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Enthüllung der Auswirkungen der Lichtintensität auf den Cannabisertrag, die Potenz und die Photosynthese beim Innenanbau

Einführung

Die rasch expandierende Cannabisindustrie hat zu einem Anstieg der Forschung geführt, die darauf abzielt, das Wachstum und die Produktion dieser vielseitigen Pflanze zu optimieren. Ein entscheidender Aspekt des Cannabisanbaus, insbesondere in Innenräumen, ist die Auswirkung der Lichtintensität auf den Ertrag, die Blattphotosynthese, die phänotypische Ausprägung, die Attraktivität des Beutels, das Kundenerlebnis und letztlich den Preis pro Pfund. Eine bahnbrechende Studie mit dem Titel "Cannabis Yield, Potency, and Leaf Photosynthesis Respond Differently to Increasing Light Levels in an Indoor Environment" (Cannabis-Ertrag, Potenz und Blatt-Photosynthese reagieren unterschiedlich auf steigende Lichtstärken in einer Innenraum-Umgebung) wirft ein Licht auf die komplexe Beziehung zwischen der Beziehung zwischen Ihrer vertikalen Regallösung, der Wahl der Beleuchtung und der Gesundheit der Cannabispflanze. In diesem Blog-Beitrag tauchen wir tief in die Ergebnisse dieser Studie ein und untersuchen die Auswirkungen für Cannabisanbauer, die die Produktivität ihrer Ernte maximieren und die verfügbaren Technologien und Werkzeuge optimieren möchten, um ihren Betrieb zukunftssicher zu machen.

Die Wissenschaft des Lichts verstehen

Licht ist einer der wichtigsten Faktoren beim Cannabisanbau, aber es existiert nicht in einem Vakuum. Seine Intensität und Effektivität wird von anderen wichtigen Parametern des Pflanzenwachstums und der Gestaltung der Anlage, wie z. B. den Abständen zwischen den Ebenen, beeinflusst. Wie Sie wissen, liefert Licht Energie für die Photosynthese, den Prozess, bei dem Pflanzen Lichtenergie in chemische Energie umwandeln, um Nahrung zu produzieren. Die Photosynthese ist für das Pflanzenwachstum unerlässlich, aber die Lichtmenge, die die Pflanzen erhalten, wirkt sich direkt auf ihr Wachstum und ihre Entwicklung aus und wird durch den Abstand der Pflanzen zu den Lichtquellen bestimmt.

Cannabispflanzen benötigen für ihr Wachstum eine bestimmte Art von Licht, die als photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) bezeichnet wird. PAR ist das Lichtspektrum, das Pflanzen für die Photosynthese nutzen, und umfasst traditionell Wellenlängen zwischen 400 und 700 Nanometern (nm). Neuere Studien haben diese Vorstellung in Frage gestellt, indem sie die Auswirkungen von NIR, FIR und UV in Kombination mit PAR gemessen haben. Hier geht es jedoch um die Auswirkungen des nutzbaren Lichts auf der Ebene der Pflanze, wie wir sie kennen, und das wird in PPFD oder Photosynthetic Photon Flux Density gemessen. Der PPFD wird in vertikalen Anbauumgebungen stark durch die Abstände zwischen den Etagen beeinflusst, und der kombinierte Wertbeitrag von Beleuchtung und Regalen sollte in der Planungsphase berücksichtigt werden.

