La adopción de LED en la última década ha revolucionado el cultivo de cannabis en un ambiente controlado y promete continuar su ascenso meteórico en todo el mundo. Según el informe "Estado del mercado de iluminación de cannabis” de 2021, la iluminación LED es el método preferido de los cultivadores norteamericanos en las tres etapas principales de crecimiento: propagación, vegetación y floración.
O uso de LED aumentou mais de 45% em todos os estágios de crescimento desde o relatório inicial de 2016. Em relação à adopção futura, 68% dos produtores que não está a usar LED durante a floração, está a pensar fazê-lo nos próximos 12 meses.
¿Por qué elegir iluminación LED para cultivar cannabis?
Si bien la tendencia hacia la adopción total de LED en América del Norte, Europa y otras regiones se puede atribuir a numerosos factores (costos de capital decrecientes, composición espectral personalizable, intensidad de luz regulable, un creciente cuerpo de investigación), esto se puede explicar a través de las tres ventajas de LEDs interconectados: mayor eficiencia, mayor control ambiental y mejores rendimientos y calidad.
1. Mayor eficiencia
Hay dos tendencias en el mercado de la iluminación de cannabis que afectan a la gran mayoría de los cultivadores de todo el mundo. El primero, que ha estado ocurriendo desde que se introdujeron los LED en el mercado y con el que los productores están más familiarizados, gira en torno a los beneficios y desafíos de cambiar las soluciones de iluminación heredadas, como las luminarias de sodio de alta presión (HPS), por LED.
La adopción inicial de LED se debió principalmente a su eficiencia energética y ahorro de costos. Por ejemplo, las luces LED comerciales de amplio espectro alcanzan 2,6 micromoles de flujo de fotones fotosintéticos (PPF) por julio de electricidad durante su vida útil, en comparación con las luces HPS, que tienen un promedio de 1,9 micromoles por julio. Los LED también reducen drásticamente los costos de mantenimiento y reemplazo en los que incurren con mayor frecuencia los sistemas heredados. Estas eficiencias han estimulado a varias instituciones y programas a ofrecer generosos subsidios y descuentos a los productores que se actualicen a sistemas LED. Estos ahorros, junto con las reducciones en los costos de HVAC, han hecho que los LED sean una inversión valiosa a largo plazo para los productores de todo el mundo.
La segunda, una discusión relativamente nueva para muchos productores, se aplica a aquellos que ya han adoptado los LED pero están buscando investigación y Insights para identificar el espectro de luz y la composición correctos que aborden sus condiciones de cultivo únicas, incluida la geografía, el tipo de instalación, las condiciones ambientales y los cultivares.
Ambas conversaciones casi siempre involucran un componente de eficiencia. Pero donde la supremacía de los LED sobre la iluminación heredada ha sido bien establecida, algunos productores que ya usan LED pueden verse tentados a implementar estrategias de iluminación que favorezcan la baja intensidad de luz y longitudes de onda como rojo lejano, rojo o rosa, en un esfuerzo por reducir el consumo de energía. .
Sin embargo, en la búsqueda de una mayor eficiencia, pueden estar sacrificando mayores ingresos. Muchos cultivos, entre ellos el cannabis, favorecen estrategias de amplio espectro y alta intensidad que mejoran los rendimientos generales y la calidad de la planta, en atributos cruciales como la morfología, los perfiles de terpenos y el contenido mejorado de cannabinoides.
Eficiencia no significa optimización, y el ahorro de costos significa poco si no está maximizando también el potencial de ingresos. Cualquier operación de cannabis basada en LED que busque ganancias en eficiencia debe equilibrar esto con un análisis de la estrategia de iluminación que sacará el máximo provecho de sus cultivos.
2. Control mejorado
Los LED brindan un control mejorado sobre casi todos los parámetros de una operación de cannabis. Lo más crítico es, por supuesto, la capacidad de manipular la intensidad de la luz y la composición espectral para maximizar los rendimientos y la producción.
Sin embargo, comprender el impacto de los LED en los controles ambientales es igual de importante, especialmente para los productores que recientemente cambiaron la iluminación heredada o están considerando hacerlo.
Hay cuatro parámetros de control principales que los LED mejoran:
● Se hace posible la gestión del déficit de presión de vapor (VPD)
Las luces HPS producen una cantidad significativa de calor. Sin embargo, cuando está apagado, los cambios resultantes en el ambiente pueden hacer que los cultivos sean más vulnerables a la condensación y los patógenos, ya que se enfrían más rápido que otras superficies.
