La cantidad total de luz recibida por una planta es el principal factor predictivo de la tasa de crecimiento y el rendimiento. La entrega de luz se mide como la cantidad de fotones entregados a un área de un metro cuadrado en un solo día (mol-m-2-día-1), que se denomina Integral de Luz Diaria (DLI). La mayoría de los cultivadores de interior utilizan la Densidad de Flujo Fotónico Fotosintético (PPFD), que es como la DLI pero se mide en el transcurso de un segundo en lugar de un día entero y utiliza la unidad más pequeña µmol para la cantidad de fotones (µmol-m-2-s-1). La medición de la PPFD permite realizar un seguimiento de los cambios en la intensidad de la luz que se producen de forma natural a lo largo de un día. La DLI es simplemente una suma de los valores de PPFD que se producen por cada segundo en un día. En un entorno de cultivo interior, la PPFD se mantiene constante a lo largo del día, por lo que es análoga a la DLI como medida del suministro total de luz diario. Las hojas actúan como paneles solares, capturando fotones y extrayendo su energía. La energía extraída debe utilizarse inmediatamente, ya sea alimentando procesos dentro del cloroplasto o fabricando azúcares que las plantas utilizan para la síntesis de tejidos y el almacenamiento de energía. Cuando la energía de los fotones se extrae más rápido de lo que puede utilizarse, esa energía tiende a volverse destructiva. Las plantas disponen de mecanismos que les permiten eliminar el exceso de energía para evitar daños. Cada fotón desechado de esta manera representa una inversión desperdiciada, ya que no conduce a ningún rendimiento adicional. Por lo tanto, es fundamental equilibrar la tasa de captación de energía fotónica con la tasa de utilización de energía fotónica en la planta. La tasa de actividades celulares se denomina colectivamente metabolismo.
Temperatura: La temperatura es el factor determinante de la tasa metabólica de las plantas. A medida que aumenta el suministro de luz, también debe aumentar la temperatura de la planta para mantener el equilibrio. Los objetivos típicos de temperatura de la hoja en un sistema de cultivo de alta PPFD son 78-80 °F durante el estiramiento y 80-84 °F durante la floración. La temperatura de las hojas puede reducirse después de la floración, cuando el crecimiento de los tejidos de la planta se ralentiza y el cultivador se centra en dirigir la planta hacia la maduración de las flores. La transpiración (evaporación del agua de la superficie de las hojas) tiene un efecto refrescante en las plantas, por lo que la temperatura de la superficie de las hojas será inferior a la del aire cuando la planta esté transpirando activamente. Una diferencia de 1,5-2,0°F entre la temperatura de la hoja y la del aire es un buen indicador de una tasa de transpiración saludable.
También es importante reconocer que las luminarias LED no emiten luz infrarroja y, por lo tanto, no son una fuente significativa de calor para los tejidos vegetales. La temperatura del aire es el factor de control para gestionar la temperatura de las plantas en entornos interiores.
Los cultivadores de invernaderos tendrán niveles variables de calor infrarrojo procedente de la luz natural y, por tanto, tendrán que controlar las relaciones entre estacionalidad, hora del día, flujo de luz natural y temperaturas de las hojas para ajustar las temperaturas del aire en consecuencia. Durante los meses de verano, puede ser útil recubrir los cristales con una capa reflectante de infrarrojos e instalar cortinas de sombra.
Gestión del VPD: El déficit de presión de vapor (VPD), medido en kPa, puede considerarse una medida de la facilidad con la que el agua de una hoja puede evaporarse en el aire circundante. El VPD se ve afectado tanto por la temperatura como por la humedad del aire. Las altas temperaturas dan a las moléculas de agua más energía para "dar el salto", mientras que una mayor humedad significa que hay menos espacio en el aire para que una molécula de agua salga de la hoja. Se puede alcanzar el mismo valor de VPD con múltiples combinaciones de temperatura y humedad del aire. Las tasas de transpiración afectan al flujo de nutrientes por toda la planta. Las VPD excesivamente altas también pueden desencadenar la respuesta de estrés por sequía de una planta, que cierra los estomas y detiene la absorción deCO2. La humedad debe verse como una herramienta que manipular para alcanzar una VPD objetivo para una temperatura determinada. Por sí misma, la humedad no es una medida funcional para la gestión medioambiental en los sistemas de cultivo. Esto adquiere relevancia a medida que los rangos de temperatura apropiados para el cultivo de LED de alta PPFD son mayores que los típicos de las prácticas de cultivo históricas. Aumentar las temperaturas sin aumentar adecuadamente la humedad conduce a valores elevados de VPD que promueven una transpiración excesiva o respuestas de estrés por sequía. Los rangos típicos de VPD son 0,8 - 1,0 kPa durante el crecimiento vegetativo, 0,9 - 1,1 kPa en floración temprana y 1,1-1,3 kPa en floración tardía.
