Фотопериод 13/11 — секрет большого урожая?

Привет, камрады. С вами Varden, и сегодня мы продолжим серию обзоров на зарубежные научные исследования. Сегодняшняя тема касается измененного фотопериода на фазе цветения, при котором растения получают свет на час дольше каждый день.

Все мы привыкли к «золотому стандарту» — для запуска и поддержания цветения нужен световой режим 12/12. Эта схема давно считается оптимальной, и споров тут почти нет. Но действительно ли она безальтернативна?

Даже час дополнительного освещения каждый день может дать прирост урожая. А может спровоцировать отклонения роста или не повлиять вовсе и лишь привести к дополнительным затратам на электроэнергию.

В свежем исследовании растения протестировали на режиме 13/11 и сравнили его с классикой 12/12. Результаты получились любопытными и точно достойными внимания. Давайте разберёмся, насколько может быть полезен этот добавочный час света. 

Суть темы

Может показаться, что каннабис — это растение с фиксированной предустановкой:

• Пока в гроубоксе длинный день, куст будет наращивать зелёную массу;
• Как только световой режим изменится на 12/12, начнётся цветение.

Но это не так, всё несколько сложнее.

Каннабис относится к короткодневным культурам, для которых решающим фактором является продолжительность тёмного периода. Пока ночь короче восьми часов, растение уверенно остаётся во веге. Если же темнота превышает критический порог, запускается процесс образования генеративных тканей — то есть начинается цветение.

Схема 12/12 стала «золотым стандартом» из-за своей универсальности. Она подходит для большинства сортов и позволяет без лишних заморочек синхронно переводить растения на новый этап. При этом практически все современные гибриды, которые мы выращиваем, созданы на основе генетики из совершенно разных климатических зон.

А значит, у них может быть различная чувствительность к длине светового дня. Одни сорта начинают цвести уже при 13–13,5 часах света, а другие требуют более короткого дня.

Возникает логичный вопрос: а не теряем ли мы урожай, ограничивая растения 12 часами света?

Ведь каждый дополнительный час даёт больше фотонов, а значит, потенциально и больше биомассы. С другой стороны, есть риск, что лишний свет замедлит переход к цветению или вообще собьёт цикл.

Та же группа учёных уже проводила ранее подобный эксперимент, в ходе которого были замечены предпосылки к тому, что эффективность более длинных фотопериодов может быть выше. Однако он был завершён до полного созревания растишек. Поэтому до сих пор не было ясно, как скажется режим 13/11 на урожайности и химическом составе шишек. 

Методика исследования

Учёные построили эксперимент так, чтобы максимально чисто сравнить два фотопериода — классический 12/12 и удлинённый 13/11. Эксперимент проводили в университете Гуэлфа (Канада) в помещении с контролируемым климатом. Пространство было разделено на отдельные секции с непрозрачными перегородками, чтобы исключить попадание света из одной зоны в другую.

Для теста выбрали два сорта: Incredible Milk (IM) и Gorilla Glue (GG). Всего использовали 78 черенков, взятых с материнских растений у коммерческого производителя. Сначала их укоренили в маленьких кубиках минеральной ваты, а затем пересадили в блоки большего размера. 

После короткой веги (18/6) растения разделили на две группы. Первая получала классический режим 12/12, вторая — удлинённый 13/11. Каждая группа включала по 18 растений каждого сорта, и все они были распределены так, чтобы условия внутри камер были максимально равномерными. Для надежности на каждый режим освещения была отведена не одна, а три небольших камеры, изолированные друг от друга. 

Всё это было сделано для того, чтобы свести к минимуму влияние случайных факторов на результат. 

