• Espectro de luz y crecimiento de plantas

Espectro de luz y crecimiento de plantas

Gracias al espectro de luz variable disponible de los LED es que finalmente están empezando a comprender la relación entre el espectro de la luz y el crecimiento de las plantas.

Desde que la NASA comenzó a experimentar con LEDs para cultivar plantas en la década de los 80 hemos conocido que los diferentes espectros de luz tienen efectos muy variados en las plantas. Algunos espectros estimulan el crecimiento vegetativo y otros aumentan el rendimiento en flores y frutos. Otros espectros parecen tener muy poco efecto en el crecimiento de las plantas. Gracias al espectro de luz variable disponible de los LED es que finalmente están empezando a comprender la relación entre el espectro de la luz y el crecimiento de las plantas.

¿Cómo medimos la luz?

La luz visible es parte de la escala electromagnética más grande que incluye espectros invisibles como las ondas de radio y rayos x. Cada espectro representa una frecuencia electromagnética medida en nanómetros (una mil millonésima parte de un metro):

¿Las plantas utilizan todos los espectros de luz producidos por el sol?

La mayoría de los cultivadores de interior parecen creer que los mejores crecer las luces interiores tendrían el mismo espectro de luz como el sol – un espectro relativamente completa sobre las frecuencias de luz visible. Después de todo, las plantas evolucionaron durante millones de años para convertir mejor la energía luminosa en carbohidratos y azúcares. La luz más fácilmente disponible desde el sol está en los espectros medios que consideramos verde, amarillo y naranja. Estas son las frecuencias primarias que utilizan los ojos humanos. Sin embargo, los estudios demuestran que estas son las frecuencias de luz que se utiliza menos en las plantas. La mayor parte de la actividad fotosintética es en las frecuencias azul y rojo.

 

La razón principal para este uso contrario a la intuición de la luz por las plantas parece estar relacionado con las primeras formas de bacterias y la evolución de la fotosíntesis. La fotosíntesis evolucionó primero en bacterias durante millones de años en el mar primordial. Esto se desarrolló en bacterias mucho antes de la aparición de plantas de hoja más complejas. Estas bacterias fotosintéticas primero utilizaron ampliamente los espectros de medias de color amarillo, verde y naranja para la fotosíntesis que tendían a filtrar estos espectros de luz para las plantas que actúan a niveles más bajos en el océano. Como las plantas más complejas evolucionaron a niveles más bajos, esto nos dejó con solamente los espectros no filtrados no utilizados por las bacterias – en su mayoría en las frecuencias de rojo y verde. La luz amarilla, verde y naranja se refleja sobre todo en la superficie de las hojas y es por esto que las plantas fotosintéticas son de color verde.

¿Los distintos espectros de luz hacen diferentes trabajos en las plantas?

No sólo las plantas se centran en espectros de luz específicas para la fotosíntesis, pero diferentes espectros de luz se utilizan para diferentes tipos de crecimiento en las plantas. Hay millones de receptores de fotosíntesis en una hoja de una planta verde. Cada receptor incluye pigmentos especializados que absorben frecuencias específicas durante la fotosíntesis. Mediante la medición de la cantidad de oxígeno producido bajo diferentes espectros de luz que podemos medir la cantidad de actividad fotosintética debajo de cada espectro de luz. Esto ha producido un mapa muy detallado de cuales espectros de luz están relacionados con el tipo de crecimiento de las plantas.

¿De qué manera las plantas utilizan diferentes espectros de luz?

La luz ultravioleta (10nm – 400nm)

Aunque la exposición excesiva a la luz ultravioleta es peligroso para la flora, pequeñas cantidades de luz UV cercano pueden tener efectos beneficiosos. En muchos casos, la luz ultravioleta es un factor muy importante para los colores de las plantas, sabores y aromas. Esto es una indicación de efecto de luz UV cercano en los procesos metabólicos. Los estudios muestran que 385 nm de luz UV promueve la acumulación de compuestos fenólicos, mejora la actividad antioxidante de los extractos de plantas, pero no tiene ningún efecto significativo en los procesos de crecimiento. UVB también se ha demostrado para elevar los niveles de THC en el cannabis *

La luz azul (430nm – 450nm) 

Esta gama de espectro activa criptocromos y fototropinas para mediar respuestas de las plantas tales como la curvatura fototropica, la inhibición del crecimiento de elongación, el movimiento del cloroplasto, apertura de los estomas y la regulación del crecimiento de las plántulas. Afecta a la formación de clorofila, procesos de fotosíntesis, y a través del sistema criptocromo y fitocromo, plantea la respuesta fotomorfogenetica.

