مفهوم درجه روز برای رشد گیاه و موجود زنده GDD

.....................................................................................

GDD= (Tmax+Tmiin)/2-Tbase

درجه روز رشد یا GDD یاGrowth Degree Daysچیست؟ اجازه دهید قبل بیان مفهوم درجه روز رشد رابطه درجه حرارت و میزان یا نرخ رشد موجودات زنده را به طور خلاصه توضیح دهیم. میزان یا نرخ رشد بسیاری از موجودات زنده در وحله اول توسط درجه حرارت کنترل می شود. شکل سمت چپ نشانگر واکنش کلی یا عمومی میزان یا نرخ رشد با ازاء افزایش درجه حرارت است. فرآیند رشد از یک درجه حرارت حداقل شروع می شود که در این شکل به عنوان مثال این حداقل درجه حرارت 50 درجه فارنهایت مدنظر قرار گرفته است. میزان نمو با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد تا آنجایی که به حداکثر میزان خود می رسد، به درجه حرارتی که حداکثر رشد در آن به وقوع می پیوندد درجه حرارت بهینه می گویند،............ 

واکنش میزان یا نرخ رشد به ازاء تغییر درجه حرارت

به درجه حرارتی که حداکثر رشد در آن به وقوع می پیوندد درجه حرارت بهینه می گویند، در شکل فوق درجه حرارت بهینه یا اپتیمم 80 درجه فارنهایت است. با افزایش درجه حرارت به بیش از درجه حرارت بهینه میزان یا نرخ رشد دوباره کاهش می یابد. در واقع واکنش مراحل مختلف رشد اکثر موجودات زنده به درجه حرارت از الگویی به مانند منحنی فوق تبعیت می کند با این تفاوت نه تنها درجه حرارت حداقل، بهینه و حداکثر از یک موجود زنده به موجود زنده دیگر متفاوت است بلکه این درجه حرارت ها برای مراحل و واکنش هایی که در داخل بدن یک موجود زنده اتفاق می افتند نیز متفاوت خواهد بود. بنابراین براساس مطالب فوق زمانی که دما کنترل کننده میزان یا نرخ رشد یک موجود زنده یا یک فرآیند است میزان یا نرخ نمو آن موجود زنده یا فرآیند توسط یک سیستم درجه روز رشد یا همان GDD یا Growth degree day یا واحدهای گرمایی (Heat Units) مشخص می شود. حال فرمول درجه روز رشد یا GDD را معرفی نموده و بیشتر به مفهوم و کاربرد آن می پردازیم. درجه روز رشد یا GDD بر اساس فرمول زیر محاسبه می شود...............
GDD= (Tmax+Tmiin)/2-Tbase
در فرمول درجه روز رشد Tmax دمای بیشینه روزانه یا همان حداکثر دمای روزانه، Tmin دمای کمینه روزانه یا همان حداقل دمای روزانه و Tbase درجه حرارت پایه یا Base Tamprature است...........

