Les marges dans l'industrie du cannabis sont plus serrées que jamais, l'offre étant anormalement élevée et la demande réduite des consommateurs faisant grimper les prix dans des États comme la Californie et le Colorado. La dynamique actuelle des marchés établis exerce une pression accrue sur les cultivateurs pour qu'ils fournissent les produits les plus commercialisables, les plus cohérents et les plus qualitatifs possibles, et qu'ils poussent leurs plantes plus fort qu'ils ne l'ont jamais fait auparavant.
Le déploiement de stratégies d'éclairage qui maximisent la capacité du cannabis à absorber la lumière est essentiel pour optimiser les rendements et les résultats, mais peut provoquer un photoblanchiment lorsqu'il est poussé trop loin. Si le photoblanchiment n'a pas nécessairement d'impact sur les rendements, la chimie des terpènes ou la puissance, il réduit considérablement les possibilités de commercialisation pour le consommateur, ce qui est plus important que jamais sur les marchés hyperconcurrentiels et saturés du cannabis.
QU'EST-CE QUE LE PHOTOBLANCHIMENT ?
Physiologiquement, le photoblanchiment est la destruction de la chlorophylle. Lorsque ce pigment est détruit, les tissus ont un aspect blanc cassé, "blanchi". Le photoblanchiment est principalement induit par l'application d'une trop grande quantité de lumière inappropriée aux plantes pendant le développement des fleurs. Dans ce cas, la plante perd sa capacité à traiter correctement l'énergie lumineuse entrante, ce qui perturbe les systèmes à l'intérieur de la plante et détruit la chlorophylle.
L'un des problèmes les plus courants que rencontrent les cultivateurs dans la production commerciale de cannabis est le blanchiment des bourgeons floraux au sommet de la canopée. Les bourgeons blanchis sont dévalués sur le marché, perçus comme étant moins puissants, esthétiquement peu attrayants et ayant une saveur désagréable. Pour ne rien arranger, les bourgeons floraux situés au sommet de la canopée sont généralement les plus puissants et atteignent le prix le plus élevé du marché, ce qui présente de sérieux risques pour les résultats financiers du cultivateur.
La chlorophylle - ainsi que les pigments auxiliaires que sont les caroténoïdes et les xanthophylles - sont les pigments des plantes chargés de capter l'énergie lumineuse et de la transformer en énergie biochimique par le biais du processus de photosynthèse. Alors que la chlorophylle capte particulièrement bien la lumière rouge et bleue, les caroténoïdes et les xanthophylles absorbent les longueurs d'onde moyennes comme le cyan et le vert. Ensemble, ces pigments constituent le "complexe d'antennes", que l'on peut considérer comme le panneau solaire de la photosynthèse.
Le complexe d'antennes est le collecteur d'énergie d'une machine plus grande appelée "photosystème II" (PSII). Le PSII canalise l'énergie du complexe d'antennes vers un centre de réaction, où l'énergie est utilisée pour diviser les molécules d'eau en leurs composants hydrogène et oxygène, en volant quelques électrons au cours du processus. Normalement, ces électrons sont transportés loin du centre de réaction par d'autres protéines et l'oxygène restant est laissé sous la forme d'une molécule stable, qui finit par être relâchée dans l'atmosphère. Cette série de réactions est au cœur du métabolisme des plantes et c'est ce qui se passe tout le temps dans le monde qui nous entoure, sans problème.
Lorsque les complexes d'antennes de la plante sont exposés à des intensités lumineuses élevées, l'ensemble du système se met à fonctionner en surrégime. Comme tout système poussé à ses limites, des goulots d'étranglement apparaissent et l'ensemble du système devient instable. Des accumulations d'énergie sont créées lorsque les électrons sont arrachés aux molécules d'eau du centre de réaction plus rapidement que les protéines ne peuvent les transporter. Confronté à un surplus d'électrons qui n'ont nulle part où aller et à un complexe d'antennes qui absorbe encore des niveaux élevés d'énergie lumineuse, l'ensemble du complexe est en danger.
La combinaison de l'énergie lumineuse entrante et de l'accumulation d'électrons libres est suffisamment énergétique pour affecter l'état quantique des molécules du PSII - dans une réaction en chaîne complexe, les molécules de chlorophylle et d'oxygène changent d'état quantique et réagissent si fortement l'une à l'autre qu'elles sont détruites. Cette perte de molécules de chlorophylle prive les tissus végétaux de leur couleur, ce qui leur donne un aspect blanchi.
ÉVITER LE PHOTOBLANCHIMENT
Le moyen le plus simple d'éviter le photoblanchiment des bourgeons de cannabis est d'utiliser un spectre blanc large et équilibré. Avec un spectre équilibré, la plupart des cultivars de cannabis ne présenteront pas de photoblanchiment jusqu'à une densité de flux de photons photosynthétiques (PPFD) de 2 500 μmol/mˉ²/sˉ¹, bien au-dessus des niveaux de PPFD où l'on observe traditionnellement un photoblanchiment avec des spectres sous-optimaux.
