Pengertian

GDD (Growing Degree Days) adalah pengukuran unit panas (heat unit) yang digunakan untuk mengukur akumulasi panas dari waktu ke waktu, dalam konteks proses biologis untuk mengukur pengaruh suhu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman (fenologi). 

Fenologi tanaman merupakan deskripsi fase tumbuh tanaman dapat dikuantifikasikan menggunakan GDD. Hubungan antara suhu udara dengan laju pertumbuhan tanaman adalah sebuah hubungan yang linier yang berasumsi bahwa laju pertumbuhan tanaman proporsional dengan suhu udara (Gambar 1). 

GDD juga dapat digunakan untuk memprediksi umur tanaman sehingga waktu panen tidak lagi hanya berdasarkan hari setelah tanam tetapi memperhitungkan faktor iklimnya.

Gambar 1. Hubungan antara laju perkembangan tanaman (ds/d) dan suhu. 
Keterangan : To atau Tbase adalah suhu dasar tanaman

Dalam konsep GDD dikenal istilah suhu dasar. Setiap tanaman masing-masing mempunyai suhu dasar. Suhu dasar tanaman, juga dikenal sebagai suhu ambang, adalah suhu terendah di bawahnya tanaman tidak akan tumbuh. 

Tanaman memerlukan sejumlah panas untuk tumbuh dan mencapai fase-fase perkembangan tertentu. Tanaman memerlukan sejumlah unit panas untuk dapat tumbuh dan mencapai fase perkembangan tertentu.

Tabel 1. Suhu dasar tanaman

No Nama tanaman Suhu dasar (°C)
1.
2.
3.
4.
5.		 Jagung (Zea mays L.)
Kacang kedelai (Glycine max L.)
Kacang tanah (Arachis hypogea L.)
Gandum (Triticum aestivum L.)
Kacang kapri (Pisum sativum L.)		 9.8 (0.3)
9.9 (0.5)
13.3 (0.2)
2.6 (0.2)
1.4 (0.5)


Suhu yang dibutuhkan dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman dikenal sebagai suhu kardinal, yaitu meliputi suhu minimum, optimum, dan maksimum (Gambar 2). 

Suhu optimum adalah suhu di mana tanaman tumbuh dan berkembang paling baik, sedangkan suhu minimum adalah suhu terendah di mana tanaman masih dapat bertahan, dan suhu maksimum adalah suhu tertinggi di mana tanaman masih dapat bertahan. 

Suhu kardinal berbeda-beda tergantung pada jenis tanamannya. Suhu di bawah batas maksimum atau di atas optimum tidak baik untuk tanaman, keadaan ini disebut suhu ekstrim.

Gambar 2. Suhu kardinal 

Perhitungan

Untuk menghitung GDD, anda harus mencatat suhu rata-rata terlebih dahulu, dengan menjumlahkan suhu tertinggi (Tmax) dan suhu terendah (Tmin) pada hari itu dan membagi nilai tersebut dengan dua. 

Jika suhu rata-rata berada dalam atau di bawah suhu dasar suatu tanaman  tertentu, maka nilai GDD adalah nol. Jika suhu rata-rata di atas suhu dasar, maka GDD sama dengan nilai suhu rata-rata dikurangi suhu dasar. 

Jika suhu terendah pada hari itu berada di bawah nilai dasar tanaman, gunakan suhu dasar tersebut dalam perhitungan Anda.

GDD dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

GDD =  ∑ [(Tmax + Tmin)/2] - Tbase

Tmax dan Tmin adalah suhu udara maksimum dan suhu udara minimum harian, Tbase adalah suhu dasar tanaman.

Menurut McMaster et al., (1997) ada dua interpretasi yang berbeda dari persamaan dasar GDD. Ada dua metode utama untuk menghitung GDD berdasarkan persamaan dasarnya. 

Metode pertama, menghitung GDD sebagai jumlah suhu harian rata-rata dikurangi suhu dasar. Metode kedua, menghitung GDD sebagai jumlah suhu harian maksimum dan minimum dibagi 2, dikurangi suhu dasar. 

Perbedaan dalam penghitungan GDD dapat berimplikasi pada berbagai aplikasi, termasuk model simulasi dan manajemen tanaman.

Jumlah akumulasi panas yang dibutuhkan antara ambang batas bawah dan atas, untuk tanaman atau organisme berkembang dari satu titik ke titik lain dalam siklus hidupnya dihitung dalam satuan yang disebut derajat hari atau unit panas, yaitu akumulasi waktu dan suhu antara ambang batas perkembangan untuk setiap hari. 

Gambar 3 mengilustrasikan hubungan antara waktu, suhu dan akumulasi GDD. Satu derajat hari adalah satu hari (24 jam) dengan suhu di atas ambang batas perkembangan yang lebih rendah sebesar satu derajat. 