Die wichtigsten Ergebnisse der Studie

Ziel der Studie war es, die Auswirkungen unterschiedlicher Lichtintensitäten auf den Cannabisertrag, die Potenz und die Photosynthese der Blätter in Innenräumen zu untersuchen. Die Forscher setzten Cannabispflanzen verschiedenen Lichtstärken aus und analysierten sorgfältig die daraus resultierenden Veränderungen des Ertrags, des Cannabinoidgehalts und der Photosyntheseraten. Die wichtigsten Ergebnisse der Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  1. Ertrag: Die Forscher fanden heraus, dass der Cannabisertrag mit steigender Lichtintensität zunahm. Dies deutet darauf hin, dass höhere Lichtstärken zu einem besseren Wachstum und einer höheren Produktivität von Cannabispflanzen in Innenräumen beitragen können. Die Beziehung zwischen Lichtintensität und Ertrag erwies sich als linear, was auf einen proportionalen Anstieg des Ertrags bei höherer Lichtintensität hindeutet, vorausgesetzt, dass alle 10 Kardinalparameter des Pflanzenwachstums im Verhältnis zur Blatttemperatur und PPFD gesteuert werden.
  2. Potenz: Die Potenz der Cannabispflanzen variierte bei unterschiedlichen Lichtintensitäten. Einige Lichtstärken führten zu einem höheren THC-Gehalt, während andere zu einem Anstieg des CBD-Gehalts und der Produktion bestimmter Terpene führten. Die Beziehung zwischen Lichtintensität und Potenz war nicht linear, was darauf hindeutet, dass die Optimierung der Lichtbedingungen für die Potenz ein komplexer Prozess ist. Diese Komplexität könnte auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass verschiedene Cannabinoide unterschiedliche Biosynthesewege haben und durch Umweltbedingungen unterschiedlich beeinflusst werden können und dass die Auswirkungen des Spektrums kulturspezifisch sind.
  3. Photosynthese der Blätter: Die Studie ergab, dass die Photosyntheserate in Cannabisblättern bis zu einem bestimmten Punkt mit der Lichtintensität zunahm. Jenseits dieses Punktes begann die Photosyntheserate zu sinken, was auf Faktoren wie Photorespiration oder Photoinhibition und die Unfähigkeit zurückzuführen sein könnte, den Luftstrom und die CO2-Zufuhr effektiv zu steuern oder die gewünschten Temperatur- und Feuchtigkeitssollwerte aufrechtzuerhalten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass es einen optimalen Lichtintensitätsbereich für die Maximierung der Photosynthese bei Cannabispflanzen gibt, der jedoch mit dem Luftstrom, der CO2-Zufuhr, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und anderen Faktoren zusammenhängt, die die Vitalität der Pflanzen beeinflussen.

Auswirkungen des Lichtabstands auf Cannabispflanzen

  1. Der Abstand zwischen der Lichtquelle und den Cannabispflanzen kann sich erheblich auf die Gesundheit, das Wachstum und den Ertrag der Pflanzen auswirken und ein wichtiger limitierender Faktor für die Produktion sein. Die Lichtintensität nimmt mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle ab. Daher ist ein angemessenes Management des Lichtabstands und des Abstands zwischen den einzelnen Etagen im Verhältnis zu Ihrer vertikalen Regallösung entscheidend, um sicherzustellen, dass die Pflanzen ausreichend Licht für die Photosynthese und die Entwicklung erhalten.
  2. Lichtverteilung und Gleichmäßigkeit: Die Einhaltung eines angemessenen Abstands zwischen der Lichtquelle und den Pflanzen trägt zu einer gleichmäßigen Lichtverteilung im Pflanzendach bei. Dies ist entscheidend für ein gleichmäßiges Wachstum und die Maximierung der Effizienz Ihrer photonischen Energiequelle, da eine ungleichmäßige Lichtverteilung zu einer ungleichmäßigen Entwicklung und einem ungleichmäßigen Ertrag der Pflanzen sowie zu Energieverschwendung führen kann.
  3. Lichtintensität: Der Abstand zwischen der Lichtquelle und den Pflanzen kann die Lichtintensität beeinflussen, die von den Pflanzen aufgenommen wird. Eine unzureichende Lichtintensität kann zu einer verringerten Photosynthese, einem langsameren Pflanzenwachstum, einer verringerten Produktion sekundärer Stoffwechselprodukte und zur Entstehung von Krankheitsüberträgern führen. Auch eine zu hohe Lichtintensität kann zu Lichtverbrennungen, Photobleiche und Photoinhibition führen und sich negativ auf Transpiration, Pflanzengesundheit und Ertrag auswirken.
  4. Temperatur: Der Lichtabstand kann sich auch auf die Temperatur der Pflanzen auswirken, da das Licht Wärme abgibt und die Blatttemperatur beeinflusst. Durch die Einhaltung eines angemessenen Abstands werden die Blattbedingungen homogenisiert, so dass versierte Anbauer VPD effektiv nutzen können. Dies ermöglicht die Verfeinerung von SOPs, konsistente Ergebnisse und geeignete Aktionspläne, die das Risiko verringern und die Leistung steigern.

