Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte Ricardo Hernandez y Cristian Collado trabajaron con las lámparas LED CE Arize® Element L1000 en un invernadero para explorar el impacto de los niveles de luz en la producción de esquejes, crecimiento de plantas, producción de flores, calidad y uso de agua de una variedad de cannabis sativa que es comúnmente cultivada por sus altos niveles de CBD. El impacto en los diferentes niveles de luz a lo largo de las fases de crecimiento vegetativas y reproductivas fueron aisladas controlando los otros factores ambientales como la temperatura, fertirrigación, niveles de CO2 y el uso del agua.
La eficiencia en el uso de agua de cannabis se refiere a la cantidad de agua que utiliza una planta de cannabis para producir una determinada cantidad de biomasa o rendimiento. La luz suplementaria, como la iluminación artificial en el cultivo de interior, puede tener efectos significativos en la eficiencia del uso del agua por parte de una planta.
Aquí te decimos cómo:
- **Incremento de fotosíntesis:** la luz suplementaria, especialmente en ambientes de producción de interiores, puede mejorar la fotosíntesis en plantas de cannabis. Cuando las plantas pueden captar mayor energía de la luz pueden convertir más dióxido de carbono y agua en azúcares y otros compuestos orgánicos. Este incremento en la actividad fotosintética puede llevar a una mayor eficiencia en el uso del agua ya que más agua es utilizada para el proceso productivo.
- **Transpiración y Regulación estomática:** La transpiración es el proceso por el cual agua es liberada por las hojas de la planta a través de pequeños poros llamados estomas. Estos poros también permiten el intercambio de gases, incluyendo el dióxido de carbono y el oxígeno. Cuando más luz está disponible, las plantas usualmente abren sus estomas para recibir más dióxido de carbono lo que puede llevar a más pérdida de agua a través de la transpiración. Esto podría disminuir la eficiencia en el uso de agua si no se maneja adecuadamente.
- **Manejo de luz óptimo:** para maximizar el uso de agua bajo luz suplementaria es importante manejar los niveles de iluminación eficientemente. Proveer la cantidad correcta de luz para la fase de crecimiento de la planta de cannabis puede mantener un balance entre la fotosíntesis y la transpiración. Utilizando estrategia en el manejo de intensidad de luz y duración, productores pueden optimizar la habilidad de la planta de producir energía mientras minimiza la pérdida de agua.
- **Medio de crecimiento y técnicas de riego:** La elección del medio de crecimiento (tierra, fibra de coco, hidroponía, etc.) y las técnicas de riego empleadas también puede influir en la eficiencia del uso de agua del cannabis. Una elección adecuada del sustrato y las prácticas de irrigación pueden ayudar a regular la disponibilidad del agua para las raíces, previniendo tanto el estrés hídrico como el anegamiento, los cuales pueden afectar la eficiencia en uso de agua.
- **Genética y factores ambientales:** los cultivos de cannabis varían en sus respuestas a la intensidad de la luz y otros factores ambientales. Algunas cepas pueden exhibir una mejor eficiencia en el uso del agua bajo luz suplementaria en comparación con otras. Además, las condiciones ambientales como la temperatura, la humedad y los niveles de CO2 también pueden influir en la eficiencia del uso del agua.
Para probar estos límites Collado y Hernandez regularon y analizaron la cantidad y demanda de recursos y los factores de crecimiento de forma continua. Añadieron luz, control del agua y capacidades de medición a cada parcela en el invernadero, además de medir la temperatura y la evapotranspiración.
Como se muestra en la Figura 1. Los cultivos de cannabis crecieron bajo cuatro niveles de luces utilizando dos lámparas regulables Current por parcela que complementan la luz solar. Las lámparas L1000 PPB entregaron intensidades de luz suplementarias uniformes de 150, 300, 500 y 700 μmol m⁻² s⁻¹ durante 18 horas, mientras que la luz integral diaria (DLI) del sol y los LED fueron en promedio alrededor de 18, 30, 40 y 52 mol m⁻² d-1. Sin embargo, presentan resultados preliminares para los tres niveles de luz más altos.
Además, el sistema de fertirrigación esta se activó de forma independiente en cada parcela cuando el nivel de agua de las macetas era del 80% de la capacidad. Esto mantenía niveles de agua y nutrientes constantes en las macetas sin importar las tasas de crecimiento del cultivo. Finalmente, el uso del agua fue cuantificado con celdas de carga (básculas) debajo de las plantas.
Resultados y conclusiones
A partir del conocimiento conocido, es fácil concluir que el impacto de la luz suplementaria en la eficiencia del uso del agua de cannabis puede ser complejo y depende de varios factores, incluida la intensidad de la luz, la duración, la genética y las condiciones ambientales. Una gestión adecuada de estos factores, junto con prácticas de cultivo optimizadas, puede ayudar a mejorar la eficiencia en el uso del agua en el cultivo de cannabis.
A medida que la industria de cannabis sigue evolucionando, investigación y experimentación en esta área proveerá de más ideas de como lograr los mejores resultados en la eficiencia del uso del agua.
Los resultados de Collado y Hernández sugieren que incrementar la cantidad de luz no solo incrementa el número de ramas o esquejes por planta, sino también puede incrementa la demanda de agua (Figura 2b) y la eficiencia en el uso de agua para producir esquejes (menos agua por esqueje) (Figura 2b)
En otras palabras, las plantas que crecen bajo 30 mol m-2 d-1 por 21 días producen en promedio 29 esquejes por planta, mientras que plantas que crecen bajo 52 mol m-2 d-1 producían 47 esquejes por planta en nuevas ramas secundarias.
Además, plantas que crecían bajo 30 mol m-2 d-1 producían 2.5 esquejes por cada litro de agua, mientras que plantas que crecían bajo 52 mol m-2 d-1 producían 4.3 esqueje por el mismo litro de agua. Esto significa que los cultivos eran más eficientes al transformar agua a ramas bajo intensidades de luz más altas.
¿Cómo impacta esto a los productores comerciales?
La investigación actual refleja la habilidad del cultivo de cannabis al usar niveles de luz más altos para incrementar el rendimiento y la eficiencia en el uso del agua (mayor rendimiento por litro de agua). La eficiencia en el uso del agua para producción de esquejes fue de 2.5 a 4.3 esquejes por litro de agua evapotranspirada cuando se crecía la planta bajo 30 contra 52 moles de luz por día, respectivamente. Esta indica que, para producir 100 esquejes bajo 52 moles de luz, productores necesitan aproximadamente 23 litros de agua en vez de 40 litros bajo 30 moles de luz.
Figura 1. La imagen superior izquierda muestra el acomodo experimental y el invernadero con dos lámparas L1000 PPB para cada parcela o área de tratamiento de luz (12 parcelas en total). En la imagen superior derecha muestra el sensor de medición de luz de las dos luces LED junto con la luz solar de cada parcela. La figura inferior muestra la flor y planta típica de cannabis y sus ciclos de producción.
Figura 2. Muestra el número de ramas secundarias o esquejes (a)uso de agua por planta (b) eficiencia del uso de agua (ramas o esquejes por litro de agua) (c)bajo tres niveles de luz (30, 40 y 52 mol m⁻²) utilizando luz LED en adición con la luz solar.
Para ver más investigación de parte de los investigadores Hernandez y Collado, siga este link: www.gecurrent.com/eu-en/inspiration/researching-the-impact-of-supplemental-lighting-on-cannabis-production