Grados-día en crecimiento

grados día de crecimiento (GDD), también llamados grados día de crecimiento (GDU), son una herramienta heurística en fenología. Los GDD son una medida de acumulación de calor utilizada por horticultores, jardineros y agricultores para predecir las tasas de desarrollo de plantas y animales, como la fecha en que florecerá una flor, emergerá un insecto del letargo o alcanzará la madurez un cultivo. Se cree que GDD fue definido por primera vez por Reaumur en 1735.

Introducción

En ausencia de condiciones extremas, como sequías fuera de temporada o enfermedades, las plantas crecen de forma gradual y acumulativa, lo que está fuertemente influenciado por la temperatura ambiente. Los grados día de crecimiento tienen en cuenta aspectos del clima local y permiten a los jardineros predecir (o, en invernaderos, incluso controlar) la evolución de las plantas. ritmo hacia la madurez.

A menos que otros factores ambientales como la humedad lo estresen, la tasa de desarrollo desde la emergencia hasta la madurez de muchas plantas depende de la temperatura diaria del aire. Debido a que muchos eventos de desarrollo de plantas e insectos dependen de la acumulación de cantidades específicas de calor, es posible predecir cuándo deberían ocurrir estos eventos durante una temporada de crecimiento independientemente de las diferencias de temperatura de un año a otro. Los grados de crecimiento (GD) se definen como el número de grados de temperatura por encima de un cierto umbral de temperatura base, que varía entre las especies de cultivos. La temperatura base es aquella temperatura por debajo de la cual el crecimiento de las plantas es cero. Los GD se calculan cada día como la temperatura máxima más la temperatura mínima dividida por 2, menos la temperatura base. Los GDU se acumulan sumando la contribución de GD de cada día a medida que avanza la temporada.

Las GDU se pueden utilizar para: evaluar la idoneidad de una región para la producción de un cultivo en particular; estimar las etapas de crecimiento de cultivos, malezas o incluso etapas de vida de insectos; predecir la madurez y fechas de corte de cultivos forrajeros; predecir el mejor momento para la aplicación de fertilizantes o pesticidas; estimar el estrés térmico en los cultivos; Planifique el espaciamiento de las fechas de siembra para producir fechas de cosecha separadas. Los índices específicos de cultivos que emplean ecuaciones separadas para la influencia de las temperaturas mínima diaria (nocturna) y máxima (diurna) en el crecimiento se denominan unidades de calor de cultivo (CHU).

Cálculo de GDD

GDD se calculan tomando la integral del calor por encima de una temperatura base, T_base (depende del tipo de planta, consulte la sección de referencia):

${displaystyle GDD=int (T(t)-T_{mathrm {base})dt}$ (donde la integración es durante el período de tiempo con ${displaystyle T(t) T_{mathrm {base}$).

Una formulación más simple, aproximadamente equivalente, utiliza el promedio de las temperaturas máximas y mínimas diarias en comparación con una T_base para calcular los grados-día para un día determinado. Como ecuación:

${displaystyle GDD={frac {T_{mathrm {max} }+T_{mathrm {min} }{2}-T_{mathrm.$

Si la temperatura mínima T_min está por debajo de la T_base, existen dos variantes:

• variante A: No cambies ${displaystyle T_{mathrm {min}$. Sólo si ${displaystyle (T_{mathrm {max}+T_{mathrm {min})/2 wonT_{mathrm {base}}$, set ${displaystyle (T_{mathrm {max}+T_{mathrm {min})/2=T_{mathrm {base}}$. El GDD resultante es 0. Esto se puede escribir más compactamente como: ${displaystyle GDD=max {fnMicroc {máx}+T_{mathrm {min} } {2}-T_{mathrm {base},0right)}$

• variante B: Cambio ${displaystyle T_{mathrm {min} ♪♪$ a ${displaystyle T_{mathrm {min} }=T_{mathrm {base}$

Los GDD generalmente se miden desde el mínimo invernal. Cualquier temperatura por debajo de T_base se establece en T_base antes de calcular el promedio. Del mismo modo, la temperatura máxima suele limitarse a 30 °C porque la mayoría de las plantas e insectos no crecen más rápido por encima de esa temperatura. Sin embargo, algunas plantas tropicales y de zonas templadas cálidas necesitan días con temperaturas superiores a 30 °C para madurar frutos o semillas.

