Växtgradenhetsenheter Kalkylator | Spåra Grödors Utveckling med VGE

Vad är en växtgradsenhet?

En växtgradsenhet (GDU), även kallad en växtgraddag (GDD), är ett mått på hur mycket värme en gröda har fått under en viss dag. Lantbrukare och agronomer summerar GDU-värden från sådden och under säsongen för att förutsäga när en gröda når ett stadium som uppkomst, blomning eller mognad. Den här kalkylatorn beräknar dagens GDU-värde utifrån dagens högsta och lägsta temperatur samt grödans bastemperatur.

Det fungerar inte särskilt bra att bara räkna kalenderdagar, eftersom en sval dag och en varm dag driver plantan framåt olika mycket. GDU löser detta genom att omvandla temperaturen till en löpande summa av ackumulerad värme.

Så beräknas växtgradsenheter

Varje gröda har en bastemperatur: den temperatur under vilken utvecklingen upphör. Under den temperaturen saktar växtens tillväxtprocesser ned till nästan noll, så de timmarna bidrar inte med några GDU. För majs och sojabönor används vanligtvis en bastemperatur på 50°F (10 °C).

De flesta grödor har också en praktisk övre gräns. Över cirka 86°F (30 °C) påskyndar extra värme inte utvecklingen ytterligare och kan till och med stressa plantan. Den här kalkylatorn använder den modifierade GDU-metoden (ibland kallad majsmetoden eller Barger-metoden), som begränsar dagens högsta temperatur till 86°F och höjer dagens lägsta temperatur till bastemperaturen innan medelvärdet beräknas. Formeln är:

$\text{GDU} = \frac{\text{begränsad } T_{\text{max}} + \text{begränsad } T_{\text{min}}}{2} - T_{\text{bas}}$

Där varje temperatur först justeras på följande sätt:

• Om en temperatur ligger under bastemperaturen höjs den till bastemperaturen.
• Om en temperatur ligger över 86°F (30 °C) sänks den till 86°F (30 °C).
• Annars lämnas den oförändrad.

Om resultatet av formeln är negativt rapporterar kalkylatorn 0, eftersom en gröda inte kan förlora ackumulerad värme. Eftersom den lägsta temperaturen först höjs till bastemperaturen kan medelvärdet aldrig hamna under basen. Golvet får därför bara betydelse om en bastemperatur över 86°F (30 °C) anges.

Varför temperaturerna justeras först

Justeringssteget har större betydelse än det kan verka. Utan det skulle en mycket kall natt kunna dra ned dygnsmedeltemperaturen under bastemperaturen och ge en missvisande negativ eller nästan nollställd poäng, trots att plantan växte normalt under de varma dagtimmarna. Begränsningen av den högsta temperaturen hindrar ovanligt varma dagar från att krediteras med mer tillväxt än plantan faktiskt kan utnyttja. Eftersom båda justeringarna görs innan medelvärdet beräknas kan kalkylatorns resultat skilja sig från ett enkelt, obegränsat medelvärde av dagens högsta och lägsta temperatur.

Räkneexempel

Exempel 1: En varm dag med begränsad högsta temperatur

• Högsta temperatur: 92°F (33,3 °C)
• Lägsta temperatur: 68°F
• Bastemperatur: 50°F (10 °C)

Den högsta temperaturen ligger över 86°F (30 °C) och begränsas därför: 92°F blir 86°F. Den lägsta temperaturen, 68°F, ligger redan över bastemperaturen och lämnas därför oförändrad.

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

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

Exempel 2: En sval natt med höjd lägsta temperatur

• Högsta temperatur: 65°F (18,3 °C)
• Lägsta temperatur: 40°F
• Bastemperatur: 50°F (10 °C)

Den högsta temperaturen, 65°F (18,3 °C), ligger mellan bastemperaturen och 86°F och förblir därför oförändrad. Den lägsta temperaturen, 40°F, ligger under bastemperaturen och höjs därför till 50°F (10 °C).

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

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

Exempel 3: Följ en löpande totalsumma

GDU-värden summeras under säsongen. Tabellen nedan följer fem dagar med en bastemperatur på 50°F (10 °C).

På dag 3 ligger minimitemperaturen på 45°F (7,22 °C) under bastemperaturen och höjs till 50°F (10 °C) före beräkningen av medelvärdet, vilket ger (70 + 50) / 2 − 50 = 10,00 GDU. Dag 4 fungerar på samma sätt: minimitemperaturen på 40°F (4,4 °C) höjs till 50°F (10 °C), vilket ger (65 + 50) / 2 − 50 = 7,50 GDU. Efter fem dagar har grödan ackumulerat 77,50 GDU.