Ключевые параметры среды и освещения

• Температура: 25 °C;
• Влажность: 70% «днём» и 60% в тёмный период;
• Освещение: LED Jungle G4i 1200, полный спектр, PPFD ≈ 540 мкмоль·м⁻²·с⁻¹ на высоте 85 см от кроны;
• DLI: 23,8 (12/12) и 25,7 (13/11);
• Полив: с 10 дня — капельное орошение;
• Дренаж: не менее 15% от объёма полива;
• Питание: раствор для цветения, EC 2,0 мСм/см, pH 5,7;
• CO₂: дополнительных источников не было, естественный уровень >400 ppm.

Сбор данных и анализ

В процессе исследования фиксировались основные показатели роста: высота, площадь листьев и распределение биомассы. По завершении цветения измерялась урожайность, выраженная в сухой массе соцветий. Причём шишки были разделены на фракции, а для «макушек» была отдельно измерена их плотность. 

Также оценивался и химический состав. Образцы апикальных соцветий были направлены в стороннюю аккредитованную лабораторию для анализа содержания основных каннабиноидов, а также их кислот. 

Все результаты прошли статистическую обработку с использованием современной методики, что позволило достоверно сравнить группы и выявить значимые различия между режимами 12/12 и 13/11.

Результаты

Начало цветения и сроки созревания

Переход к цветению показал разную чувствительность у двух сортов. У Incredible Milk (IM) при режиме 13/11 начало цветения задерживалось примерно на полтора дня по сравнению с классическим 12/12. У сорта Gorilla Glue (GG) различий почти не было — растения в обеих группах начинали цвести примерно через 11 дней после смены фотопериода.

Дальнейшее развитие шишек шло медленнее при удлинённом дне у обоих сортов. 

• Стигмы Incredible Milk полностью потемнели к 55-му дню при классическом режиме освещения и примерно к 68-му дню при долгом дне. 
• Gorilla Glue и здесь показал меньшую чувствительность, но всё же растения, освещаемые в режиме 13/11, дозрели примерно на 10 дней позже, чем в стандартном варианте.

Дополнительный час ежедневного света заметно сдвинул сроки созревания обоих сортов. Это важно не только как самостоятельный факт, но и для понимания остальных результатов. 

Урожайность 

Фотопериод оказал заметное, но неодинаковое влияние на объём шишек у двух исследованных сортов. 

• Incredible Milk (IM) при режиме 13/11 заметно нарастил массу центральной колы. Сухой вес апикальных соцветий был более чем в два раза выше, чем при стандартном освещении (106%).
• В случае с Gorilla Glue (GG) эффект был выражен не столь сильно, но всё равно центральная кола была в среднем на 37% тяжелее при удлинённом световом режиме. 

Однако у IM увеличение массы сопровождалось снижением плотности: при 13/11 она оказалась на 36% ниже, чем при 12/12. У GG плотность изменялась незначительно и статистически недостоверно (ориентировочно она могла снизиться на 14% или менее, если сравнивать с контрольной группой).

В плане общей биомассы прибавка наблюдалась у обоих сортов. При длинном световом дне масса всех соцветий оказалась на 35% выше у IM и на 50% выше у GG.

Фотографии соцветий подтверждают эти различия: IM дал более крупные и менее плотные шишки под экспериментальным освещением, тогда как у GG заметных морфологических различий практически нет.

Каннабиноидный профиль 

Оба сорта, используемых в исследовании, являются рекреационными — в них содержится много ТГК и мало КБД. 

В случае IM при удлинённом фотопериоде (13 ч) отмечалось значительное увеличение содержания предшественников каннабиноидов: 

• Концентрация CBGA выросла на 53%; 
• CBDA — на 19%;
• На 10% повысился уровень THCA, в то время как концентрация Δ9-THC снизилась на 13% (близко к уровню погрешности, статистически незначимо). 
• При этом общий показатель эквивалентного THC (включая его кислоту) оказался на 9% выше.
• Содержание THCVА увеличилось на 22%.

Для GG удлинённый день также способствовал росту содержания ряда соединений, хотя изменения в большинстве случаев не достигали статистической значимости. 

