Innovador destacado

OutCo

San Diego, California
White outline of power plug as flower above leaves on orange, symbolizing LED grow lights for cannabis cultivation.
Mayor eficiencia energética
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.
Mayor potencia
White hand outline holding cannabis leaf with plus sign; cannabis lighting icon.
Mayor rendimiento
"Queremos cultivar productos de alta calidad, y para ello se necesita la investigación y la tecnología más avanzadas. Con Fluence hemos encontrado un socio en ambas".

- Dra. Allison Justice

Vicepresidente de Cultivo, OutCo
"Queríamos llevar a cabo un ensayo que no sólo ampliara la investigación sobre el cannabis, sino que también beneficiara a los cultivadores para tomar una decisión informada con respecto a la tecnología y la estrategia de cultivo que implementan en su cultivo para impactar positivamente en sus operaciones comerciales."

- Josh Gerovac

Bioingeniería Fluence

Pioneros en el cultivo de cannabis: Investigación sobre iluminación hortícola

Con la misión de operar su negocio sobre una base sólida arraigada en la ciencia, OutCo está a la vanguardia de la investigación del cannabis para proporcionar a los residentes del sur de California cannabis medicinal y recreativo de alta calidad. Llevar a cabo investigaciones para desarrollar las mejores prácticas de gestión para el cultivo es una de sus principales estrategias para garantizar que los pacientes reciban una medicina consistente y de alta calidad. Cuando la Dra. Allison Justice se incorporó a OutCo como vicepresidenta de Cultivo, recurrió a colegas del sector para determinar las prácticas óptimas de cultivo específicas para el cannabis. Con su formación y experiencia en ciencias de las plantas y del medio ambiente, la Dra. Justice traía consigo una sólida base en las mejores prácticas de cultivo comercial, pero buscaba responder a preguntas como cuánta intensidad de luz necesita el cannabis y cuál es el espectro de luz óptimo para el cannabis. Descubrió que las respuestas se basaban principalmente en testimonios de cultivadores y que no se había publicado ninguna investigación aplicada sobre estos temas. En ese momento, le presentaron a Josh Gerovac, científico de horticultura de Fluence Bioengineering, que buscaba un socio investigador para responder a esas preguntas fundamentales.

La mayoría de las instituciones de investigación y universidades tienen una capacidad limitada para realizar experimentos controlados con cannabis, y los testimonios de cultivadores existentes carecen de los protocolos regimentados y los procedimientos operativos estándar necesarios para generar datos sólidos. En 2009, la Universidad de Mississippi publicó el primer estudio revisado por expertos que evaluaba la influencia de la intensidad de la luz, la temperatura y la concentración de CO2 en el cannabis. Aunque esta publicación fue la primera de su clase, los investigadores no evaluaron el impacto de esas variables ambientales en el rendimiento de los cultivos, que es un parámetro clave para los cultivadores. Fluence no sólo ha invertido en el desarrollo de soluciones eficientes de iluminación LED para horticultura, sino también en ampliar los conocimientos de la industria sobre el impacto de la luz en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

El experimento: Impacto de la intensidad luminosa en el rendimiento y los metabolitos secundarios

Utilizando la formación que recibieron en la escuela de posgrado (Allison es licenciada en Ciencias Vegetales y Medioambientales por la Universidad de Clemson y Josh es licenciado en Horticultura por la Universidad de Purdue), el equipo desarrolló un protocolo para evaluar el impacto de la intensidad de la luz en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Para determinar la intensidad de luz "óptima" para el rendimiento y la producción de metabolitos secundarios, en particular las concentraciones totales de cannabinoides activos, el experimento evaluó el efecto de cinco intensidades de luz (véase la Tabla 1) durante la fase de floración de la variedad de cannabis "Hazy OG". Las luces de cultivo LED de fluencia con PhysioSpec IndoorTM (de amplio espectro) proporcionaron una PPFD media de 400, 600, 800 y 1200 µmol/m2/s (véase la Foto 1). Como control comercial se utilizaron lámparas HPS de doble terminación que proporcionaron una PPFD media de 700 µmol/m2/s (véase la fotografía 2).
Tabla 1: Tratamientos de intensidad luminosa
Tratamientos de intensidad luminosa
Luminaria PPFD mediaDLI medio
Fluencia LED400 µmol/m2/s17,3 mol/m2/d
Fluencia LED600 µmol/m2/s25,9 mol/m2/d
1000W DE HPS700 µmol/m2/s25,9 mol/m2/d
Fluencia LED800 µmol/m2/s34,6 mol/m2/d
Fluencia LED1200 µmol/m2/s51,8 mol/m2/d
Cuadro 2: Condiciones medioambientales
Condiciones medioambientales
Temperatura media23,7 ± 1,7 ºC
Humedad relativa media52.5 ± 3.2 %
Concentración media de CO21511 ± 71 ppm
Foto 1: Fluence SPYDRx PLUS LED de amplio espectro
Cannabis plants under LED grow lights for commercial cannabis cultivation.
Foto 2: 1000W DE HPS
Cannabis plants under LED grow lights for cannabis in commercial cultivation room.

Resultados

Tres de los principales factores analizados en este estudio de doble repetición fueron el peso fresco de los brotes, las concentraciones totales de cannabinoides y el peso de las flores recortadas.
Bar graph showing higher shoot weight with increased PPFD in LED cannabis lighting.