 

Licht und Cannabiserträge

Lichtintensität (PPFD) und Lichtdauer (DLI) sind zwei der wichtigsten Faktoren, die sich auf den Cannabisertrag auswirken, und sie werden durch die Racking-Lösung, in die Sie investieren, beeinflusst. Wenn Cannabispflanzen mehr Licht erhalten, produzieren sie mehr Energie durch Photosynthese, was zu einem höheren Wachstum und Ertrag führt.

Es geht jedoch nicht nur darum, mehr Licht zur Verfügung zu stellen. Auch der Abstand zwischen der Lichtquelle und den Pflanzen spielt eine entscheidende Rolle für den Cannabisertrag und die Lichtintensität, die als PPFD gemessen wird. Wenn die Lichtquelle zu weit von den Pflanzen entfernt ist, nimmt die Intensität des Lichts, das die Blätter erreicht, ab, die Pflanzen strecken sich, werden schwach und diese Verringerung der Pflanzenvitalität führt zu geringeren Erträgen und wirkt sich negativ auf die KPIs aus, die die Geschäftsentscheidungen bestimmen.

Befindet sich die Lichtquelle hingegen zu nahe an den Pflanzen, kann dies zu Hitzestress führen, die VPD unkontrollierbar machen, Phototoxizität und Photo-Belching verursachen und die medizinische Wirksamkeit und das Erholungserlebnis für den Endverbraucher verringern. Daher ist es wichtig, den optimalen Abstand zwischen den Lichtquellen zu finden, um die phänotypische Ausprägung und die Produktion von Sekundärmetaboliten zu optimieren und die Gesamteffizienzkennzahlen zu steigern.

Die Bedeutung der richtigen Abstände zwischen den Etagen in mehrstufigen vertikalen Anbausystemen

Bei mehrstöckigen vertikalen Anbausystemen ist es von entscheidender Bedeutung, den Abstand zwischen Lichtquellen und Pflanzen sowie den Abstand zwischen den Stöcken zu steuern. Richtige Abstände zwischen den Etagen tragen dazu bei, dass jede Etage ausreichend Licht erhält, der Lichtübergang optimiert wird und Raum für einen Luftstrom vorhanden ist, der eine konvektive Kühlung ermöglicht. Einige Faktoren, die bei der Bestimmung der geeigneten Abstände zwischen den Ebenen zu berücksichtigen sind, sind:

  1. Lichtart und -intensität: Die verschiedenen Beleuchtungstypen haben unterschiedliche Wattstärken, PPF und empfohlene Abstände zum Pflanzendach. Die Anbauer sollten die spezifischen Lichtanforderungen ihrer Pflanzen und die Eigenschaften ihrer Beleuchtungssysteme berücksichtigen, wenn sie die Abstände zwischen den Ebenen festlegen.
  2. Pflanzengröße und Wachstumsstadium: Die Größe und das Wachstumsstadium der Cannabispflanzen können den erforderlichen Lichtabstand und die Lichtintensität beeinflussen. Kleinere Pflanzen oder Pflanzen im Vegetationsstadium können engere Lichtabstände erfordern, während größere Pflanzen oder Pflanzen im Blühstadium größere Abstände benötigen, um Überfüllung oder Lichtverbrennungen zu vermeiden. Auch die Lichtintensität in Verbindung mit dem Luftstrom und fortschrittlichen Pflanzensteuerungsmethoden kann das Wurzelwachstum, den Stammdurchmesser, den Internodienabstand und die Ausdehnung der Pflanze beeinflussen und sogar die Seneszenz auslösen.
  3. Temperatur und Luftstrom: Ein angemessener Abstand zwischen den einzelnen Etagen kann dazu beitragen, im gesamten Anbauraum eine optimale Temperatur und einen optimalen Luftstrom aufrechtzuerhalten, indem der gesamte Luftaustausch erleichtert, anaerobe Räume verhindert und Mikroklimata gemildert werden. Dies ist wichtig, um Hitzestress zu vermeiden, einen effizienten Gasaustausch zu fördern und das Risiko von Schimmel und Mehltau zu minimieren.

