成長度日

生育度日（GDD）は生育度単位（GDU）とも呼ばれ、生物季節学における経験的ツールです。GDDは、花が咲く日、昆虫が休眠から目覚める日、作物が成熟する日など、植物や動物の発育速度を予測するために園芸家、庭師、農家が使用する熱蓄積の尺度です。GDDは1735年にレオミュールによって初めて定義されたとされています。^[1]

季節外れの干ばつや病気などの極端な条件がない限り、植物は周囲の温度に大きく影響されながら段階的に成長します。生育度日数は地域の天候を考慮したもので、これにより園芸家は植物が成熟する速度 を予測（または温室では制御）することができます。

湿気などの他の環境要因によるストレスがない限り、多くの植物の発芽から成熟までの発育速度は、毎日の気温によって決まります。植物や昆虫の多くの発育イベントは特定の熱量の蓄積に依存するため、年ごとの気温の違いに関係なく、生育期間中にこれらのイベントがいつ発生するかを予測できます。生育度 (GD) は、作物の種類によって異なる特定のしきい値ベース温度を超える温度度数として定義されます。ベース温度とは、それより低いと植物の成長がゼロになる温度です。GD は、最高気温に最低気温を足し、2 で割り、ベース温度を引いて、毎日計算されます。GDU は、季節の進行に合わせて毎日の GD 寄与を加算することで累積されます。

GDU は、特定の作物の生産に対する地域の適合性を評価する、作物、雑草、さらには昆虫のライフステージの成長段階を推定する、飼料作物の成熟日と刈り取り日を予測する、肥料や農薬散布の最適な時期を予測する、作物の熱ストレスを推定する、植え付け日の間隔を計画して収穫日を分けるなどの目的に使用できます。毎日の最低気温 (夜間) と最高気温 (日中) が成長に与える影響について別々の方程式を使用する作物固有の指標は、作物熱単位 (CHU) と呼ばれます。

^{GDDは、基準温度[2]} T_ベース（植物の種類によって異なります。ベースラインのセクションを参照）を超える温度の積分によって計算されます。

${\displaystyle {\text{GDD}}=\int (T(t)-T_{\mathrm {base} })dt}$      （ここで積分は の期間にわたって行われます）。${\displaystyle T(t)>T_{\mathrm {base} }}$

より単純でほぼ同等の公式では、 T_ベースと比較した毎日の最高気温と最低気温の平均を使用して、特定の日の度日を計算します。方程式として:

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

最小温度T _{min が}T _baseより低い場合、次の 2 つのバリエーションが存在します。

• バリアント A: を変更しないでください。 の場合のみ、 を設定します。結果の GDD は 0 になります。これは次のように簡潔に記述できます。${\displaystyle T_{\mathrm {min} }}$${\displaystyle (T_{\mathrm {max} }+T_{\mathrm {min} })/2<T_{\mathrm {base} }}$${\displaystyle (T_{\mathrm {max} }+T_{\mathrm {min} })/2=T_{\mathrm {base} }}$${\displaystyle {\text{GDD}}=\max {\left({\frac {T_{\mathrm {max} }+T_{\mathrm {min} }}{2}}-T_{\mathrm {base} },0\right)}}$

• バリアントB:変更${\displaystyle T_{\mathrm {min} }<T_{\mathrm {base} }}$${\displaystyle T_{\mathrm {min} }=T_{\mathrm {base} }}$

GDD は通常、冬の最低気温から測定されます。T_{ベースを下回る気温は、平均を計算する前に}T_ベースに設定されます。同様に、最高気温は通常30 °C に制限されます。これは、ほとんどの植物や昆虫はそれ以上の温度では成長が速くならないためです。ただし、温帯や熱帯の植物の中には、果実や種子を成熟させるために 30 °C を超える日数を必要とするものもあります。