Ejemplo del cálculo del GDD

Por ejemplo, un día con una máxima de 23 °C y una mínima de 12 °C (y una base de 10 °C) contribuiría con 7,5 GDD.

${displaystyle {frac {23+12}{2}-10=7.5}$

Como segundo ejemplo, un día con una máxima de 13 °C y una mínima de 5 °C (y una base de 10 °C) contribuiría:

• versión A: 0 GDD, como: ${displaystyle max((13+5)/2-10,0)=0}$)
• versión B: 1.5 GDDs, como: ${displaystyle (13+10)/2-10=11.5-10=1.5}$

Desarrollo de la planta

Control de plagas

Algunos agricultores y horticultores también utilizan el desarrollo de insectos y los grados día de crecimiento para programar el uso de control de plagas orgánico o biológico u otros métodos de control de plagas, de modo que apliquen el procedimiento o tratamiento en el punto en que la plaga es más vulnerable. Por ejemplo:

• Las larvas de corte negro han crecido lo suficientemente grande como para empezar a causar daños económicos en 165 GDD
• Insecto de encaje Azalea emerge a alrededor de 130 GDD
• Folleto de Boxwood emerge a alrededor de 250 GDD

Abejas

Varios apicultores están investigando ahora la correlación entre los grados-día de crecimiento y el ciclo de vida de una colonia de abejas.

Líneas de base

La temperatura base óptima a menudo se determina experimentalmente en función del ciclo de vida de la planta o insecto en cuestión. Los valores de referencia comunes para los cultivos son 5 °C para las plantas de estación fría y 10 °C para las plantas de estación cálida y la mayoría de los insectos.

Cultivos

• 4.5 °C trigo, cebada, centeno, avena, lino, lechuga, espárragos, "propósitos de canje"
• 8 °C girasol, patata
• 10 °C maíz (incluyendo maíz dulce), sorgo, arroz, soya, tomate, café, uvas, frijoles, frijoles lima
• 30 °C el USDA mide las zonas de calor en GDD por encima de 30 °C; para muchas plantas esto es significativo para la maduración de semillas, por ejemplo reed (Fragmitas) requiere al menos algunos días alcanzar esta temperatura para madurar semillas viables

Plagas

• 6 °C Borrador de seda
• 7 °C Corn rootworm
• 9 °C Alfalfa weevil
• 10 °C Roda negra, borretera europea de maíz, base estándar para plagas de insectos y ácaros de plantas leñosas
• 11 °C Green cloverworm

Grados día de crecimiento modificado

En el caso de algunas plantas, no sólo requieren una determinada temperatura mínima para crecer, sino que también dejarán de crecer por encima de un umbral de temperatura más cálido. En tales casos, se utiliza un grado día de crecimiento modificado: los grados día de crecimiento se calculan en la línea base inferior y luego en la línea base superior, que se resta. El maíz es un ejemplo de esto: comienza a crecer a 10 °C y se detiene a 30 °C, lo que significa que cualquier grado-día de crecimiento por encima de 30 °C no cuenta.

Unidades

Los GDD se pueden calcular en grados Celsius o Fahrenheit, aunque se deben convertir adecuadamente; por cada 9 GDD^F hay 5 GDD^C, o en cálculo de conversión:

GDD^C = 5/9 * GDD^F

La unidad equivalente según el Sistema Internacional de Unidades es el kelvin-segundo. Una cantidad de kelvin-segundo es cuatro órdenes de magnitud mayor que el grado día correspondiente (1 grado Celsius día es 8,64×10⁴ K·s; 1 grado Fahrenheit día es 4,8×10⁴ K·s).