En términos más prácticos, estas longitudes de onda estimulan el crecimiento vegetativo y son esenciales en la iluminación para las plántulas y plantas jóvenes durante la fase vegetativa de su ciclo de crecimiento, sobre todo cuando el “estiramiento” debe ser reducido o eliminado. También estimula la producción de pigmentos secundarios que pueden mejorar los colores y se sabe que también estimula la producción de terpeno (es decir, fragancia).

La luz verde (500nm – 550nm)

La mayoría luz verde se refleja en la planta y juega un papel mucho menor en el crecimiento de las plantas. Sin embargo, hay algunos aspectos importantes de la luz en este rango por lo que una cierta cantidad de luz en este rango de espectro es beneficioso. La luz verde se utiliza a veces como una herramienta para provocar respuestas específicas de plantas, tales como el control de los estomas, fototropismo, el crecimiento fotomorfogenetico y la señalización del medio ambiente. Cuando se combina con longitudes de onda azul, rojo y rojo lejano, la luz verde completa un tratamiento de espectro amplio para comprender la actividad fisiológica de la planta. La función de la luz verde es menos conocida que los otros espectros, y sólo hay ciertas especies de plantas que requieren luz verde para el crecimiento normal. Sus efectos parecen estar muy ligados a una cepa específica.

Los pigmentos que pueden absorber verde se encuentran más profundo en la estructura de la hoja por lo que se cree que debido a que la luz verde se refleja fuera de la clorofila en superficie de las hojas y por lo tanto se refleja más en las áreas sombreadas de la yema que el rojo y azul que se absorbe fácilmente, por lo que el verde puede en realidad ser absorbido principalmente a través de la parte inferior de las hojas, ya que rebota en las profundidades de la sombra del dosel.

La luz roja (640nm – 680nm)

La luz roja afecta a la reversibilidad fitocromo y es el más importante para la floración y fructificación regulación. Estas longitudes de onda estimulan el crecimiento del tallo, floración y producción de frutos, y la producción de clorofila.

La longitud de onda 660nm tiene una acción fotosintética muy fuerte y también exhibe la acción más alta en rojo de absorción de fitocromo regulado en germinación, la floración y otros procesos. Más eficaz para la extensión del ciclo de luz o interrupción de noche para inducir la floración de las plantas de día largo o para prevenir la floración de las plantas de día corto.

Rojo lejano (730nm)

Aunque la longitud de onda 730nm está fuera del rango fotosintéticamente activo, tiene la acción más fuerte en la forma de absorción de rojo lejano del fitocromo, la conversión de nuevo a la forma de absorción de rojo. Se hace necesario que las plantas requieren valores relativamente bajos de fotoequilibrio fitocromo para florecer. Puede ser utilizado al final de cada ciclo de luz para promover la floración en plantas de día corto como el cannabis.

Además, una mayor proporción de rojo lejano al rojo que se encuentra en la luz del sol puede desencadenar la respuesta-estiramiento sombra donde una planta al detectar que está a la sombra basada en una proporción elevada del rojo lejano al rojo-estirará para tratar de elevar su yema por encima de sus competidores. Por esta razón demasiado rojo lejano no se recomienda, si se desean plantas compactas, o en general. Sin embargo, pequeñas cantidades o rojo lejano conforme a lo dispuesto por California LightWorks en nuestro canal R / FR es muy beneficioso, y por esta razón la relación o R para FR se fija en un canal de la serie 550.

El uso del Control de Espectro con el Cannabis

La manera exacta en que las plantas utilizan la luz es muy específica para las especies de plantas individuales y su entorno natural. La evolución ha producido una enorme variedad de estrategias de plantas para el crecimiento y es imposible generalizar sobre respuestas de la luz. Sin embargo, tenemos una gran cantidad de experiencia práctica con resultados de crecimiento de cannabis en interiores. A continuación se presentan algunas estrategias y recomendaciones generales basadas en años de experimentos prácticos con iluminación interior.