Misalnya, jika ambang batas perkembangan yang lebih rendah untuk suatu organisme adalah 10°C dan suhu tetap 11°C (atau 1° di atas ambang batas perkembangan yang lebih rendah) selama 24 jam, maka akan terakumulasi satu derajat-hari.


Gambar 3. Akumulasi dan ambang batas GDD

Sumber :https://bevine.wine/en/why-growing-degree-days-is-of-such-importance-for-viticulturists/


Manfaat

Di bidang pertanian dan kehutanan, GDD digunakan untuk menggambarkan waktu proses biologis, seperti perkembangan dan pertumbuhan tanaman. 

GDD memberikan cara yang lebih akurat dan andal untuk memprediksi dan memahami peristiwa fenologi dibandingkan dengan pendekatan lain seperti menggunakan waktu dalam setahun atau jumlah hari. 

GDD diterapkan secara luas dalam model tanaman dan sangat penting untuk menentukan waktu penanaman, pemanenan serta praktik manajemen pertanian dan kehutanan lainnya. GDD juga digunakan untuk menghitung tahap perkembangan tanaman atau serangga pengganggu tanaman. 

GDD dapat digunakan untuk menghitung tahap perkembangan tanaman saat ini, membantu prakiraan tanggal tanaman mencapai tahap perkembangan tertentu atau kapan saat panennya.



Perubahan suhu dan GDD

Dampak perubahan iklim akan berpengaruh kuat terhadap tanaman pada unsur perubahan pola curah hujan dan perubahan suhu dari sisi fisiologis tanaman yang akhirnya akan mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman. Perubahan iklim dapat ditandai dengan kenaikan suhu udara, sehingga penelitian pengaruh perubahan iklim terhadap tanaman dapat dimulai dengan mempelajari pengaruh kenaikan suhu udara terhadap laju pertumbuhan tanaman serta produksinya, agar dapat dikembangkan teknik supaya tanaman mampu beradaptasi terhadap perubahan iklim.

Menurut Grigorieva et al., (2010), dampak dari perubahan suhu, berfokus pada analisis hari tumbuh sebagai indikator dampak iklim di wilayah dengan amplitudo suhu udara tahunan yang ekstrem sebagai berikut :

  1. Pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Suhu secara langsung mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan biologis tanaman. Perubahan suhu dapat berdampak pada distribusi, pertumbuhan dan hasil panen.
  2. Manajemen pertanian. Suhu merupakan faktor penting dalam proses manajemen pertanian. Perubahan suhu dapat mempengaruhi kesesuaian tanaman yang berbeda untuk dibudidayakan dan mempengaruhi praktik pertanian.
  3. Perubahan iklim. Perubahan suhu dari waktu ke waktu dapat mengindikasikan tren perubahan iklim yang lebih luas. Tren positif pada suhu dapat menjadi indikasi tren pemanasan secara umum, yang berimplikasi pada lingkungan, pertanian, dan sektor lainnya.
  4. Akumulasi panas untuk perkembangan tanaman. Indeks suhu berdasarkan akumulasi panas digunakan sebagai indikator untuk perkembangan tanaman. Perubahan suhu dapat berdampak pada akumulasi panas yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
  5. Variabilitas dalam sumber daya termal. Perubahan suhu dapat menyebabkan variabilitas sumber daya panas, yang memengaruhi kesesuaian lokasi yang berbeda untuk budidaya tanaman dan kegiatan pertanian.
  6. Implikasi terhadap indeks agroklimat. Perubahan suhu dapat berimplikasi pada indeks agroklimat, yang mempengaruhi penggunaannya sebagai indikator untuk perencanaan dan pengelolaan pertanian.
  7. Dampak pada wilayah yang berbeda. Perubahan suhu dapat bervariasi di berbagai wilayah, mempengaruhi iklim lokal, praktik pertanian dan kesesuaian tanaman tertentu untuk dibudidayakan.


Sumber: 

Web:

https://bevine.wine/en/why-growing-degree-days-is-of-such-importance-for-viticulturists/

https://extension.psu.edu/understanding-growing-degree-days/

Jurnal:

Grigorieva, E.A., Matzarakis, A., de Freitas, C.R. 2010. Analysis of the growing degree days as a climate impact indicator in a region with extreme annual air temperature amplitude. Clim. Res. 42: 143–154.

Manik, T.K., Timotiwu, P.B., and Agustiansyah, Agustiansyah. 2023. Laju Pertumbuhan, Fase Fenologis dan Produksi Tanaman Stroberi (Fragaria Spp.) Di Dataran Rendah dengan Perlakuan Pupuk NPK: Kajian Tentang Adaptasi Tanaman terhadap Perubahan Iklim. Jurnal Agrotek Tropika, 11 (3): 429-435. 

McMaster, S. G. and W. W. Wilhelm .1997. Growing degree-days: one equation, two interpretations. Agric. Forest Meteor, 87:291–300.