Innovator im Rampenlicht

OutCo

San Diego, Kalifornien
White outline of power plug as flower above leaves on orange, symbolizing LED grow lights for cannabis cultivation.
Gesteigerte Energie-Effizienz
1. Cannabis leaf with Wi-Fi lines, symbolizing advanced cannabis lighting technology. 2. White cannabis leaf icon representing LED grow lights for cannabis on orange gradient. 3. Cannabis cultivation science illustrated by leaf and wireless light symbol on orange. 4. Cannabis lighting & commercial cultivation icon: white leaf with signal lines, orange background. 5. Symbol of cannabis lighting tech: outlined cannabis leaf, Wi-Fi lines, orange gradient backdrop.
Erhöhte Potenz
White hand outline holding cannabis leaf with plus sign; cannabis lighting icon.
Erhöhter Ertrag
"Wir wollen qualitativ hochwertige Produkte herstellen, und dazu braucht man die neueste Forschung und die neueste Technologie. Mit Fluence haben wir einen Partner für beides gefunden."

- Dr. Allison Justice

Vizepräsident für Anbau, OutCo
"Wir wollten eine Studie durchführen, die nicht nur die Forschung über Cannabis erweitert, sondern auch den Landwirten hilft, eine fundierte Entscheidung über die Technologie und die Anbaustrategie zu treffen, die sie in ihrem Anbau einsetzen, um ihre Geschäftsabläufe positiv zu beeinflussen."

- Josh Gerovac

Fluence Bioengineering

Pioniere des Cannabisanbaus: Forschung zur Gartenbaubeleuchtung

OutCo hat es sich zur Aufgabe gemacht, sein Geschäft auf einer soliden, wissenschaftlich fundierten Grundlage zu betreiben und steht an der Spitze der Cannabisforschung, um die Einwohner Südkaliforniens mit qualitativ hochwertigem medizinischem und Freizeit-Cannabis zu versorgen. Die Durchführung von Forschungsarbeiten zur Entwicklung von Top-Management-Praktiken für den Anbau ist eine ihrer Kernstrategien, um sicherzustellen, dass die Patienten mit konsistenter, hochwertiger Medizin versorgt werden. Als Dr. Allison Justice als VP of Cultivation zu OutCo kam, wandte sie sich an Branchenkollegen, um optimale cannabisspezifische Anbaupraktiken zu ermitteln. Mit ihrer Ausbildung und ihrem Hintergrund in Pflanzen- und Umweltwissenschaften brachte Dr. Justice ein solides Fundament an Best Practices für den kommerziellen Anbau mit, suchte aber nach Antworten auf Fragen wie: Wie viel Lichtintensität benötigt Cannabis? und was ist das optimale Lichtspektrum für Cannabis? Sie stellte fest, dass die Antworten meist auf Erfahrungsberichten von Züchtern beruhten und dass zu diesen Themen keine angewandte Forschung veröffentlicht worden war. Zu dieser Zeit lernte sie Josh Gerovac, Gartenbauwissenschaftler bei Fluence Bioengineering, kennen, der auf der Suche nach einem Forschungspartner war, um diese grundlegenden Fragen zu beantworten.

Die meisten Forschungsinstitute und Universitäten sind nur begrenzt in der Lage, kontrollierte Experimente mit Cannabis durchzuführen, und den vorhandenen Erfahrungsberichten von Züchtern mangelt es an den reglementierten Protokollen und Standardarbeitsverfahren, die für die Gewinnung fundierter Daten erforderlich sind. Im Jahr 2009 veröffentlichte die Universität von Mississippi die erste von Experten begutachtete Studie, in der der Einfluss von Lichtintensität, Temperatur und CO2-Konzentration auf Cannabis untersucht wurde. Obwohl diese Veröffentlichung die erste ihrer Art war, untersuchten die Forscher nicht, wie sich diese Umweltvariablen auf den Ernteertrag auswirkten, der für die Anbauer eine wichtige Kennzahl ist. Fluence hat nicht nur in die Entwicklung effizienter LED-Beleuchtungslösungen für den Gartenbau investiert, sondern auch in die Erweiterung des Branchenwissens über die Auswirkungen von Licht auf das Pflanzenwachstum und die Entwicklung.