• CBGA увеличился на 25%;
• CBDA — на 15%;
• THCA — на 9%;
• Концентрация Δ9-THC оставалась практически неизменной;
• Уровень THCVА оказался выше на 16%.

Можно заключить, что более длинный световой день в целом сместил баланс в сторону повышения содержания каннабиноидных кислот (CBGA, CBDA, THCA) и их производных.

Вегетативный рост, масса надземных тканей и индекс урожайности

Визуальные наблюдения показали, что растения обоих сортов при 13-часовом фотопериоде были крупнее, чем в классическом варианте освещения. Более длинные побеги, крупные листья и тяжелые шишки. Дополнительная биомасса соцветий не нарушала общую «архитектуру» куста, благодаря сильным и крепким стеблям. 

Количественные данные подтвердили эти наблюдения. У сорта Incredible Milk (IM) сухая масса отдельных органов под действием 13-часового дня увеличилась на:

1. 22 % для веерных листьев, 
2. 65 % для стеблей и боковых ветвей,
3. 28 % для общей вегетативной биомассы по сравнению с 12-часовым режимом.

У сорта Gorilla Glue (GG) статистически значимых различий в массе отдельных органов выявлено не было, хотя общая динамика также указывала на тенденцию к более активному росту при удлинённом фотопериоде.

В целом общий сухой вес надземных частей растений (включая соцветия) оказался существенно выше в 13-часовом режиме: у IM — на 32 %, у GG — на 41 %. 

Удлинение фотопериода на час стимулировало более активный вегетативный рост, увеличение размеров растений и накопление биомассы.

Обсуждение

Традиционная практика индорного гровинга предполагает перевод растений на 12-часовой фотопериод для старта цветения. Такой режим прочно закрепился как «золотой стандарт», поскольку гарантированно запускает переход от вегетативной стадии к генеративной у большинства сортов. 

Однако результаты рассмотренного эксперимента дают понять, что такой режим освещения не всегда является оптимальным. При увеличении продолжительности светового дня до 13 часов растения сохраняют способность к цветению, а в ряде случаев демонстрируют даже более выраженный прирост биомассы и урожайности.

Особенности реакции зависели от сорта. У Incredible Milk при 13-часовом «дне» наблюдалась задержка перехода к цветению примерно на полторы–две недели. При этом растения сформировали более массивный вегетативный аппарат, обеспечивший лучшую структурную поддержку соцветий и в итоге — значительно больший суммарный урожай. 

Стоит также отметить и негативный эффект удлинённого фотопериода. Плотность шишек IM снизилась примерно на треть в экспериментальной группе.

У Gorilla Glue все эти эффекты были выражены слабее: срок полного созревания также увеличился, но был ближе к контрольному, а прирост урожая был не столь впечатляющим, но всё же заметным. Зато и плотность соцветий у GG также осталась близка к норме. 

Концентрация каннабиноидов тоже изменилась под влиянием режима 13/11. Этот эффект наиболее сильно различался между сортами. В зависимости от генетики, он затрагивал разные соединения. И хотя в этом эксперименте содержание ТГК не стало существенно выше, подобный эффект вполне может проявиться на некоторых других сортах. 

Всё это открывает дополнительные возможности для гроверов. Удлинённый световой день означает больший суточный световой интеграл (DLI), что напрямую отражается на фотосинтетической активности и урожайности.

Применение 13-часового фотопериода может быть полезным инструментом для достижения лучших результатов, особенно при использовании сортов, склонных к активному вегетативному росту. При этом следует учитывать и потенциальные недостатки: задержка начала цветения может удлинять весь цикл, что критично в условиях ограниченного времени.

Сравнение с другими исследованиями

Авторы работы отдельно отмечают, что их наблюдения частично согласуются с более ранними экспериментами других групп, которые также фиксировали, что удлинённые фотопериоды на стадии цветения способны стимулировать рост и повышать урожайность каннабиса. Главное отличие в том, что в ряде предыдущих исследований также отмечалось снижение концентрации каннабиноидов при длительном световом дне.

