Публикации
Гроупедия
Перейти к содержанию

Исследование: Как увеличение интенсивности света влияет на урожайность, синтез терпенов и морфологию каннабиса

Легализация использования каннабиса в медицинских и рекреационных целях во многих регионах мира создаёт высокий спрос на исследования, направленные на повышение урожайности и качества. Из-за нехватки научной литературы по этой теме в этом исследовании изучалась взаимосвязь между интенсивностью света и фотосинтезом, урожайностью соцветий и качеством соцветий каннабиса, выращенного в помещении.

 

Common PAR Levels for Cannabis

 

Все существующие исследования демонстрируют исключительно высокую способность каннабиса превращать PAR (фотосинтетически активная радиация) в биомассу. Однако есть также явные пробелы в знаниях о фотосинтезе каннабиса и реакции на увеличение интенсивности света. Кроме того, продукты каннабиса являются очень дорогим товаром по сравнению с другими культурами, выращиваемыми в закрытых помещениях. Это означает, что производители могут быть готовы согласиться на значительно более высокие производственные затраты, связанные с освещением, чтобы способствовать повышению урожайности на ограниченных площадях выращивания.

 

Однако максимизация урожайности независимо от затрат не является приемлемой бизнес-моделью для большинства производителей каннабиса; скорее, существует компромисс между производственными затратами и урожайностью сельскохозяйственных культур путём выбора оптимальной интенсивности света на уровне растительного покрова, который максимизирует чистую прибыль.

 

Цели этого исследования состояли в том, чтобы установить взаимосвязь между интенсивностью света на уровне растительного покрова, фотосинтезом на уровне листьев, а также урожайностью и качеством каннабиса лекарственного типа. Ученые изучали, как стадия роста растений и локализованный PPFD (фотосинтетический фотонный поток) на листве влияют на фотосинтетические параметры и морфологию листьев, а также как выращивание каннабиса при средних PPFD на уровне полога в диапазоне от 120 до 1800 мкмоль · м−2 · с−1 повлияло на морфологию растений, урожайность и качество соцветий.

 

Benefits and Best Practices for LIMS Implementation in Cannabis Testing Labs

 

Результаты этого исследования помогут производителям каннабиса в домашних условиях определить, сколько PAR должны получать растения, чтобы максимизировать прибыль при минимальном использовании энергии в рамках своих конкретных сценариев производства.

 

 

Исходные данные

 

Испытательная зона состояла из двух смежных глубоководных бассейнов для культивирования, расположенных в помещении по производству каннабиса в Южном Онтарио, Канада. Каждый бассейн (14,6 × 2,4 м) состоял из 24 параллельных полистирольных плотов (0,6 × 2,4 м), каждый из которых содержал отверстия для 16 горшков с растениями, расположенных в два ряда с интервалом 30 см как внутри, так и между рядами. