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¿Por qué no cultivar tomates en sótanos? El futuro de cultivo de cannabis es de Invernaderos

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Este post fue escrito por Steve Grossnickle en parte de la comunidad Tantalus Labs de contribuyentes.

La producción de cannabis en América del Norte ha llevado a cabo en gran medida en el interior durante los últimos 50 años. Como esta especie gana la aceptación general, la cara de su infraestructura de producción debe modernizarse junto con el panorama político. Para optimizar su consumo de luz, agua y nutrientes en una forma consistente y controlada con el medio ambiente, simplemente no hay una mejor infraestructura que el cultivo de invernadero moderno.

El cannabis se puede cultivar con eficacia variable que utiliza un número de diferentes fuentes de iluminación. El simple hecho es, sin embargo, que no todas las fuentes de luz son iguales. Para prologar la posición de esta pieza, pregúntese: “¿Por qué es el cultivo de cosechas de alimentos a escala comercial no se realiza en el interior?”

Este artículo aborda las opciones de iluminación, así como proporciona un tratado sobre la luz, su importancia en el crecimiento de las plantas, y las diferencias en la calidad y cantidad de luz entre las fuentes de luz de síntesis y la luz del sol natural.

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También se proporciona una discusión sobre las diferentes opciones de luz artificial. Las ventajas del uso de la luz sobre todo natural para cultivar cannabis específicamente en una industria basada en el efecto invernadero serán presentados, así como las formas en que la luz artificial puede ser utilizado para suplir la luz natural en un entorno de este tipo de efecto invernadero.

La luz natural es una forma de energía que se transmite desde el Sol en forma de radiación solar. La luz se mide en longitudes de onda, con la longitud de las propiedades de las ondas de determinar el rayo particular. La radiación solar entra en la biosfera dentro de un rango de longitud de onda aproximada de 300-100.000 nm. La radiación solar visible para el ojo humano se llama luz visible. El ojo humano es sensible a sólo una estrecha gama de longitudes de onda. Los seres humanos ven la luz en el color violeta / azul (380 nm) a naranja / rojo (580-740 nm) Rango espectral, con mayor sensibilidad en horas pico en el verde (555 nm) del espectro de color amarillo /. Luz comprende la radiación solar total incidente del 40-50%, y es muy importante, ya que tiene un impacto importante en los procesos biológicos de las plantas, especialmente de cannabis.

Desarrollo Luz y Planta

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La luz en las longitudes de onda de medición de 400 a 740 nm afectan directamente a los procesos de fotosíntesis de las plantas, y se llama la radiación fotosintéticamente activa. La fotosíntesis es el proceso biológico en el que las plantas absorben energía de la luz, y junto con el dióxido de carbono y agua, convertir esta energía en fotosintatos. Fotosintatos son el producto principal del proceso fotosintético. Estos productos (es decir, azúcares, almidón, ácidos carboxílicos, aminoácidos) son los compuestos de almacenamiento de energía y las sustancias orgánicas básicas que las plantas utilizan para el crecimiento.

Las plantas no utilizan de manera efectiva todas las regiones de la luz visible para la fotosíntesis. Ellos absorben la luz de las regiones azul y naranja / rojo violeta / del espectro, mientras que sólo absorbe la luz mínima en la región amarilla / verde del espectro. Se ha observado que la región de color naranja / rojo del espectro tiene un valor relativo mayor para la fotosíntesis; lo que significa que la luz en esta región tiene una acción más fuerte que la misma cantidad de luz azul incidente. Desde la planta y la sensibilidad humana a la luz no están en el mismo rango exacto del espectro de luz visible, lo que vemos la luz tan brillante no siempre se traduce en un crecimiento de la planta.

La fotosíntesis no sólo se debe a la calidad de la luz, sino también la cantidad de luz. Radiación fotosintéticamente activa recibida a nivel del mar en condiciones de luz solar completo es de 450 W m-2 o 2000 mol m-2 s-1. Las plantas reciben la energía solar como la luz directa del sol, o como la luz que ha sido modificado a su paso por la atmósfera o se refleja en los objetos.

La cantidad real de la radiación solar que llega a la planta en un día determinado depende de la época del año, las condiciones climáticas, y las partículas en la atmósfera. Todas las plantas tienen una respuesta generalizada similar al aumento de la intensidad de luz (Figura 1). En la oscuridad, la fotosíntesis no se produce en las plantas. En condiciones de luz muy bajos (<5% a pleno sol) la fotosíntesis está por debajo del punto de compensación de luz; lo que significa que la planta no es la conversión de la luz suficiente en fotosintatos disponibles para el crecimiento. A medida que aumenta de intensidad de luz, fotosíntesis a base de hojas se eleva rápidamente hasta 25% a 33% de la plena luz del sol, y llega a la saturación de la luz de los procesos fotosintéticos en alrededor de 33% a 50% de la plena luz del sol.

La evidencia anecdótica ha indicado que las plantas de cannabis utilizan con eficacia la luz hasta 650 mol m-2 s-1, que es ~ 33% de la plena luz del sol. A partir de entonces, el aumento de los resultados de luz en sólo un ligero aumento en la fotosíntesis a base de hojas. Nuevo aumento de la fotosíntesis basada en vegetales como las hojas se produce parcialmente sombreados alcanzan la saturación de luz completa. Número máximo de fotosíntesis planta-base no se alcanza hasta que cada unidad de follaje fotosíntesis está saturado.