Bastemperaturer för olika grödor

Bastemperaturen beror på grödans ursprung och biologi. En gröda som förädlats för ett svalt klimat tål lägre temperaturer än en som förädlats för tropikerna.

Dessa är vanliga standardvärden enligt rådgivning från jordbruksförlängningen. Fröleverantörer publicerar ibland en annan bastemperatur för en viss sort, och det värdet bör användas i stället när det finns tillgängligt.

Vad används växtgradsenheter till?

Lantbrukare använder ackumulerade GDU-summor för flera praktiska beslut:

• Förutsäga utvecklingsstadier. Fröföretag publicerar ungefärliga GDU-summor för milstolpar som uppkomst, vippgång eller mognad, så att odlaren kan uppskatta när ett stadium inträffar i stället för att gissa utifrån kalendern.
• Välja sådatum. Genom att jämföra en sorts totala GDU-behov med den typiska GDU-summan fram till den första höstfrosten går det att se om säkerhetsmarginalen räcker för att så senare eller tidigare.
• Planera övervakning av skadegörare. Många skadeinsekter utvecklas enligt ett eget värmestyrt schema. Rådgivningstjänster publicerar GDU-trösklar för när övervakningen av vissa skadegörare bör börja.
• Planera bevattning och skörd. Eftersom vattenkänsliga utvecklingsstadier som blomning inträffar inom kända GDU-intervall kan odlare förutse dem i stället för att reagera i efterhand.

Historia

Tanken att summera temperaturer för att förutsäga när växter utvecklas går tillbaka till 1730-talet, då den franske vetenskapsmannen René Réaumur föreslog att summan av dygnstemperaturer över en tröskel kunde användas för att förutsäga när en växt skulle nå ett visst stadium. Under de följande två århundradena förfinade forskare begreppet genom att införa bastemperaturer som är specifika för olika grödor. Metoden med värmeenheter för majs, som används av många moderna kalkylatorer, inklusive den modifierade metoden med en övre temperaturgräns, kan spåras tillbaka till en artikel från 1958 av E. C. Gilmore och J. S. Rogers, där majsens mognad mättes med ackumulerade värmeenheter.

Vanliga frågor

Är en växtgradsenhet samma sak som en växtgraddag? Ja. GDU och GDD avser samma mätning. Olika regioner och organisationer föredrar den ena eller den andra termen, men beräkningen är identisk.

Varför begränsar den här kalkylatorn den högsta temperaturen till 86°F (30 °C)? Över ungefär 86°F (30 °C) slutar de flesta grödor att få någon utvecklingsmässig nytta av extra värme och kan i stället utsättas för värmestress. Genom att begränsa den högsta temperaturen hindras en enda mycket varm dag från att överdriva dagens bidrag till plantans tillväxt.

Varför skiljer sig mitt resultat från ett enkelt medelvärde av den högsta och lägsta temperaturen? Den här kalkylatorn justerar varje temperatur mot bastemperaturen och gränsen vid 86°F (30 °C) innan medelvärdet beräknas. En kall natt under bastemperaturen höjs till bastemperaturen, och en varm dag över 86°F (30 °C) sänks till 86°F. Ett enkelt medelvärde av de ursprungliga högsta och lägsta temperaturerna stämmer inte med kalkylatorns resultat när en temperatur ligger utanför det intervallet.

Vilken bastemperatur bör jag använda? Använd 50°F (10 °C) för majs, sojabönor och durra, 32°F (0 °C) för vete och 60°F (16 °C) för bomull, om inte en fröleverantör anger ett annat värde för en viss sort.

Hur följer jag GDU under en hel säsong? Beräkna den dagliga GDU:n för varje dag från sådd eller uppkomst och lägg sedan varje dags värde till en löpande totalsumma. Jämför totalsumman med publicerade GDU-krav för det aktuella utvecklingsstadiet.

Kan GDU förutsäga skörden exakt? Nej. Metoden begränsar det sannolika tidsintervallet avsevärt jämfört med att räkna kalenderdagar, men torka, översvämning, näringsstress och skillnader mellan sorter kan alla förskjuta det faktiska datumet.

Referenser

1. Gilmore, E. C. och J. S. Rogers. ”Heat Units as a Method of Measuring Maturity in Corn.” Agronomy Journal, vol. 50, nr 10, 1958, s. 611–615.
2. McMaster, G. S. och W. W. Wilhelm. ”Growing Degree-Days: One Equation, Two Interpretations.” Agricultural and Forest Meteorology, vol. 87, nr 4, 1997, s. 291–300.
3. Baskerville, G. L. och P. Emin. ”Rapid Estimation of Heat Accumulation from Maximum and Minimum Temperatures.” Ecology, vol. 50, nr 3, 1969, s. 514–517.