Desvelando los efectos de la intensidad de la luz en el rendimiento, la potencia y la fotosíntesis del cannabis cultivado en interior

Introducción

La rápida expansión de la industria del cannabis ha dado lugar a un aumento de la investigación destinada a optimizar el crecimiento y la producción de esta versátil planta. Un aspecto crucial del cultivo de cannabis, sobre todo en interiores, es el impacto de la intensidad de la luz en el rendimiento, la fotosíntesis de las hojas, la expresión fenotípica, el atractivo de las bolsas, la experiencia del cliente y, en última instancia, el precio por libra. Un estudio pionero titulado "Cannabis Yield, Potency, and Leaf Photosynthesis Respond Differently to Increasing Light Levels in an Indoor Environment" (El rendimiento del cannabis, la potencia y la fotosíntesis de las hojas responden de forma diferente al aumento de los niveles de luz en un entorno de interior) arroja luz sobre la compleja relación entre la solución de estanterías verticales, la elección de la iluminación y la salud de la planta de cannabis. En esta entrada del blog, profundizaremos en las conclusiones de este estudio y exploraremos las implicaciones para los cultivadores de cannabis que buscan maximizar la productividad de sus cultivos y optimizar la tecnología y las herramientas disponibles para preparar su negocio para el futuro.

Comprender la ciencia de la luz

La luz es uno de los factores más importantes en el cultivo de cannabis, pero no existe en el vacío. Su intensidad y eficacia se ven influidas por otros parámetros cardinales del crecimiento de las plantas y por las opciones de diseño de las instalaciones, como la separación entre niveles. Como sabes, la luz proporciona energía para la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten la energía luminosa en energía química para producir alimentos. La fotosíntesis es esencial para el crecimiento de las plantas, pero la cantidad de luz que reciben repercute directamente en su crecimiento y desarrollo y viene determinada por la distancia a la que se encuentra una planta de las fuentes de iluminación.

Las plantas de cannabis necesitan un tipo específico de luz para crecer, que se conoce como radiación fotosintéticamente activa (RFA). La PAR es el espectro de luz que las plantas utilizan para la fotosíntesis, e históricamente incluye longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (nm). Estudios recientes han cuestionado esta noción al medir el impacto de la NIR, FIR y UV en combinación con la PAR. Sin embargo, aquí vamos a hablar del impacto de la luz utilizable a nivel de la planta tal y como la conocemos y que se mide en PPFD o Densidad de Flujo Fotónico Fotosintético. La PPFD se ve afectada en gran medida por la separación entre niveles en entornos de cultivo verticales y la propuesta de valor combinada de la iluminación y los bastidores debe comprenderse durante la fase de diseño.

Principales conclusiones del estudio

El objetivo del estudio era evaluar el impacto de las distintas intensidades de luz en el rendimiento, la potencia y la fotosíntesis de las hojas de cannabis en un entorno de interior. Los investigadores expusieron las plantas de cannabis a diferentes niveles de luz y analizaron detenidamente los cambios resultantes en el rendimiento, el contenido de cannabinoides y los índices fotosintéticos. Las principales conclusiones del estudio pueden resumirse como sigue:

1. Rendimiento: Los investigadores descubrieron que el rendimiento del cannabis aumentaba a medida que aumentaba la intensidad de la luz. Esto sugiere que unos mayores niveles de luz pueden contribuir a mejorar el crecimiento y la productividad de las plantas de cannabis en interiores. Se observó que la relación entre intensidad luminosa y rendimiento era lineal, lo que indica un aumento proporcional del rendimiento con el incremento de los niveles de luz, suponiendo que los 10 parámetros cardinales del crecimiento de la planta se controlen en relación con la temperatura de la hoja y la PPFD.
2. Potencia: La potencia de las plantas de cannabis varió según las distintas intensidades de luz. Algunos niveles de luz dieron lugar a un mayor contenido de THC, mientras que otros provocaron un aumento de los niveles de CBD y de la producción de terpenos específicos. La relación entre intensidad luminosa y potencia no fue lineal, lo que indica que la optimización de las condiciones lumínicas para la potencia es un proceso complejo. Esta complejidad puede deberse al hecho de que los distintos cannabinoides tienen diferentes vías biosintéticas y pueden verse influidos de forma diferente por las condiciones ambientales, y a que el impacto del espectro es específico de cada cultivar.
3. Fotosíntesis de las hojas: El estudio descubrió que la tasa de fotosíntesis en las hojas de cannabis aumentaba con la intensidad de la luz hasta cierto punto. A partir de ese punto, la tasa de fotosíntesis empezaba a disminuir, lo que podría deberse a factores como la fotorrespiración o la fotoinhibición y la incapacidad para gestionar eficazmente el flujo de aire, el suministro de CO2 o mantener los valores deseados de temperatura y humedad. Estos resultados sugieren que existe un rango óptimo de intensidad luminosa para maximizar la fotosíntesis en las plantas de cannabis, pero que estará relacionado con el flujo de aire, el CO2, la temperatura, la humedad y otros factores que influyen en la vitalidad del cultivar.