Das Experiment: Einfluss der Lichtintensität auf Ertrag und Sekundärmetaboliten

Mit Hilfe der Ausbildung, die sie in der Graduiertenschule erhalten haben (Allison ist Absolventin der Clemson University mit einem Ph.D. in Pflanzen- und Umweltwissenschaften und Josh ein Absolvent der Purdue University mit einem M.Sc. in Gartenbau), entwickelte das Team ein Protokoll, um die Auswirkungen der Lichtintensität auf das Pflanzenwachstum und die Entwicklung zu bewerten. Um die "optimale" Lichtintensität für den Ertrag und die Produktion von Sekundärmetaboliten, insbesondere die Gesamtkonzentration aktiver Cannabinoide, zu ermitteln, wurden in dem Experiment die Auswirkungen von fünf Lichtintensitäten (siehe Tabelle 1) während der Blütephase der Cannabissorte "Hazy OG" untersucht. Fluence-LED-Wachstumslampen mit PhysioSpec IndoorTM (ein breites Spektrum) lieferten einen durchschnittlichen PPFD von 400, 600, 800 und 1200 µmol/m2/s (siehe Foto 1). Als kommerzielle Kontrolle dienten doppelseitige HPS-Leuchten, die einen durchschnittlichen PPFD von 700 µmol/m2/s lieferten (siehe Foto 2).
Tabelle 1: Lichtintensität Behandlungen
Lichtintensitätsbehandlungen
Beleuchtungskörper Durchschnittliche PPFDDurchschnittlicher DLI
Fluence LED400 µmol/m2/s17,3 mol/m2/d
Fluence LED600 µmol/m2/s25,9 mol/m2/d
1000W DE HPS700 µmol/m2/s25,9 mol/m2/d
Fluence LED800 µmol/m2/s34,6 mol/m2/d
Fluence LED1200 µmol/m2/s51,8 mol/m2/d
Tabelle 2: Umweltbedingungen
Umweltbedingungen
Durchschnittliche Temperatur23,7 ± 1,7 ºC
Durchschnittliche Relative Luftfeuchtigkeit52.5 ± 3.2 %
Durchschnittliche CO2-Konzentration1511 ± 71 ppm
Bild 1: Fluence SPYDRx PLUS Breitstrahl-LED
Cannabis plants under LED grow lights for commercial cannabis cultivation.
Bild 2: 1000W DE HPS
Cannabis plants under LED grow lights for cannabis in commercial cultivation room.

Die Ergebnisse

Drei der wichtigsten Faktoren, die in dieser doppelt wiederholten Studie analysiert wurden, waren das Frischgewicht der Triebe, die Gesamtkonzentration an Cannabinoiden und das Gewicht der beschnittenen Blüten.
Bar graph showing higher shoot weight with increased PPFD in LED cannabis lighting.

Schießen Frischgewicht

Bei den fünf Behandlungen stieg das durchschnittliche Frischgewicht der Triebe mit zunehmender Lichtintensität nahezu linear an. Der größte Anstieg trat auf, als die Lichtintensität von 400 auf 600 Mikromol erhöht wurde, was zu einem Anstieg von 26 % führte (siehe Abbildung 1).
Bar graph comparing LED grow lights vs HPS on total cannabinoids in cannabis cultivation.

Gesamte aktive Cannabinoid-Konzentrationen

Zur Überraschung der Forscher gab es nur sehr geringe Unterschiede in den Cannabinoid-Konzentrationen zwischen den LED-Behandlungen, unabhängig von der Lichtintensität. Allerdings zeigten alle LED-Behandlungen einen durchschnittlichen Anstieg der gesamten aktiven Cannabinoide um 12 % im Vergleich zur HPS-Behandlung (siehe Abbildung 2). Dies deutet darauf hin, dass das Lichtspektrum die Gesamtkonzentration der aktiven Cannabinoide erheblich beeinflusst, und in geringerem Maße die Lichtintensität.
Bar graph: trimmed cannabis flower weight vs. PPFD with LED, HPS grow lights.

Abgeschnittene Blume Gewicht

Unter den fünf Behandlungen gab es einen nahezu linearen Anstieg des Schnittblumengewichts, wobei der größte Anstieg bei einer Erhöhung des PPFD von 400 auf 600 µmol/m2/s auftrat (siehe Abbildung 3). Obwohl die Daten einen nahezu linearen Anstieg des beschnittenen Blütengewichts zeigen, scheint der prozentuale Anstieg zwischen den Behandlungen mit 800 und 1200 µmol/m2/s darauf hinzuweisen, dass 1200 µmol/m2/s sich wahrscheinlich dem Punkt der Lichtsättigung nähert.