Si les cultivateurs utilisent un spectre plus riche en rouge - qui induit le photoblanchiment à des niveaux beaucoup plus faibles - le photoblanchiment peut également être évité en réduisant l'intensité lumineuse totale. Les recherches de Fluence ont permis d'observer que la réduction du PPFD jusqu'à 500 μmol/mˉ²/sˉ¹ permet à certains cultivars de ne pas être décolorés, même lorsque l'intensité lumineuse supplémentaire contient jusqu'à 95 % de photons rouges. Cette diminution du photoblanchiment se fait fortement au détriment des rendements finaux, car les intensités lumineuses plus faibles utilisées ne stimulent pas autant la photosynthèse. Les recherches de Fluence ont montré que jusqu'à un PPFD d'environ 1800 μmol/mˉ²/sˉ¹, une augmentation de 1 % du PPFD entraîne une augmentation de 1 % des rendements finaux. Plus les cultivateurs doivent réduire l'intensité pour compenser des choix de spectre lumineux mal optimisés, plus ils paieront au moment de la récolte.
La modification de l'éclairage lui-même n'est pas le seul moyen de réduire le risque de photoblanchiment, bien que la recherche sur ces effets en soit encore à un stade très préliminaire. Des recherches antérieures ont montré que les traitements de préchauffage induisent un photoblanchiment chez les concombres, ce qui laisse supposer que les traitements de refroidissement pourraient contribuer à réduire le photoblanchiment excessif. La génétique joue également un rôle essentiel dans la détermination de la probabilité qu'une plante de cannabis présente un photoblanchiment. L'équipe de recherche de Fluence a observé que certaines cultures de cannabis présentent un photoblanchiment même dans des conditions environnementales idéales, ce qui signifie que certaines plantes sont simplement plus susceptibles de présenter un photoblanchiment quelles que soient les circonstances.
COMMENT LE PHOTOBLANCHIMENT INFLUE SUR LA QUALITÉ
Le photoblanchiment semble avoir un impact minime sur le rendement final des bourgeons. Bien que le photoblanchiment soit la destruction de la machinerie photosynthétique fondamentale - et qu'il réduise donc la capacité globale d'une plante à convertir le CO
2 dans la biomasse, le CO
2 fixé par les bourgeons floraux est probablement négligeable par rapport au reste de la capacité photosynthétique de la plante. En outre, les tissus végétaux génératifs tels que les fruits et les bourgeons floraux sont considérés comme des "puits" de carbone, tirant les photosynthèses de tissus "sources" plus actifs sur le plan photosynthétique, tels que les feuilles. La masse des bourgeons floraux provient donc davantage des feuilles que des bourgeons eux-mêmes.
Il est plus difficile de déterminer si le photoblanchiment affecte ou non la puissance, et il est important de ne pas confondre corrélation et causalité. Chez Fluence, nous avons observé des cas où des plantes cultivées sous des spectres relativement riches en rouge présentaient un photoblanchiment sévère et produisaient des concentrations de cannabinoïdes et de terpènes majeurs significativement plus faibles que les plantes cultivées sous des spectres blancs larges. Nous avons également observé des plantes présentant un photoblanchiment sévère qui conservaient des profils de cannabinoïdes et de terpènes non significativement différents des plantes non décolorées. D'un point de vue métabolique, rien dans les mécanismes du photoblanchiment ne suggère un impact sur le métabolisme des cannabinoïdes et des terpènes, ce qui nous a amenés à conclure que les cas de photoblanchiment et de réduction de la puissance des cannabinoïdes sont des coïncidences plutôt que des causes.
Les consommateurs associent certains attributs esthétiques à la qualité, à la saveur et à la puissance, et ces indices visuels peuvent influencer leur expérience de consommation. Ce phénomène est extrêmement courant dans d'autres cultures horticoles - dans le cas des fraises, on dit souvent que les consommateurs "mangent avec les yeux". C'est pourquoi les producteurs de fraises accordent la priorité à la sélection et à la culture de fraises d'un rouge intense et juteuses. Ces propriétés esthétiques ne
affectent la saveurMais les consommateurs auront l'impression que les fruits visuellement attrayants ont un meilleur goût.
Dans le cas du cannabis, les bourgeons fraîchement blanchis paraissent instinctivement bizarres à la plupart des gens. Lorsqu'ils sont déshydratés pour la vente, les bourgeons prennent un aspect beige foncé à brun, que nous percevons instinctivement comme pourri et mort. Il est fort probable que cette apparence puisse avoir un effet négatif sur l'expérience de consommation et la probabilité d'achat du consommateur.
AMÉLIORER NOTRE COMPRÉHENSION
La priorité absolue est d'aborder les questions pratiques de production qui affectent les cultivateurs aujourd'hui. Nous étudions activement les fractions de lumière rouge et les intensités lumineuses qui provoquent le blanchiment. La découverte des cultivars les plus sensibles au photoblanchiment et l'identification de leurs lignées génétiques nous permettront également de mieux conseiller les producteurs sur l'optimisation de leurs sélections de cultivars et de leurs stratégies d'éclairage.
Nous cherchons également à mieux définir les relations entre le photoblanchiment, la puissance chimique et l'expérience de consommation. Bien que les données actuelles suggèrent que ces caractéristiques peuvent être indépendantes, il est trop tôt pour tirer une conclusion définitive - et les commentaires des consommateurs suggèrent au moins une forte corrélation entre ces caractéristiques.
DR. DAVID HAWLEY
Scientifique principal
David Hawley dirige l'initiative de recherche scientifique de Fluence en tant que scientifique principal de l'entreprise. Son expérience des systèmes à environnement contrôlé, de l'éclairage horticole et du métabolome du cannabis étaye naturellement la mission de Fluence, qui consiste à mener une recherche de pointe sur l'éclairage afin d'explorer l'interaction entre la lumière et la vie.