Efectos de la distancia de la luz en las plantas de cannabis

1. La distancia entre la fuente de luz y las plantas de cannabis puede tener un impacto significativo en la salud, el crecimiento y el rendimiento de las plantas, y puede ser un factor limitante importante en la producción. La intensidad de la luz disminuye a medida que aumenta la distancia de la fuente, por lo que la gestión adecuada de la distancia de la luz y el espaciado entre niveles en relación con la solución de estanterías verticales es crucial para garantizar que las plantas reciban la luz adecuada para la fotosíntesis y el desarrollo.
2. Distribución y uniformidad de la luz: Mantener una distancia adecuada entre la fuente de luz y las plantas ayuda a garantizar una distribución uniforme de la luz en toda la cubierta vegetal. Esto es esencial para un crecimiento uniforme y para maximizar la eficiencia de su fuente de energía fotónica, ya que una distribución desigual de la luz puede provocar un desarrollo y un rendimiento desiguales de las plantas y el desperdicio de energía.
3. Intensidad de la luz: La distancia entre la fuente de luz y las plantas puede influir en la intensidad de la luz que reciben las plantas. Una intensidad luminosa insuficiente puede reducir la fotosíntesis, ralentizar el crecimiento de las plantas, reducir la producción de metabolitos secundarios y crear vectores de patógenos. Asimismo, una intensidad de luz excesiva puede provocar quemaduras por luz, fotoblanqueo y fotoinhibición, lo que repercute negativamente en la transpiración, la salud de las plantas y el rendimiento.
4. Temperatura: La distancia de la luz también puede influir en la temperatura que experimentan las plantas, ya que las luces emiten calor y afectan a la temperatura de las hojas. Mantener una distancia adecuada homogeneizará las condiciones de las hojas y permitirá a los cultivadores expertos utilizar la VPD con eficacia. Esto permite perfeccionar los procedimientos normalizados de trabajo, obtener resultados coherentes y elaborar planes de acción adecuados que reduzcan el riesgo y aumenten el rendimiento.

Luz y rendimiento del cannabis

La intensidad de la luz (PPFD) y la duración (DLI) son dos de los factores más importantes que afectan al rendimiento del cannabis y se ven afectados por la solución de trasiego en la que invierta. Cuando las plantas de cannabis reciben más luz, producen más energía a través de la fotosíntesis, lo que conduce a un mayor crecimiento y rendimiento.

Sin embargo, no se trata sólo de proporcionar más luz; la distancia entre la fuente de luz y las plantas también desempeña un papel crucial en el rendimiento del cannabis y la intensidad de la luz medida como PPFD. Cuando la fuente de luz está demasiado lejos de las plantas, la intensidad de la luz que llega a las hojas disminuye, las plantas se estiran, se debilitan y esta reducción de la vitalidad de las plantas se traducirá en un menor rendimiento y tendrá un impacto negativo en los KPI que impulsan las decisiones empresariales.

Por otro lado, cuando la fuente de luz está demasiado cerca de las plantas, puede causar estrés térmico, hacer que la VPD sea imposible de controlar, causar fototoxicidad y foto eructos y reducir la eficacia médica y la experiencia recreativa para el usuario final.... Por lo tanto, es importante encontrar la distancia óptima entre la fuente de luz para optimizar la expresión fenotípica, la producción de metabolitos secundarios e impulsar las métricas generales de eficiencia operativa.