Auswirkungen für Cannabisanbauer

Die Ergebnisse dieser Studie haben erhebliche Auswirkungen auf die Optimierung des Cannabisanbaus in Innenräumen und den Bau von Anlagen, die trotz der Wahl der Sorte effizient arbeiten können. Durch ein besseres Verständnis der Auswirkungen der Lichtintensität auf Ertrag, Potenz und Photosynthese können die Anbauer Strategien zur Maximierung der Pflanzenproduktivität und der Produktion von Sekundärmetaboliten entwickeln. Im Folgenden werden einige praktische Anwendungen der Ergebnisse der Studie für Cannabisanbauer vorgestellt:

  1. Optimierung des Ertrags: Die Landwirte können die Beleuchtungsstärke anpassen, um ein Gleichgewicht zwischen der Maximierung des Ertrags und der Minimierung des Energieverbrauchs zu erreichen, was zu einem effizienten Betrieb führt. Dazu gehört eine granulare Datenerfassung, die die Auswirkungen von Umweltkontrolle und PPFD pro Wachstumsstadium mit der Produktion verknüpft und den Preis pro Pfund und die Rentabilität im Laufe der Zeit verfolgt.
  2. Maßgeschneiderte phänotypische Ausprägung: Anbauer, die den THC-Gehalt, die Attraktivität des Beutels, die Farbe, die Reduzierung des Fuchsschwanzes oder die Morphologie ihrer Pflanzen optimieren möchten, können mit verschiedenen Lichtstärken experimentieren, um die optimalen Bedingungen für die Maximierung der gewünschten Ergebnisse zu ermitteln. Dies kann die Anpassung der Lichtintensität, die Steuerung des Abstands der Pflanzen zum Licht, die Steuerung des Spektrums oder der Photoperiode beinhalten, um die Biosynthese zu beeinflussen und die KPIs und Metriken zu steuern, die jede Anlage zur Bestimmung des Geschäftserfolgs verwendet.
  3. Maximierung der Photosynthese: Um die Photosynthese zu optimieren und ein gesundes Pflanzenwachstum zu fördern, sollten die Anbauer die optimale PPFD je nach Sorte und Wachstumsstadium anstreben. Die meisten ernsthaften Anbauer streben 600-800 PPFD in der vegetativen Phase und 1000-1200 PPFD in der Blütephase an. Dies kann stark variieren, da einige Züchter bis zu 400 PPFD in der Vegetationsphase und bis zu 1400 PPFD in der Blütephase anstreben. Eine Gemeinsamkeit ist, dass die Wissenschaft uns gezeigt hat, dass eine Blatttemperatur zwischen 78-82°F optimal ist, um die Stoffwechselrate einer Cannabispflanze zu optimieren und sie die meiste Energie verbrauchen, die meisten Gase austauschen und am schnellsten trinken und essen zu lassen. Es stimmt, dass die Blatttemperaturen gezielt gesteuert werden können, um eine Ausdehnung zu verhindern, die Transpiration zu beeinflussen, die Anthocyanproduktion zu signalisieren und vieles mehr, aber diese Anbaulenkungstaktiken sind eine heikle Abwägung von Risiko und Nutzen und sollten nur auf kommerzieller Ebene durchgeführt werden, wenn die Ergebnisse erwünscht sind. Einer der größten einschränkenden Faktoren, der die Fähigkeit des Anbaubetriebes zur Anpassung der PPFD während des Wachstums einschränkt, ist der Abstand zwischen den einzelnen Ebenen. Zu viel Platz und eine zu schwache Beleuchtung führen dazu, dass die Pflanzen nicht die gewünschte Leistung erbringen, während zu wenig Platz die Pflanzen dazu zwingt, ins Licht zu wachsen und unerwünscht zu werden.
  4. Umfassende Anbaustrategien: Während die Studie die Bedeutung der Lichtintensität beim Cannabisanbau hervorhebt, darf nicht vergessen werden, dass auch andere Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Nährstoffverfügbarkeit, Drainage, Luftstrom und kulturelle Praktiken eine Rolle für das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen spielen. Die Anbauer sollten beim Cannabisanbau einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen und alle relevanten Faktoren berücksichtigen, um den Ertrag, die Potenz und die allgemeine Gesundheit der Pflanzen zu optimieren. Es ist wichtig, dass Anbauer und Besitzer sich Gedanken darüber machen, wie sie die von ihnen gekauften Geräte und Technologien einsetzen, damit sie das Beste aus jeder Investition herausholen.

