °C) за кукуруз, соју и сирак; 32°F (0 °C) за пшеницу; и 60°F (16 °C) за памук, осим ако произвођач семена не наведе другу вредност за одређену сорту.

Како да пратим GDU током целе сезоне? Израчунајте дневни GDU за сваки дан, почевши од сетве или ницања, а затим додајте вредност сваког дана текућем збиру. Упоредите збир са објављеним захтевима за GDU за фазу развоја која вас занима.

Може ли GDU тачно да предвиди жетву? Не. У поређењу са бројањем календарских дана, знатно сужава вероватни временски оквир, али суша, поплава, недостатак хранљивих материја и разлике међу сортама могу померити стварни датум.

Референце

1. Гилмор, Е. К. и Џ. С. Роџерс. „Јединице топлоте као метод мерења зрелости кукуруза.“ Agronomy Journal, том 50, број 10, 1958, стр. 611–615.
2. Мекмастер, Г. С. и В. В. Вилхелм. „Дани топлоте за раст: једна једначина, два тумачења.“ Agricultural and Forest Meteorology, том 87, број 4, 1997, стр. 291–300.
3. Баскервил, Г. Л. и П. Емин. „Брза процена акумулације топлоте на основу највише и најниже температуре.“ Ecology, том 50, број 3, 1969, стр. 514–517.