Tiro Peso Fresco

En los cinco tratamientos, el peso fresco medio de los brotes experimentó un incremento casi lineal a medida que aumentaba la intensidad luminosa. El mayor aumento se produjo cuando la intensidad luminosa pasó de 400 a 600 micromoles, lo que supuso un incremento del 26% (véase la Figura 1).
Bar graph comparing LED grow lights vs HPS on total cannabinoids in cannabis cultivation.

Concentraciones totales de cannabinoides activos

Para sorpresa de los investigadores, hubo muy poca diferencia en las concentraciones de cannabinoides entre los tratamientos con LED, independientemente de la intensidad de la luz. Sin embargo, todos los tratamientos con LED mostraron un aumento medio del 12% en cannabinoides activos totales en comparación con el tratamiento con HPS (véase la Figura 2). Esto indica que el espectro luminoso influye significativamente en la concentración total de cannabinoides activos y, en menor medida, la intensidad luminosa.
Bar graph: trimmed cannabis flower weight vs. PPFD with LED, HPS grow lights.

Peso de la flor recortada

En los cinco tratamientos, se produjo un aumento casi lineal del peso de la flor cortada, y el mayor aumento se produjo cuando la PPFD se incrementó de 400 a 600 µmol/m2/s (véase la Figura 3). Aunque los datos muestran un aumento casi lineal del peso de la flor cortada, el porcentaje de aumento entre los tratamientos de 800 y 1200 µmol/m2/s parece indicar que 1200 µmol/m2/s se acerca probablemente al punto de saturación de luz.

Análisis

Los resultados del ensayo aportan datos importantes sobre cómo influye la intensidad de la luz en el cannabis, concretamente en la variedad Hazy OG. En general, a medida que aumentaba la intensidad de la luz, aumentaba el rendimiento en una escala casi lineal. Mientras que el impacto de la intensidad de la luz tuvo un efecto mínimo en el total de cannabinoides activos en los tratamientos LED, hubo un aumento del 12% en comparación con el tratamiento HPS. Esto proporcionó datos valiosos para que Allison y Josh desarrollaran una hipótesis para su próximo experimento, que consiste en evaluar el impacto de la calidad de la luz (es decir, el espectro) en el rendimiento y los cannabinoides activos totales.

En última instancia, los ensayos realizados por OutCo y Fluence ayudarán a los cultivadores a determinar la solución de iluminación óptima para maximizar el rendimiento y aumentar la potencia, lo que a su vez incrementará los ingresos de las empresas. "Cuando utilizamos Fluence SPYDRx PLUS en el ensayo [la lámpara utilizada para suministrar 800 PPFD], vimos un aumento del 13,5% en el rendimiento, a la vez que utilizábamos un 44% menos de energía que nuestras lámparas HPS de doble terminación. Para nosotros, eso es enorme. Esto ni siquiera tiene en cuenta el ahorro de energía derivado de la reducción de la carga de HVAC", dijo Allison. Con el Fluence SPYDRx PLUS, Hazy OG produjo 66 gramos por metro cuadrado, un 14% más que las plantas cultivadas con HPS, y consumió casi la mitad de electricidad (véase la Tabla 3).

TratamientoConsumo de energíaPotencia del THCRendimiento
LED 400 µmol/m2/s330W21.4%34,2 g/pie2
LED 600 µmol/m2/s560W21.7%51,7 g/pie2
HPS 700 µmol/m2/s1045W19.1%57,1 g/pie2
LED 800 µmol/m2/s660W21.4%66,0 g/pie2
LED 1200 µmol/m2/s1000W20.8%72,0 g/pie2
"Al realizar pruebas internas, podemos ver muy rápidamente cómo se compara una nueva tecnología con lo que nuestras instalaciones ya pueden producir. Esto nos ha permitido mejorar la producción y, en última instancia, aumentar nuestra cuenta de resultados."

- Allison Justicia

Vicepresidente de Cultivo, OutCo

Planes de expansión: Crecer con las lámparas Fluence LED

El objetivo tanto de Fluence como de OutCo es publicar datos que los productores comerciales puedan utilizar para mejorar sus métodos de cultivo con el fin de aumentar el rendimiento, la eficacia y los ingresos. OutCo ha utilizado estos datos para tomar decisiones sobre objetivos empresariales a largo plazo. "Nada habla más alto que los datos de un ensayo experimental correctamente diseñado y repetido. Cuando mi director general pudo ver nuestras comparaciones de datos de cosecha de las luces LED frente a las HPS, nuestra decisión de actualizar nuestras salas fue inmediata", dijo Allison. OutCo se encuentra actualmente en proceso de modernizar sus instalaciones, pasando de HPS de una sola capa a mesas rodantes de dos niveles con Fluence SPYDRx PLUS, "esperamos que esto nos aporte 2,5 veces más metros cuadrados de espacio de cultivo dentro de la misma huella inmobiliaria", dijo Allison.
La investigación y el desarrollo son, con diferencia, la mejor forma de entender cómo interactúa la luz con la vida, y sólo mediante la colaboración podemos trabajar para comprender plenamente el potencial. OutCo y Fluence Bioengineering seguirán colaborando en la investigación para explorar cómo la intensidad de la luz y los espectros luminosos influyen en todas las fases del cultivo de cannabis, y en última instancia, esto ayudará a nuestra comprensión de cómo la luz influye en todas las especies de plantas.