La pregunta más común que recibimos de los productores en lo que respecta al control del espectro en el cultivo de cannabis es “¿Cuál es la combinación óptima del espectro de cannabis?” Y la respuesta es que depende de cuáles son sus prioridades. Diferentes mezclas de espectro promueven diferente morfología de las plantas en diferentes etapas de crecimiento, y simplemente no hay ideal. Y ese es el principal beneficio de los LEDs respecto a HID, la capacidad de uso del espectro variando el diseño de la planta por lo que se quiere de él.

Hay básicamente 5 (o posiblemente más) diferentes aspectos al producto final en el cannabis que establecen su valor, y diferentes personas quieren cosas diferentes.

1) el peso de las flores (es decir. El rendimiento global de la flor)

2) la densidad de la flor (es decir. El contenido de resina y la relación de aceite / cera)

3) el  atractivo cosmético de las flores (colores, estructura, así como la densidad)

4) fragancia (es decir, la fuerza de concentración terpeno y complejidad fragancia)

5) niveles de potencia (THC y CBD)

Lo que debe entenderse aquí es que no hay ningún espectro ideal que optimizará todos estos aspectos del producto final al mismo tiempo. Cada uno puede optimizarse individualmente, pero habrá diferencias.

Objetivos del cultivador comercial:

Algunos de los objetivos típicos del cultivador comercial promedio podrían considerar más importante:

1) Algunos productores pueden querer rendimiento máximo de aceite de comestibles, etc., y los aspectos estéticos y fragancia de las flores no son importantes. La potencia es muy importante aquí.

2) Algunos pueden desear rendimiento máximo de aceite para los extractos, etc…, donde los aspectos cosméticos de flores no son importantes, pero el rendimiento de resina, resina de calidad (relación de aceite / cera) y la fragancia son muy importantes. La potencia también es importante y a menudo medida por laboratorio.

3) Algunos quieren el máximo rendimiento de la flor (peso). Hay numerosos factores que juegan en este contenido, tal como resina vs. cantidad de flor (fibra), cera vs aceite, etc…, pero estas personas sólo se preocupan por el rendimiento total de la flor en peso. Con el mercado cada vez más y más competitivo, esta forma de pensar tendrá dificultades para competir.

4) Debido a la importante diferencial de precio entre la flor de primera calidad y una de menor calidad o de la flor al aire libre, (2 veces o más) más los cultivadores comerciales están buscando actualmente maximizar el rendimiento de la flor de primera calidad , es decir. flor con alto nivel, es decir, excelentes cosméticos, fragancias, y la densidad. La potencia es importante y a menudo probado pero por lo general considerado por la cepa específica y no se considera la dependencia de las técnicas de cultivo en ese aspecto.

Así que todos estos ejemplos tendrían mezclas ideales de espectro potencialmente diferentes, y mientras esas mezclas de espectro ideales no se conocen completamente, podemos acercarle a eso. Y por favor, tenga en cuenta, cualquier fuente de luz de espectro fijo como HPS o MH nunca tendrá la capacidad de lograr el ideal en cualquiera de estas áreas. Eso requerirá control del espectro variable.

También tenga en cuenta: El elemento más importante en el rendimiento de cannabis se perfila de la planta antes de la producción de flores pico de tal manera que sólo los sitios de flor deben ver la luz. Esto no se puede enfatizar lo suficiente. La mejor luz y los mejores nutrientes no van a afectar el rendimiento tanto como asegurar que sólo las flores y las hojas de sol vean la luz, y que todas las flores que quedan en la planta obtengan suficiente luz. El adecuado diseño / disposición y altura de la instalación del sistema de iluminación para minimizar el sombreado vegetal y crear niveles de iluminación consistente es crítico para este proceso.

Los estados de desarrollo de cannabis:

También son generalmente 4 etapas de crecimiento en el cannabis que tienen diferentes necesidades de espectro.