La importancia de las distancias adecuadas entre niveles en los sistemas de cultivo vertical de varios niveles

En los sistemas de cultivo vertical de varios niveles, es fundamental gestionar la distancia entre las fuentes de luz y las plantas, así como la distancia entre los niveles. Las distancias adecuadas entre niveles ayudan a garantizar que cada nivel reciba la luz adecuada, optimiza el cruce de luz y proporciona espacio para el flujo de aire que permite que se produzca la refrigeración por convección. Algunos factores que deben tenerse en cuenta para determinar las distancias adecuadas entre niveles son:

1. Tipo de luz e intensidad: Los distintos tipos de luces tienen diferentes potencias, PPF y distancias recomendadas desde el dosel de la planta. Los cultivadores deben tener en cuenta las necesidades específicas de luz de sus plantas y las características de sus sistemas de iluminación a la hora de determinar las distancias entre niveles.
2. Tamaño de la planta y fase de crecimiento: El tamaño y la fase de crecimiento de las plantas de cannabis pueden influir en la distancia y la intensidad de la luz necesarias. Las plantas más pequeñas o en fase vegetativa pueden requerir distancias de luz más cortas, mientras que las plantas más grandes o en fase de floración pueden necesitar un mayor espaciado para evitar el hacinamiento o la quemadura por luz. Asimismo, la intensidad luminosa combinada con el flujo de aire y las técnicas avanzadas de dirección del cultivo pueden influir en el crecimiento de las raíces, el diámetro del tallo, la separación internodal, el estiramiento de la planta e incluso desencadenar la senescencia.
3. Temperatura y flujo de aire: Las distancias adecuadas entre niveles pueden ayudar a mantener temperaturas y flujos de aire óptimos en todo el espacio de cultivo, facilitando los intercambios de aire en su totalidad, evitando los espacios anaeróbicos y mitigando los microclimas. Esto es esencial para prevenir el estrés térmico, promover un intercambio de gases eficiente y minimizar el riesgo de moho y hongos.

Implicaciones para los cultivadores de cannabis

Las conclusiones de este estudio tienen importantes implicaciones para optimizar el cultivo de cannabis en interiores y construir instalaciones que puedan alcanzar la eficiencia operativa a pesar de la elección del cultivar. Al comprender mejor los efectos de la intensidad de la luz sobre el rendimiento, la potencia y la fotosíntesis, los cultivadores pueden desarrollar estrategias para maximizar la productividad de las plantas y la producción de metabolitos secundarios. He aquí algunas aplicaciones prácticas de las conclusiones del estudio para los cultivadores de cannabis:

1. Optimización del rendimiento: Los cultivadores pueden ajustar los niveles de luz para lograr un equilibrio entre la maximización del rendimiento y la minimización del consumo de energía que conduce a la eficiencia de la operación. Esto implica una recopilación de datos detallada que vincula los efectos del control medioambiental y la PPFD por fase de crecimiento a la producción y realiza un seguimiento exhaustivo del precio por libra y la rentabilidad a lo largo del tiempo.
2. Adaptación de la expresión fenotípica: Los cultivadores que buscan optimizar el THC, el atractivo de las bolsas, el color, reducir la cola de zorro o controlar la morfología de sus plantas pueden experimentar con diferentes niveles de luz para determinar las condiciones óptimas para maximizar los resultados deseados. Esto puede implicar el ajuste de la intensidad de la luz, la gestión de la distancia de la planta a la luz, el control del espectro o el fotoperiodo para influir en la biosíntesis e impulsar los KPI y las métricas que cada instalación utiliza para determinar el éxito del negocio.
3. Maximizar la fotosíntesis: Para optimizar la fotosíntesis y promover un crecimiento sano de la planta, los cultivadores deben aspirar a la PPFD óptima en relación con el cultivar y la fase de crecimiento. La mayoría de los cultivadores serios aspiran a 600-800 PPFD en la fase vegetativa y 1000-1200 PPFD en la fase de floración. Esto puede variar drásticamente, ya que algunos cultivadores bajan hasta 400 PPFD en vegetativo y suben hasta 1400 PPFD en floración. Una cosa que tienen en común es que para optimizar la tasa metabólica de una planta de cannabis y hacer que utilice la mayor cantidad de energía, intercambie la mayor cantidad de gases, beba y coma al ritmo más rápido... la ciencia nos ha demostrado que una temperatura foliar entre 78-82F es óptima. Es cierto que las temperaturas de la hoja del coler se pueden orientar para evitar el estiramiento, influir en la transpiración, señalar la producción de antocianinas y mucho más, pero estas tácticas de dirección del cultivo son un delicado equilibrio de riesgo y recompensa y sólo se deben aplicar a nivel comercial si los resultados son deseables. Uno de los mayores factores limitantes que inhiben la capacidad de los cultivadores para ajustar la PPFD durante el crecimiento es el espaciado entre niveles. Demasiado espacio y solución lumínica y las plantas rendirán por debajo de lo esperado, mientras que demasiado poco espacio obliga a las plantas a crecer hacia la luz y convertirse en indeseables.
4. Estrategias de cultivo integrales: Aunque el estudio subraya la importancia de la intensidad de la luz en el cultivo de cannabis, es fundamental recordar que otros factores, como la temperatura, la humedad y la disponibilidad de nutrientes, el drenaje, el flujo de aire y las prácticas culturales también desempeñan un papel en el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Los cultivadores deben adoptar un enfoque holístico del cultivo de cannabis, teniendo en cuenta todos los factores relevantes para optimizar el rendimiento, la potencia y la salud general de la planta. Es importante que los cultivadores y propietarios tengan en cuenta cómo utilizan las herramientas y la tecnología que adquieren para sacar el máximo partido de cada inversión.