たとえば、最高気温が 23 °C、最低気温が 12 °C (ベースが 10 °C) の日は、7.5 GDD になります。

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

2 番目の例として、最高気温が 13 °C、最低気温が 5 °C (ベースが 10 °C) の日は、次のようになります。

• バージョン A: 0 GDD、次のように: )${\displaystyle \max((13+5)/2-10,0)=0}$
• バージョン B: 1.5 GDD は次のようになります:${\displaystyle (13+10)/2-10=1.5}$

昆虫の発育と生育度日数は、有機または生物による害虫駆除やその他の害虫駆除方法を使用するタイミングを計るために、一部の農家や園芸家によっても利用されており、害虫が最も脆弱な時点で手順や処理を適用しています。例:

• クロヨトウムシの幼虫は、GDD 165 で経済的損害を引き起こすほど大きく成長し始めている。
• ツツジレースバグはGDD約130で出現します
• ツゲノカミキリはGDD250あたりに出現する

現在、多くの養蜂家が生育度日とミツバチのコロニーのライフサイクルとの相関関係を研究している。^[3]

最適な基本温度は、多くの場合、対象となる植物や昆虫のライフサイクルに基づいて実験的に決定されます。作物の一般的な基本温度は、冷涼期の植物の場合は 5 °C、暖期の植物とほとんどの昆虫の発育の場合は 10 °C です。

• 4.5 °C小麦、大麦、ライ麦、オート麦、亜麻仁、レタス、アスパラガス、^[4]「缶詰用」^[5]
• 8℃ヒマワリ、ジャガイモ^[4]
• 10℃トウモロコシ（スイートコーンを含む）、ソルガム、米、大豆、トマト、コーヒー、^[6] ブドウ、インゲン豆、ライマメ^{[4] [5]}
• 30 °C USDAはGDDで30 °C以上の熱帯を測定します。多くの植物にとって、これは種子の成熟に重要です。たとえば、ヨシ（Phragmites）は、生存可能な種子を成熟させるために、この温度に達するのに少なくとも数日かかります。

• 6 °Cストークボーラー
• 7 °Cコーンルートワーム
• 9 °Cアルファルファゾウムシ
• 10 °C クロヨトウムシ、ヨーロッパアワノメイガ、木本植物の昆虫およびダニ害虫の標準基準
• 11 °Cグリーンクローバーワーム

植物によっては、生育するために一定の最低温度を必要とするだけでなく、それよりも高い温度の閾値を超えると生育が止まるものもあります。このような場合、修正生育度日が使用されます。生育度日は、まず低い基準値で計算され、次に高い基準値で計算され、その値が差し引かれます。トウモロコシがその一例です。トウモロコシは 10 °C で生育を開始し、30 °C で生育が止まるため、30 °C を超える生育度日はカウントされません。^[4]

GDD は摂氏または華氏で計算できますが、適切に変換する必要があります。つまり、9 GDD ^{Fごとに 5 GDD C}があり、変換計算では次のようになります。

GDD ^C = 5/9 * GDD ^F

国際単位系に準拠した同等の単位はケルビン秒です。ケルビン秒の量は、対応する度日よりも 4 桁大きくなります( 1 摂氏度日は 8.64×10 4 ^K  ·s、1 華氏度日は 4.8×10 ⁴  K·s)。

• 学位の日
• 成長期
• 暖房度日
• 天候デリバティブ
• ウィンクラースケール
• フェノロジー

 この記事には、Jasper Womachのパブリック ドメイン資料が組み込まれています。議会向け報告書: 農業: 用語、プログラム、法律の用語集、2005 年版。議会調査局。

• 成長度日計算の例を使ったわかりやすい説明
• 米国の主要都市の今年これまでの GDD
• ブドウに必要なGDDの表
• 選択された作物の成熟段階に応じたGDD
• マサチューセッツ大学アマースト校エクステンション、総合的害虫管理ツール、ウェブサイトは 2005 年 1 月にアクセス
• オンライン GDD 計算機
• スポーツスタジアムやゴルフコースの芝生生育度日計算機