Herausforderungen und künftige Forschungsrichtungen

Obwohl die Studie wertvolle Einblicke in die Auswirkungen der Lichtintensität auf den Cannabisertrag, die Potenz und die Photosynthese liefert, gibt es noch viele unbeantwortete Fragen und Herausforderungen in diesem Forschungsbereich. Künftige Studien könnten die folgenden Aspekte des Cannabisanbaus untersuchen:

  1. Licht-Spektrum: Die Auswirkungen verschiedener Lichtspektren auf das Wachstum, den Ertrag und die Potenz von Cannabis sind nach wie vor ein aktives Forschungsgebiet. Wenn man versteht, wie bestimmte Wellenlängen des Lichts die Entwicklung der Pflanzen und die Biosynthese von Cannabinoiden beeinflussen, könnten die Anbauer die Beleuchtungsbedingungen genauer anpassen, um die gewünschten Ergebnisse zu optimieren.
  2. Pflanzengenetik: Das Verhältnis zwischen Lichtintensität und Reaktion der Cannabispflanze wird durch die genetische Ausstattung der Pflanze beeinflusst. Denken Sie daran, dass die phänotypische Ausprägung per Definition zu 50 % aus der Genetik und zu 50 % aus Umwelteinflüssen besteht. Zukünftige Forschungen könnten untersuchen, wie verschiedene Cannabissorten auf unterschiedliche Lichtstärken, Luftströmungsgeschwindigkeiten, Drybacks und andere Anbaustrategien reagieren und so wertvolle Informationen für Züchter liefern, die bestimmte Sorten optimieren wollen.
  3. Interaktion von Umweltfaktoren: Die Studie konzentrierte sich auf die Lichtintensität, aber es ist wichtig zu berücksichtigen, wie andere Umweltfaktoren mit der Lichtintensität interagieren, um das Cannabiswachstum, den Ertrag und die Potenz zu beeinflussen. Zukünftige Forschungen könnten diese Wechselwirkungen untersuchen, um ein umfassenderes Verständnis der Faktoren zu erlangen, die den Cannabisanbau in Innenräumen beeinflussen, und um fundiertere Entscheidungen in Bezug auf Luftstrom, Entfeuchtung, PPFD und Etagenabstände zu treffen.

Schlussfolgerung

Die Studie beleuchtet die komplexe Beziehung zwischen Lichtintensität, Abstand zwischen den Ebenen und dem Betrieb einer erfolgreichen Cannabisanbauanlage. Die Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen für Cannabisanbaubetriebe, die möglichst fundierte Entscheidungen über die Zuteilung von Ressourcen und die Nutzung der der Cannabisgemeinschaft zur Verfügung stehenden Instrumente und Technologien treffen wollen. Durch das Verständnis der Auswirkungen der Lichtintensität, der Messung der Intensität und der Bestimmung ihrer Auswirkungen auf diese Schlüsselaspekte der Cannabisproduktion können die Anbauer fundiertere Strategien entwickeln, um ihre Anbaupraktiken zu optimieren und ihre Unternehmen zukunftssicher zu machen.

Während die Cannabisindustrie weiter wächst, spielen Forschungen wie diese eine wichtige Rolle bei der Verbesserung unseres Verständnisses der Faktoren, die den Anbau und die Produktion von Cannabis beeinflussen. Indem sie sich diese Erkenntnisse zu eigen machen, sie unter realen Bedingungen testen und die Anbaupraktiken kontinuierlich verfeinern, können die Anbauer zur kontinuierlichen Entwicklung der Cannabisbranche beitragen und den Verbrauchern Produkte höchster Qualität garantieren.