Retos y futuras líneas de investigación

Aunque el estudio proporciona información valiosa sobre los efectos de la intensidad de la luz en el rendimiento, la potencia y la fotosíntesis del cannabis, aún quedan muchas preguntas sin respuesta y retos en este campo de investigación. Futuros estudios podrían explorar los siguientes aspectos del cultivo de cannabis:

1. Espectro de luz: Los efectos de los distintos espectros de luz sobre el crecimiento, el rendimiento y la potencia del cannabis siguen siendo un área de investigación activa. Comprender cómo influyen determinadas longitudes de onda de la luz en el desarrollo de la planta y la biosíntesis de cannabinoides podría permitir a los cultivadores adaptar las condiciones de iluminación con mayor precisión para optimizar los resultados deseados.
2. Genética de la planta: La relación entre la intensidad de la luz y la respuesta de la planta de cannabis está influenciada por la composición genética de la planta. Recuerda que, por definición, la expresión fenotípica es 50% genética y 50% influencia ambiental. Las investigaciones futuras podrían estudiar cómo responden las distintas variedades o cultivares de cannabis a distintos niveles de luz, velocidades de circulación del aire, secado y otras estrategias de cultivo, proporcionando información valiosa a los cultivadores que buscan optimizar cultivares específicos.
3. Interacción de los factores ambientales: El estudio se centró en la intensidad de la luz, pero es esencial considerar cómo otros factores ambientales interactúan con los niveles de luz para influir en el crecimiento, rendimiento y potencia del cannabis. Futuras investigaciones podrían explorar estas interacciones para proporcionar una comprensión más completa de los factores que afectan al cultivo de cannabis en interiores y tomar decisiones más informadas sobre el flujo de aire, la deshumidificación, la PPFD y el espaciado entre niveles.

Conclusión

El estudio arroja luz sobre la compleja relación entre la intensidad de la luz, la distancia entre niveles y el funcionamiento de una instalación de cultivo de cannabis con éxito. Las conclusiones tienen importantes implicaciones para las empresas de cultivo de cannabis que deseen tomar las decisiones más informadas posibles en relación con la asignación de recursos y el uso de las herramientas y la tecnología a disposición de la comunidad cannábica. Al comprender los efectos de la intensidad de la luz, cómo medirla y cómo determinar su impacto en estos aspectos clave de la producción de cannabis, los cultivadores pueden desarrollar estrategias más informadas para optimizar sus prácticas de cultivo y garantizar el futuro de sus negocios.

A medida que la industria del cannabis sigue creciendo, investigaciones como ésta desempeñan un papel vital en el avance de nuestra comprensión de los factores que afectan al cultivo y la producción de cannabis. Al adoptar estos hallazgos, probarlos en entornos reales y perfeccionar continuamente las prácticas de cultivo, los cultivadores pueden contribuir al desarrollo continuo de la industria del cannabis y garantizar productos de la más alta calidad para los consumidores.