Bajo LED, el ambiente se ve menos afectado por el calor producido por la iluminación, con el sistema HVACD más preciso, diseñado precisamente para gestionar el mantenimiento de los puntos de ajuste de temperatura y humedad.
Esta estabilidad mejorada de los LED se traduce en menos condensación en las plantas, menos uso de agua y menos ventilación deshumidificadora.
● Logre la temperatura perfecta con LED.
La temperatura ambiente juega un papel importante en las funciones fisiológicas y el desarrollo del polen de ciertos cultivos como pepinos y tomates. Con los sistemas HPS, es mucho más costoso y difícil mantener niveles de calor adecuados, lo que genera fluctuaciones que estresan a las plantas. Aunque las lámparas HPS pueden realizar dos tareas diferentes, tanto iluminación como calefacción, no realizan ninguna tarea particularmente bien y representan un peligro mucho mayor para las plantas si fallan. En última instancia, mantener temperaturas óptimas debe ser responsabilidad del sistema HVACD.
Una actualización de LED puede requerir la adición de un sistema de calefacción, pero los productores generalmente verán cargas de calefacción reducidas en general y, lo que es más importante, favorecerán un mayor control de sus entornos.
● Los LED estabilizan el CO2, evitando la ventilación
A medida que aumenta la PPFD, mantener los niveles de CO2 suplementarios es fundamental para maximizar las respuestas fotobiológicas y la producción general. Una concentración de 1.200 a 2.000 ppm suele ser el rango óptimo para la producción de cannabis.
Sin embargo, los productores que usan luces HPS necesitan ventilar sus instalaciones para deshumidificar o enfriar sus ambientes, lo que genera grandes fluctuaciones en la temperatura, la humedad y los niveles de CO2.
Los sistemas LED disminuyen la necesidad de ventilación, lo que permite un mejor control del clima, conservación de CO2, aumento de la fotosíntesis, mejor morfología y menor aparición de enfermedades.
● Mayores niveles de PPFD y mayores rendimientos
El cannabis tiene un apetito casi insaciable por la luz, y muchos investigadores que estudian los efectos de los LED en el cannabis ven cada vez más puntos de saturación más altos, creando nuevas vías para mejorar la rentabilidad de los cultivadores a través de estrategias de iluminación de alto rendimiento y alto PPFD.
3. Mejor calidad y rendimiento
Si bien los ahorros proyectados han impulsado la adopción temprana de LED, su mayor efectividad y ROI (retorno de la inversión) han surgido como factores clave en su popularidad sostenida. Ahora se entiende que el aumento de la intensidad de la luz y la calidad espectral se correlaciona con aumentos sustanciales en el rendimiento, la morfología y la salud de un cultivo. En un estudio, los investigadores encontraron que un aumento del 1 % en la radiación fotosintéticamente activa (PAR) correspondía a un aumento del 1 % en el producto cosechado hasta niveles de luz de 1.500 µmol/m2/s. Al optimizar las instalaciones con luces LED y bastidores verticales, los productores se están dando cuenta de que pueden obtener ganancias que superan con creces los ya significativos ahorros.
¿Qué tipo de iluminación LED es mejor para cultivar cannabis?
A medida que crezca el cuerpo de investigación sobre los diversos impactos de los LED en la producción de cannabis, también lo hará la capacidad de los productores para aprovechar todo el potencial de los LED, en particular su capacidad para ofrecer estrategias de amplio espectro y alta intensidad, para lograr nuevos niveles de producción. y rentabilidad.
1. Impacto de la luz de amplio espectro en el cultivo de cannabis
El cambio dramático y global hacia el uso de LED ha estimulado a los científicos e investigadores a descubrir todo su potencial. Los LED son tecnológicamente más eficientes y termorregulados que sus predecesores, pero los LED avanzados también ofrecen características mejoradas como control espectral, atenuación, fotoaclimatación y mayor PPFD, entre otras. Sin embargo, la capacidad de controlar todos los aspectos de la producción de cannabis ha ido acompañada de una clara necesidad del mercado de comprender los efectos que tienen los diferentes espectros e intensidades en las plantas y las operaciones en general.