Este punto de máxima fotosíntesis de la planta-base depende de la densidad de la arquitectura de brotes y follaje causando ‘dentro de la planta-shading “y” entre-planta-shading’ que se produce en función de la distancia entre plantas. Cannabis medicinal tiene una copa de la planta que contiene muchas hojas orientadas horizontal amplia dentro de un sistema de rodaje de muchas capas de hojas. Este dosel denso explica por qué todavía puede haber un aumento gradual en la fotosíntesis basada en plantas en la luz que normalmente se considera por encima del nivel de saturación de luz a base de hojas.

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Luz natural contra la luz artificial

Luces artificiales son utilizados por la industria de los invernaderos en el cultivo de plantas hortícolas, verduras y especies de árboles forestales. Por lo general estas industrias relacionadas con las plantas crecen las plantas en ambientes controladas de invernadero y utilizar la luz artificial como una fuente de luz suplementaria, pero no como única fuente de luz. Las razones de esta práctica operacional es doble; calidad de la luz y la cantidad de luz.

Calidad de luz

Actualmente hay una serie de tipos de lámparas disponibles para proporcionar la luz adicional para el crecimiento del cultivo en la industria de los invernaderos. De sodio de alta presión lámparas (HPS) crean un espectro de luz que alcanza el máximo de forma pronunciada en las bandas de color amarillo; muy cerca de la óptima para la fotosíntesis. Halogenuros metálicos (MH) lámparas tienen un significado más amplio espectro de luz más energía luminosa se encuentra fuera del rango de fotosintéticamente activa. El amplio espectro de las lámparas MH produce un equilibrio plantas para hacer la luz “blancas” aparecen más fiel a color para el ojo humano; es por ello que se utilizan principalmente en el sector minorista de la industria.

Las lámparas fluorescentes y LED son fuentes de luz utilizados en una base limitada en la industria de efecto invernadero. Las lámparas fluorescentes se utilizan porque son baratos, aunque no son la fuente de luz conveniente debido a la baja producción de la luz en el rango fotosintéticamente activa. La tecnología LED ofrece una promesa, ya que es posible elegir un espectro de color de luz muy precisa, aunque se trata de una nueva y costosa fuente de luz que aún está en evolución.

Hay que reconocer que ninguna de estas fuentes de luz complementarios duplica exactamente el rango de la luz natural espectral deseada. Los estudios demuestran que las plantas crecen mejor bajo la luz solar natural debido a la distribución del color. Incluso las lámparas de HPS, que son el sistema de luz suplemental dominante utilizada en la industria de los invernaderos, sólo convierten el 30% de la energía eléctrica en la radiación fotosintéticamente activa. Por lo tanto, todas las fuentes de luz artificial tienen limitaciones reconocidas como única fuente de luz para crecer las plantas, en comparación con la luz natural.

Cantidad de luz

Fuentes de luz artificiales podrían reemplazar con eficacia la luz solar sólo si pueden proporcionar suficiente energía en el espectro de luz deseada requerida para el crecimiento vegetal. Las plantas requieren al menos el 33% de la plena luz del sol para acercarse a un crecimiento eficiente. Si la intención de la industria basada en plantas es el de maximizar la productividad, y reducir al mínimo los costes, entonces el enfoque lógico es uno que crece de manera eficiente las plantas de cultivo. Por lo tanto, los requisitos de luz deben estar basadas en la maximización de la productividad de la planta, y que permite el logro del potencial genético.

La figura 2 proporciona un ejemplo del número de lámparas de HPS requeridas para lograr ciertas intensidades de luz de radiación fotosintéticamente activa en la parte superior de la cosecha. Este ejemplo demuestra que es poco realista esperar que una fuente de luz sintética puede proporcionar suficiente luz en el rango espectral deseada para maximizar el crecimiento de la planta. Para cumplir con los requerimientos de la planta de luz, las plantas de cultivo más lógicamente se cultivan bajo luz del sol; con el fin de amplificar estos efectos mediante la optimización de control ambiental, la luz solar se aplica mejor dentro de un complejo de efecto invernadero. Las luces artificiales deben ser proporcionados como una fuente de luz suplementaria para entregar intensidades de luz moderada que incrementan la fotosíntesis de plantas y el crecimiento de los cultivos durante las épocas del año en que la luz artificial adicional aumentará la luz solar natural para lograr el máximo crecimiento de la planta.

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Conclusiones

Las plantas necesitan la luz dentro de un rango espectral específica para la fotosíntesis que se produzca, y el resultado en el crecimiento. La luz natural es el medio más eficaz para proporcionar plantas con esta fuente de luz. La tecnología ha desarrollado sistemas de luz artificiales que pueden proporcionar luces suplementarios que se utilizan en la industria de efecto invernadero para aumentar la luz solar natural. Sin embargo, estas fuentes de luz artificiales están limitados en su calidad espectral y la capacidad de proporcionar una cantidad suficiente de luz para reemplazar totalmente la luz solar natural. Así, fuentes de luz artificial tienen limitaciones para ser la única fuente de luz para cultivar plantas de cannabis medicinal en comparación con la luz natural.

La posición de Tantalus laboratorios es que la productividad máxima dentro de una industria basada en plantas de cannabis es probable que se logra mejor mediante el cultivo de plantas en ambientes controladas de invernadero que proporcionan luz natural y luz artificial utilizan como fuente de luz adicional.

Fuente: LeafScience

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