  • Vegetación – Se desea en la etapa de vegetación (VEG), el crecimiento de la planta rápida y saludablemente en general y el crecimiento de la raíz. En general la mayoría de los productores desean el máximo crecimiento con más cortas separaciones inter-nodales y plantas compactas.
  • Pre-flora – Pre-flor es el período desde cuando se inicia primero día del ciclo de 12/12 flora, a más o menos al final de la segunda semana (en una flora de 8 semanas), o hasta que las pequeñas flores son frecuentes y el rápido crecimiento de estiramiento disminuye. Una vez más, para la mayoría de los productores, el deseo en esta etapa es maximizar el tamaño al tiempo que limita estiramiento.
  • Flor – El período pico de la flor es generalmente entre las semanas 3 y 7 y es el momento en que el crecimiento de la planta (tallo / hoja) se detiene y toda la energía de la planta se centra en la producción de flores. Tamaño máximo de la materia flor y buena estructura en general es el objetivo aquí.
  • Madurar o Finalizar – El período “Ripen” es generalmente desde la semana 7 hasta terminar (en una flora de 8 semanas), donde el crecimiento de la flor, (es decir, el tamaño) se desacelera y energía de la planta vuelve a centrar en la producción de resina y terpeno. Este es el período en el que el flor adquiere una porción significativa de la misma de densidad, es decir. contenido de resina. Esta transición no está claramente definida, y algunas cepas tienen grandes aumentos en la producción de resina durante este período, y otros no tanto.

La optimización del espectro para resultados ideales

Por lo tanto entendiendo que la mejora de que cada aspecto del crecimiento de las plantas puede ser algo complejo, y con los fundamentos de nuestra comprensión científica de espectro y Morfología Vegetal, ahora podemos tratar de llegar a algunos puntos de partida para el espectro de mezcla de diversos resultados finales. Por favor, comprenda, éstos son puntos de partida y que tendrá que experimentar para alcanzar el ideal para su entorno, la cepa, y los resultados deseados.

Objetivo # 1, El contenido máximo de aceite para comestibles procesados, etc.

En este ejemplo, nuestro objetivo es maximizar el rendimiento de resina y realmente THC / CBD general. Esto incluye tanto la flor y las hojas, tallos, etc. Así que un buen punto de partida en términos de programas de espectro sería:

Veg: Obviamente tamaño de la planta es el gran impulsor en este punto para lo que un espectro completo con rojo y azul es importante. En efecto estamos imitando el sol, pero con LED. Históricamente nuestros mejores resultados en VEG se encuentran con una mezcla de RED / BLUE de alrededor de 60/40

Pre-flor y Flora: En este caso en el que la estructura de la flor no es importante sino dar la resina, un componente azul más alta puede ser utilizado (ejemplo, más cerca del sol) que en los otros enfoques. Un buen punto de partida sería 70/30 RED / BLUE pero posiblemente aún más azul.

Maduración: Debido a que ya se está utilizando azul extra en flor, no hay cambios necesarios en esta etapa.

UVB: Suplemento UVB es altamente deseable en este enfoque, ya que puede aumentar los niveles de THC de hasta un 30%. SO UVB debería ser complementado por las últimas 5 semanas de flora como mínimo.

Objetivo # 2 – Resina para extractos, fragmentos, etc.

En este ejemplo, nuestros objetivos son similares al Objetivo 1 anterior excepto que hay un mayor enfoque en la fragancia. Así que podemos seguir el ejemplo 1 anterior, excepto que en la etapa madura la vamos a disminuir el rojo un poco más, para elevar la proporción azul / rojo para estimular la producción de terpenos más. Decir 65/35.

UVB: UVB se debería utilizar en  todo el proceso de flora en este caso, porque no sólo queremos aumentar TCH en resina, sino también la producción de terpenos y otros pigmentos.

Objetivo # 3 – El rendimiento máximo de la flor

El rendimiento de materia pura flor puede ser favorecido mediante la ejecución bastante altos niveles de rojo todo el camino a través, un buen punto de partida sería 80/20. Este es el tipo de patrón de crecimiento observada con HPS.

Objetivo # 4 – El rendimiento máximo de la flor de primera calidad.

