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.
Il est également important de reconnaître que les luminaires à LED n'émettent pas de lumière infrarouge et ne constituent donc pas une source importante de chaleur pour les tissus végétaux. La température de l'air est le facteur déterminant pour la gestion de la température des plantes dans les environnements intérieurs.
Les serristes auront des niveaux variables de chaleur infrarouge provenant de la lumière naturelle et devront donc surveiller les relations entre la saisonnalité, l'heure de la journée, le flux de lumière naturelle et les températures des feuilles pour ajuster les températures de l'air en conséquence. L'application d'un revêtement réfléchissant les infrarouges sur le vitrage et l'installation de rideaux d'ombrage peuvent s'avérer utiles pendant les mois d'été.
Gestion du DPV : Le déficit de pression de vapeur (DPV), mesuré en kPa, peut être considéré comme une mesure de la facilité avec laquelle l'eau contenue dans une feuille peut s'évaporer dans l'air ambiant. Le DPV est influencé par la température et l'humidité de l'air. Les températures élevées donnent aux molécules d'eau plus d'énergie pour "faire le saut", tandis qu'une humidité élevée signifie qu'il y a moins d'espace dans l'air pour une molécule d'eau lorsqu'elle essaie de quitter la feuille. La même valeur de DPV peut être obtenue avec plusieurs combinaisons de température et d'humidité de l'air. Les taux de transpiration affectent le flux de nutriments dans la plante. Un DPV trop élevé peut également déclencher la réaction de la plante au stress de la sécheresse, qui ferme les stomates et arrête l'absorption deCO2. L'humidité doit être considérée comme un outil à manipuler pour atteindre un DPV cible pour une température donnée. En soi, l'humidité n'est pas une mesure fonctionnelle pour la gestion de l'environnement dans les systèmes de culture. Cela est d'autant plus important que les plages de températures appropriées pour la culture de LED à PPFD élevé sont plus grandes que celles typiques des pratiques de culture historiques. L'augmentation des températures sans augmentation appropriée de l'humidité conduit à des valeurs élevées de DPV qui favorisent soit une transpiration excessive, soit des réactions de stress dues à la sécheresse. Les plages typiques de DPV sont de 0,8 à 1,0 kPa pendant la croissance végétative, de 0,9 à 1,1 kPa au début de la floraison et de 1,1 à 1,3 kPa à la fin de la floraison.
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.
Photo acclimatation : Le cannabis a une capacité remarquable d'utilisation de la lumière ; cependant, même le cannabis sera endommagé par une exposition immédiate aux intensités lumineuses utilisées pour la floraison avec des appareils LED à PPFD élevé (1200 - 1800 µmol-m-2-s-1). Il est nécessaire d'endurcir les plantes à des intensités lumineuses croissantes en commençant par la propagation et en continuant jusqu'à la floraison. Un clone enraciné commençant sa croissance végétative doit être exposé à 200 - 300 µmol-m-2-s-1 avec des augmentations suffisantes pour atteindre 450 - 600 µmol-m-2-s-1 avant l'initiation florale. Des augmentations quotidiennes de 25 µmol-m-2-s-1 pendant la croissance végétative et de 50 µmol-m-2-s-1 pendant la floraison permettront aux plantes de se photoacclimater sans stress.
Équipement de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) : Malgré l'efficacité électrique exceptionnelle des luminaires LED horticoles modernes, les installations à PPFD élevé dégagent encore des quantités importantes de chaleur dans les espaces de culture. En outre, les taux de transpiration ont tendance à augmenter avec l'intensité lumineuse. Ainsi, les charges sensibles (température de l'air) et latentes (énergie nécessaire à la condensation de la vapeur d'eau) augmentent par rapport aux valeurs de référence précédemment établies pour la culture du cannabis. L'un des défis spécifiques de la conception des systèmes CVC dans ces conditions consiste à maintenir les faibles valeurs de DPV requises au cours de la première ou des deux premières semaines de floraison. Les plantes de cannabis doublent ou triplent de taille pendant la floraison, ce qui signifie que les plantes qui commencent à fleurir sont beaucoup plus petites et transpirent donc beaucoup moins que lorsqu'elles sont complètement mûres. Les systèmes CVC conçus pour répondre aux besoins de déshumidification des plantes matures éliminent souvent trop d'humidité de l'air au début de la floraison. Dans les environnements à PPFD élevé, les systèmes CVC doivent être capables de gérer des charges latentes et sensibles très variables. Il existe plusieurs moyens d'y parvenir, notamment la variation des débits des ventilateurs et des réfrigérants, l'échelonnement et l'humidification à la vapeur.
Sélection des cultivars : Il convient de noter que tous les génotypes de cannabis ne réagissent pas favorablement à une intensité lumineuse élevée. En fonction de vos objectifs, vous pouvez sélectionner des cultivars qui donnent de bons résultats et qui sont récompensés par un rendement supplémentaire, ou tenir compte des zones de gradation pour faire fonctionner des cultivars moins lumineux à une intensité plus faible.
Gestion des nutriments et de l'irrigation : Avec une intensité lumineuse plus élevée, le cannabis exige des apports plus importants en eau, en nutriments et enCO2. Imaginez un culturiste qui doit absorber plus de nourriture que l'homme moyen en une journée pour soutenir l'énergie utilisée et la masse qu'il est en train de construire. D'après nos recherches et nos études de cas sur les cultures à forte intensité lumineuse, nous constatons que des CE allant jusqu'à 3,0 sont souvent suffisantes si l'engrais est bien équilibré. La demande et la mobilité des éléments nutritifs varient également en fonction des taux de DPV, de sorte que le maintien d'un DPV idéal joue un rôle important dans la gestion des éléments nutritifs et de l'irrigation. Il convient de noter qu'en plus des 17 éléments essentiels, le cannabis répond favorablement aux biostimulants tels que l'acide fulvique, le varech, les micro-organismes bénéfiques et le silicate, ces apports supplémentaires peuvent grandement améliorer la santé de la plante et sa résistance aux stress abiotiques tels que la forte intensité lumineuse.
