The total amount of light received by a plant is the principal predictor of growth rate and yield. Light delivery is measured as the quantity of photons delivered to a square meter area in a single day (mol·m-2·day-1) which is called the Daily Light Integral (DLI). Most indoor growers communicate about light delivery using Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) which is like DLI but measured over the course of a single second rather than an entire day and uses the smaller unit µmol for photon quantity (µmol·m-2·s-1). Measuring PPFD allows one to track the changes in light intensity which occur naturally over the course of a day. DLI is simply a sum of the PPFD values that occur for each second in a day. In an indoor growing environment, PPFD is held constant throughout the day, making it analogous to DLI as a measure of total daily light delivery. Leaves act like solar panels, capturing photons and extracting their energy. The extracted energy needs to be put to immediate use, either by powering processes within the chloroplast or building sugars that plants use for tissue synthesis and energy storage. When photon energy is extracted faster than it can be used, that energy tends to become destructive. Plants have mechanisms which allow them to shed excess energy to avoid damage. Every photon shed in this way represents wasted investment as it leads to no additional yield. Thus, it is critical to balance the rate of photon energy capture with the rate of photon energy use in the plant. The rate of cellular activities is collectively referred to as metabolism.
Temperature: Temperature is the key determinant in plant metabolic rates. As light delivery increases, plant temperature must also be increased to maintain the balance. Typical leaf temperature targets in a high PPFD cultivation system are 78-80°F during stretch and 80-84°F during bloom. Leaf temperatures can be lowered after bloom when plant tissue growth rates slow and the grower focus switches to steering the plant into ripening flowers. Transpiration (the evaporation of water from leaf surfaces) has a cooling effect on plants so the leaf surface temperature will be cooler than the air when a plant is actively transpiring. A difference of 1.5-2.0°F between the leaf and air temperatures is a good indicator of healthy transpiration rates.
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.
Carbon Dioxide: Cabon dioxide is the building block of every molecule in plant tissues and compounds. Plants absorb carbon dioxide through openings in the leaves called stomata. The concentration of carbon dioxide in the air surrounding a leaf determines the rate at which the gas diffuses into the leaf interior. As photon capture and metabolic rates increase, so does the need for carbon dioxide. A good general practice is to maintain 800 ppm CO2 or 1 ppm CO2 for every µmol·m-2·s-1 of PPFD, whichever is greater. An important consideration is that the plant can only absorb CO2 that is immediately surrounding leaf tissue. The CO2 pool in the canopy can be depleted when adequate airflow is not maintained, even when the ambient air concentration is within the target range. The demand for CO2 at elevated PPFD values is such that CO2 availability can easily become the limiting factor in yield and plant development. A minimum of 0.2-0.4 m·s-1 air velocity should be maintained within the inner canopy as measured by a hot wire anemometer.
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.