Fluence ha invertido mucho en investigación empírica para abordar esta necesidad. En asociación con la Universidad e Investigación de Wageningen en los Países Bajos, cultivadores de cannabis con sede en los EE. UU. y otros, la investigación de Fluence descubrió que, si bien la sensibilidad del espectro depende del cultivo, las estrategias de iluminación de amplio espectro, que incluyen luz verde y otras longitudes de onda ausentes en gran medida en los espectros de banda estrecha, son mejores. rendimiento del cultivo, morfología y rendimiento general en cultivares de cannabis seleccionados en comparación con espectros de banda estrecha con altas proporciones de longitudes de onda rojas y rojas lejanas.
En un estudio realizado con Texas Original Compassionate Cultivation (TOCC), los investigadores estudiaron la respuesta del cannabis tipo I, tipo II y tipo III a la iluminación de amplio espectro, utilizando varios porcentajes de luz roja bajo una PPFD alta. En cada caso, el amplio espectro con la menor cantidad de luz roja generó el mayor peso seco por planta. En el cannabis Tipo I, un espectro equilibrado de luz blanca generó rendimientos un 17 % más altos que la siguiente solución espectral de mayor rendimiento, que contenía una mayor concentración de luz roja. El cannabis cultivado bajo el espectro más equilibrado también mejoró significativamente la morfología. Las plantas que crecieron bajo un espectro equilibrado de luz blanca también estaban libres de fotodegradación en sus cogollos superiores, un desarrollo que normalmente ocurre en plantas que crecen con una mayor fracción de luz roja.
En el estudio WUR, los investigadores encontraron que en algunos cultivares, el contenido de monoterpenos y cannabinoides, incluidos THC, CBD y CBG, era significativa e inversamente proporcional a la fracción de luz roja en el espectro de producción. Con estos cultivares, el espectro de luz blanca más equilibrado indujo un aumento del 20 % en los compuestos cannabinoides, en comparación con espectros con proporciones de luz roja de hasta el 90 % o más. En otras palabras, más luz roja equivale a menos rasgos deseables.
2. Los beneficios de las estrategias de alta intensidad de luz
Los cultivadores de cannabis han entendido desde hace mucho tiempo la naturaleza integral de la luz y las plantas, pero investigaciones recientes sugieren que el cannabis tiene un umbral de intensidad de luz aún más alto de lo que se pensaba anteriormente, cuando se usa el espectro correcto.
Un reciente ensayo de investigación de alto PPFD, realizado por Fluence en colaboración con TOCC, estudió intensidades de luz que oscilan entre 1100 y 2100 µmol/m2/s. Se analizaron tres cultivares: alto en THC (Tipo I), THC y CBD equilibrados (Tipo II) y bajo en THC (Tipo III), bajo un espectro equilibrado de luz blanca.
El estudio encontró que el mayor aumento de rendimiento se produjo entre 1.100 y 1.500 µmol/m2/s. Un aumento del 26 % en la intensidad de la luz incrementó los rendimientos en un 27 %. El rendimiento continuó aumentando incluso hasta 2.100 µmol/m2/s, donde los investigadores observaron un pico en el rendimiento. Los parámetros ambientales fueron monitoreados de cerca durante todo el experimento. Los investigadores notaron que bajo tratamientos superiores a 1.500 µmol/m2/s, el manejo de estos parámetros se volvió mucho más desafiante.
Las innovaciones en la tecnología LED y los desarrollos en los campos de la fotobiología y la agricultura han abierto un futuro emocionante para los mercados de cannabis de todo el mundo. La capacidad de los investigadores, ingenieros y productores para continuar desarrollando y refinando estrategias y métodos de amplio espectro y alta intensidad se traducirá en una nueva era de crecimiento y rentabilidad para quienes los adopten.
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* Timo Bongartz ha pasado más de una década ayudando a las empresas a innovar sus modelos comerciales y comenzar nuevas empresas. Su pasión por acelerar la transformación empresarial, combinada con una afinidad infantil por el cultivo, lo llevó al sector de la horticultura. Hoy, Timo se desempeña como gerente general para la región EMEA de Fluence, empoderando a los productores de alimentos, plantas ornamentales y cannabis en toda Europa, Medio Oriente y África para lograr sus objetivos de crecimiento a través de tecnologías avanzadas de iluminación hortícola. Junto con su equipo interdisciplinario y multinacional, Timo apoya a los productores de invernadero y agricultores verticales en más de 20 países y gestiona la investigación fotobiológica líder en la industria.