جدول درجه حرارت روزهای یکشنبه تا شنبه یک منطقه

فرض کنید حداقل دمای لازم برای آغاز یک مرحله نموی در یک موجود زنده مثلا آغاز گلدهی یک گیاه یا تفریخ تخم های یک حشره 10 درجه سانتی گراد است و در دمای بالاتر از 30 درجه سانتی گراد آن مرحله نموی یعنی گل دهی آن گیاه یا تفریخ تخم آن حشره متوقف خواهد شد. بنابراین به دماهای 10 و 30 درجه مذکور دماهای آستانه می گویند. پس درجه حرارت پایه یا Tbase برای آغاز این مرحله نموی 10 درجه سانتی گراد است. حال به عنوان مثال پژوهش ها نشان داده اند که آن گیاه برای این که وارد گل دهی شود و یا آن حشره برای این که لاروهایش از تخم تفریخ شود به 58 درجه روز رشد یا GDD نیازمند است. برای درک این موضوع به مثال زیر توجه کنید. فرض کنید بر اساس داده های هواشناسی یک منطقه برای روزهای یکشنبه تا شنبه هفته بعد درجه حرارت های به شرح جدول سمت چپ به ثبت رسیده است...............
حال بر اساس جدول فوق درجه روز DD را برای هر روز محاسبه می کنیم، تا در نهایت از مجموع درج روز یا DD های به دست آمده درجه روز رشد یا GDD را محاسبه کنیم.
درجه روز برای روز یک شنبه: حداکثر دمای روز یک شنبه 22 و حداقل آن 18 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 20 درجه سانتی گراد خواهد بود. حال 10 را به عنوان دمای پایه از میانگین دمای این روز یعنی 20 کم می کنیم. پس درجه روز برای روز یکشنبه معادل 10 خواهد بود.............
GDD= (Tmax+Tmiin)/2-Tbase
DD= (20+18)/2-10=10
درجه روز برای روز دوشنبه: حداکثر دمای روز دوشنبه 28 و حداقل آن 18 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 23 درجه سانتی گراد خواهد بود. حال 10 را به عنوان دمای پایه از میانگین دمای این روز یعنی 23 کم می کنیم. پس درجه روز برای روز یکشنبه معادل 13 خواهد بود..............
DD= (28+18)/2-10=13
درجه روز برای روز سه شنبه: حداکثر دمای روز سه شنبه 34 و حداقل آن 30 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 32 درجه سانتی گراد خواهد بود. یکی از نکات مهم در محاسبه درجه روز رشد یا GDD همین جا پنهان شده است. از آنجایی که میانگین دمای روز بیشتر از حداکثر دمای آستانه یعنی 30 درجه سانتی گراد است بنابراین 2 درجه اضافی در میانگین دمای روزانه به درد فرآیند مذکور یعنی گل دهی نخواهد خورد بنابراین در چنین وضعیتی یعنی در صورتی که میاگین دمای یک روز بیشتر از حداکثر دمای آستانه باشد به جای میانگین به دست آمده از همان حداکثر دمای آستانه استفاده خواهیم کرد. پس در این روز بجای کم کردن 10 از 32، عدد 10 را از 30 کم خواهمی کرد، در این صورت درجه روز برای روز سه شنبه معادل 20 خواهد بود.
درجه روز برای روز چهارشنبه: حداکثر دمای روز چهارشنبه 25 و حداقل آن 17 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 21 درجه سانتی گراد خواهد بود. حال 10 را به عنوان دمای پایه از میانگین دمای این روز یعنی 21 کم می کنیم. پس درجه روز برای روز یکشنبه معادل 11 خواهد بود...............
DD= (25+17)/2-10=21
درجه روز برای روز پنج شنبه: حداکثر دمای روز پنج شنبه 20 و حداقل آن 8 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 14 درجه سانتی گراد خواهد بود. حال 10 را به عنوان دمای پایه از میانگین دمای این روز یعنی 14 کم می کنیم. پس درجه روز برای روز یکشنبه معادل 4 خواهد بود...............
DD= (20+8)/2-10=14
درجه روز برای روز جمعه: حداکثر دمای روز جمعه 10 و حداقل آن 8 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 9 درجه سانتی گراد خواهد بود. نکته مهم دیگر در محاسبه درجه روز رشد یا GDD همین جا مطرح می شود. از آنجایی که میانگین دمای روز کمتر از حداقل دمای آستانه یا همان دمای پایه است (معادل 10 درجه سانتی) بنابراین میانگین 9 درجه سانتی گراد هیچ نقشی در فرآیند مذکور یعنی گل دهی یا تفریخ تخم نخواهد داشت. بنابراین در چنین وضعیتی یعنی در صورتی که میاگین دمای یک روز کمتر از حداقل دمای آستانه یا همان درجه حرارت پایه باشد میانگین به دست آمده را در محاسبه GDD اعمال نخواهیم کرد یعنی به جای آن در محاسبه GDD از مقدار صفر استفاده خواهیم کرد.
درجه روز برای روز شنبه: حداکثر دمای روز شنبه 12 و حداقل آن 6 درجه سانتی گراد است. پس میانگین دما برابر با 9 درجه سانتی گراد خواهد بود. نکته مهم دیگر در محاسبه درجه روز رشد یا GDD همین جا مطرح می شود. پس در روز شنبه نیز همان شرایط روز جمعه مطرح است.
حال به محاسبه درجه روز رشد یا GDD می پردازیم............
GDD= (10+13+20+11+4+0+0)=58
از آنجایی که بر اساس مثال فوق ورود به گل دهی یا تفریخ تخم های حشره نیازمند 58 درجه روز رشد بود، و از آنجایی که این میزان درجه روز رشد در مدت 7 روز تامین شد، بنابراین گیاه بعد از 7 روز یعنی در انتهای روز شنبه وارد گل دهی خواهد شد و یا این که تخم های حشره در انتهای روز شنبه از تخم خارج خواهند شد. یعنی ما در این 7 روز به درجه روز رشد مورد نیاز دست یافتیم.............