Analyse

Die Ergebnisse der Studie liefern wichtige Daten darüber, wie Cannabis, insbesondere die Sorte Hazy OG, durch die Lichtintensität beeinflusst wird. Insgesamt stieg der Ertrag mit zunehmender Lichtintensität nahezu linear an. Während der Einfluss der Lichtintensität bei den LED-Behandlungen nur eine minimale Auswirkung auf die gesamten aktiven Cannabinoide hatte, gab es im Vergleich zur HPS-Behandlung einen Anstieg von 12 %. Dies lieferte wertvolle Daten für Allison und Josh, um eine Hypothese für ihr nächstes Experiment zu entwickeln, das die Auswirkungen der Lichtqualität (d. h. des Spektrums) auf den Ertrag und die gesamten aktiven Cannabinoide bewerten soll.

Letztendlich werden die von OutCo und Fluence durchgeführten Versuche den Züchtern helfen, die optimale Beleuchtungslösung zu finden, um die Erträge zu maximieren, die Potenz zu steigern und damit die Einnahmen der Unternehmen zu erhöhen. "Als wir Fluence SPYDRx PLUS in der Studie einsetzten [die Leuchte, die 800 PPFD liefert], sahen wir eine Ertragssteigerung von 13,5 %, während wir 44 % weniger Energie verbrauchten als unsere doppelseitigen HPS-Leuchten. Für uns ist das enorm. Dabei sind die Energieeinsparungen durch eine geringere HVAC-Last noch gar nicht berücksichtigt", so Allison. Mit dem Fluence SPYDRx PLUS produzierte Hazy OG 66 Gramm pro Quadratfuß, was einer Steigerung von 14 % gegenüber den mit HPS angebauten Pflanzen entspricht, und verbrauchte dabei fast die Hälfte des Stroms (siehe Tabelle 3).

BehandlungStromverbrauchTHC-PotenzAusbeute
LED 400 µmol/m2/s330W21.4%34,2 g/ft2
LED 600 µmol/m2/s560W21.7%51,7 g/ft2
HPS 700 µmol/m2/s1045W19.1%57,1 g/ft2
LED 800 µmol/m2/s660W21.4%66,0 g/ft2
LED 1200 µmol/m2/s1000W20.8%72,0 g/ft2
"Durch die Durchführung von internen Versuchen können wir sehr schnell feststellen, wie eine neue Technologie im Vergleich zu dem, was unsere Anlage bereits produzieren kann, abschneidet. Dadurch konnten wir die Produktion verbessern und letztlich unser Ergebnis steigern.

- Allison Justice

Vizepräsident für Anbau, OutCo

Pläne für die Expansion: Aufwachsen mit Fluence LED Lights

Sowohl Fluence als auch OutCo haben sich zum Ziel gesetzt, Daten zu veröffentlichen, mit denen kommerzielle Erzeuger ihre Anbaumethoden verbessern können, um den Ertrag, die Effizienz und den Umsatz zu steigern. OutCo hat diese Daten genutzt, um Entscheidungen über langfristige Geschäftsziele zu treffen. "Nichts ist aussagekräftiger als Daten aus einem richtig angelegten und wiederholten Versuch. Als mein CEO die Möglichkeit hatte, unsere Erntedaten im Vergleich zwischen LED- und HPS-Licht zu sehen, war unsere Entscheidung, unsere Räume aufzurüsten, sofort getroffen", so Allison. OutCo ist derzeit dabei, seine Anlage von einschichtiger HPS-Beleuchtung auf doppelstöckige Rolltische mit Fluence SPYDRx PLUS umzurüsten. "Wir erwarten, dass wir dadurch die 2,5-fache Quadratmeterzahl an Anbaufläche auf demselben Grundstück erhalten", so Allison.
Forschung und Entwicklung sind bei weitem der beste Weg, um zu verstehen, wie Licht mit dem Leben interagiert, und nur durch Zusammenarbeit können wir daran arbeiten, das Potenzial vollständig zu verstehen. OutCo und Fluence Bioengineering werden weiterhin gemeinsam forschen, um zu erforschen, wie sich Lichtintensität und Lichtspektren auf alle Phasen des Cannabisanbaus auswirken, und dies wird letztendlich zu unserem Verständnis beitragen, wie Licht alle Pflanzenarten beeinflusst.