Dióxido de carbono: El dióxido de carbono es el componente básico de todas las moléculas de los tejidos y compuestos vegetales. Las plantas absorben dióxido de carbono a través de unas aberturas en las hojas llamadas estomas. La concentración de dióxido de carbono en el aire que rodea una hoja determina la velocidad a la que el gas se difunde en el interior de la hoja. A medida que aumentan la captura de fotones y las tasas metabólicas, también lo hace la necesidad de dióxido de carbono. Una buena práctica general es mantener 800 ppmde CO2 o 1 ppmde CO2 por cada µmol-m-2-s-1 de PPFD, lo que sea mayor. Una consideración importante es que la planta sólo puede absorber elCO2 que se encuentra inmediatamente alrededor del tejido foliar. La reserva deCO2 en el dosel puede agotarse cuando no se mantiene un flujo de aire adecuado, incluso cuando la concentración de aire ambiente está dentro del rango objetivo. La demanda deCO2 a valores elevados de PPFD es tal que la disponibilidad deCO2 puede convertirse fácilmente en el factor limitante del rendimiento y el desarrollo de la planta. Debe mantenerse un mínimo de 0,2-0,4 m-s-1 de velocidad del aire dentro del dosel interior, medida con un anemómetro de hilo caliente.
Fotoaclimatación: El cannabis tiene una notable capacidad de utilización de la luz; sin embargo, incluso el cannabis resultará dañado por la exposición inmediata a las intensidades de luz utilizadas en la floración con accesorios LED de alta PPFD (1200 - 1800 µmol-m-2-s-1). Es necesario endurecer las plantas a intensidades de luz cada vez mayores, empezando con la propagación y continuando con el estiramiento en floración. Un clon enraizado que inicie el crecimiento vegetativo debe exponerse a 200 - 300 µmol-m-2-s-1 con incrementos suficientes para alcanzar 450 - 600 µmol-m-2-s-1 antes del inicio de la floración. Incrementos diarios de 25 µmol-m-2-s-1 durante el crecimiento vegetativo y de 50 µmol-m-2-s-1 durante la floración permitirán a las plantas fotoaclimatarse sin estrés.
Equipos HVAC: A pesar de la excepcional eficiencia eléctrica de las modernas luminarias LED hortícolas, las instalaciones de alta PPFD siguen liberando cantidades significativas de calor en los espacios de cultivo. Además, las tasas de transpiración tienden a aumentar con la intensidad de la luz. Por lo tanto, las cargas sensibles (temperatura del aire) y latentes (energía necesaria para condensar el vapor de agua) aumentan en relación con los valores de referencia establecidos previamente para el cultivo de cannabis. Un reto específico en el diseño de la climatización en estas condiciones consiste en mantener los bajos valores de VPD necesarios durante la primera o segunda semana de floración. Las plantas de cannabis duplican o triplican su tamaño durante la floración, lo que significa que las plantas que empiezan a florecer son mucho más pequeñas y, por tanto, transpiran mucho menos que cuando están completamente maduras. Los sistemas HVAC diseñados para satisfacer los requisitos de deshumidificación de las plantas maduras a menudo eliminan demasiada humedad del aire durante la floración temprana. Es necesario que los sistemas de climatización en entornos de alta PPFD sean capaces de gestionar cargas latentes y sensibles muy variables. Hay varias formas de conseguirlo, entre las que se incluyen el ventilador variable y los caudales de refrigerante, el escalonamiento y la humidificación por vapor.
Selección de cultivares: Debe tenerse en cuenta que no todos los genotipos de cannabis responden favorablemente a la alta intensidad de la luz, dependiendo de sus objetivos es posible que desee seleccionar para los cultivares que se desempeñan bien y recompensar con un rendimiento adicional o factor en las zonas de atenuación para el funcionamiento de los cultivares de menor luz a una intensidad más baja.
Gestión de nutrientes y riego: Con una mayor intensidad lumínica, el cannabis exige mayores aportes de agua, nutrientes yCO2; piense que es como un culturista que necesita ingerir más alimentos que el ser humano medio en un día para mantener la energía utilizada y la masa que está construyendo. A partir de nuestra investigación y de los estudios de casos de cultivadores sobre la alta intensidad luminosa, vemos que las CE de entrada de hasta 3,0 suelen ser suficientes si el fertilizante está bien equilibrado. La demanda de nutrientes y la movilidad también varían con las tasas de VPD, por lo que el mantenimiento de la VPD ideal desempeña un papel importante en la gestión de los nutrientes y el riego. Cabe señalar que, además de los 17 elementos esenciales, el cannabis responde favorablemente a los bioestimulantes como el ácido fúlvico, las algas, los microorganismos beneficiosos y el silicato; estos aportes adicionales pueden mejorar en gran medida la salud de la planta y su resistencia a estreses abióticos como la alta intensidad luminosa.