Este tipo de producto final es el enfoque en el que el tener la capacidad de variar el espectro en todos los diferentes períodos de crecimiento es lo más importante, y donde los sistemas de espectro híbrido LED (control individual de Rojo/Blanco/Azul) significativamente superan todos los otros tipos de sistemas de iluminación.

Así que un buen punto de partida para este tipo de cultivo sería la siguiente:

VEG: En función de la separación deseada entre nodos, disminuir relación R / B para entrenudos más cortos, Recomendación general: 60/40 de entrenudos cortos ajustados. Esta es la relación que se encuentra en la mezcla espectro CLW VEG.

Pre-flor: Para reducir de nuevo el estiramiento, la relación R / B se puede aumentar a 70/30 para las primeras 2 semanas de flor, o 75/25 para plantas más altas. Azul profundo adicional estimulará pigmentos adicionales durante este período de crecimiento crítico mejorando los colores de flores y fragancia.

Flor: En esta etapa queremos maximizar el tamaño de la flor, por lo que aumentará la proporción de rojo / azul a 80/20. Esta es la relación que se encuentra en la mezcla espectro de California LightWorks ciclo completo, o con los 550. Incluso más altas proporciones de rojo (mediante la reducción del azul) se pueden utilizar para promover aún más la cuestión de la flor, pero no pueden ser un sacrificio en resina, fragancia, y pigmentos secundarios. Siempre hay un equilibrio entre la masa de la flor y la resina (densidad) / calidad cosmética. No recomendamos una relación R / B por encima de 90/10, y por no más de una o dos semanas en el medio de la flora pico, o tendrá un impacto en resina y fragancia. Y demasiado bajo, (por ejemplo 60/40) durante este período crítico promoverá un contenido excesivo de la hoja en las flores y una estructura más esponjoso similar a la flor al aire libre.

Madurado: Aquí nos fijamos de nuevo para mejorar resina y terpenos (fragancia) por lo que sugerimos bajar la relación R / B de vuelta a 70/30 o incluso 60/40 para las últimas 2 semanas. En este punto la mayor relación de azul no alterará la flor de la estructura o promover el exceso de hojas de los cogollos, porque el crecimiento de la flor está terminando, y si ayudará a la producción de resina. Los resultados en esta fase de crecimiento son muy específicos de cada cepa y pueden ser influenciados por los cambios de nutrientes, así que, anímese a probar pequeños cambios cada cosecha para llegar lentamente a su ideal.

UVB: en este caso UVB puede ser muy importante y puede ser complementado bien los últimos 4-5 semanas, o incluso durante todo el período de flora para estimular pigmentos y terpenos y lo más importante THC. Tenga en cuenta, la suplementación UVB no aumentan los niveles de CBD.

Mediante el uso de este método de control del espectro de 4 etapas puede optimizar realmente la cosmética, fragancia, densidad y color, es decir obtendrá un atractivo de su flor con poco o ningún sacrificio en el rendimiento en comparación con los sistemas de espectro fijos HPS o de otro tipo.

Conclusión

Así que en conclusión, no se puede enfatizar lo suficiente como para que estas recomendaciones sólo son puntos de partida, porque los resultados son todos específicos de cada cepa y también pueden variar con otros factores tales como la temperatura, el sombreado, y nutrientes.

La experimentación con cambios adicionales, tales como la variación de los niveles blancos (es decir  Verdes), o graduar los cambios en el tiempo en lugar de un sólo cambio brusco es lo que se recomienda, y también se sugiere el documentar cuidadosamente todos los cambios y limitar al cambio del 5% en cualquier espectro por cada fase de crecimiento, y sólo un cambio total por cosecha. Demasiados cambios en un ciclo no se sabrá bien que fue lo que hizo. Así que recuerde, un cambio por cosecha.

Además, han habido sugerencias de tipo amanecer/oscuridad paulatina tanto para arriba como para abajo para simular los cambios lentos en el sol tienen mucho valor, pero no hemos visto datos de la universidad sólidos en este sentido hasta la fecha. Pero este tipo de cambios se llevan a cabo fácilmente con el controlador Solarsystem, 550. Esto ya está incorporado y se puede programar fácilmente, reduciendo el estrés notablemente en las plantas.

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