А в этом опыте серьёзных негативных эффектов на химический состав шишек выявлено не было. Более того, у Incredible Milk даже наблюдалось увеличение содержания некоторых кислотных форм каннабиноидов (например, CBGA и CBDA).

Главное, что демонстрируют результаты этого исследования в контексте прошлых научных работ:

Влияние фотопериода не универсально и очень сильно зависит от сорта. 

Одни генотипы выигрывают от дополнительного часа света за счёт большего фотосинтетического потенциала, другие реагируют менее выраженно. Поэтому для реальной максимизации урожая необходимо подбирать режим освещения под каждый конкретный сорт. 

Кроме того, учёные подчёркивают необходимость проведения новых исследований с другими сортами и более точной настройкой отклонения продолжительности дня от классической (например, не ровно час, а 45 или 75 минут). Это важно для выработки более гибких рекомендаций по настройке фотопериодичности. 

Ограничения исследования

Эксперимент весьма убедительный. Контроль влияния сторонних факторов на должном уровне. Анализ данных, рандомизация и другие критерии точной научной работы соблюдены. И всё же, есть ряд факторов, которые следует принимать во внимание, особенно, если решите повторить этот опыт. 

1. Сравнительно небольшая выборка. Вполне достаточно для эксперимента в ограниченных условиях, но всё же статистическая мощность исследования остаётся относительно невысокой.
2. Ограниченный набор сортов — изучались только два генотипа («Incredible Milk» и «Gorilla Glue»). Оба характеризуются высоким содержанием ТГК. Реакция этих конкретных стрейнов может отличаться от поведения сортов с другим хемотипом, например КБД-доминантных. 
3. Терпены под вопросом. Как и во многих последних исследованиях, учёные по каким-то причинам проигнорировали возможное влияние фотопериода на содержание ароматических соединений. 
4. Только один экспериментальный световой режим. Более детальное исследование с промежуточными или ещё более длинными режимами освещения позволило бы точнее определить оптимальный порог. Это признают и сами учёные. 

Ну и ещё один момент, оставшийся не совсем понятным лично для меня. Авторы работы несколько раз подчёркивают, что прирост урожайности был несопоставимо выше, чем увеличение DLI. Но я в этом ничего удивительного не вижу, ведь растишки и созревали заметно дольше. 

В совокупности эти ограничения не снижают ценность работы, но подчёркивают, что её выводы требуют осторожного переноса на практику. Для разработки универсальных рекомендаций по фотопериодическому управлению необходимы более масштабные исследования с использованием разных сортов и условий выращивания.

Выводы 

Этот эксперимент — хорошая и весьма показательная работа. Её главная практическая польза состоит в том, чтобы показать: не всегда универсальный и общепризнанный подход является оптимальным. Иногда можно отойти от привычной схемы, тем самым улучшая результат своей деятельности. 

При этом однозначно сказать, что режим освещения 13/11 лучше, чем 12/12 нельзя. 

В некоторых случаях и с определенными сортами — да, безусловно, удлинение светового дня может заметно повысить урожайность и качество шишек. При этом такой эффект будет достигаться увеличением срока созревания на 1–2 недели. А это подразумевает рост затрат на электроэнергию, удобрения, воду. Ну и сам урожай придётся ждать дольше, что подходит не всем. 

Мой вывод — тема интересная и поэкспериментировать с ней самостоятельно можно. Допускаю, что с некоторыми сортами положительный эффект удлинённого светового дня может проявиться ещё более выражено. 

Автор: @Varden

Еще почитать: 

• Отойдя от 12/12: влияние различных световых режимов на фотопериодный каннабис
• Карточки: ультрафиолет, инфракрасный и дальний красный световые спектры
• Режим 12/12 от семени до урожая. Стоит ли того?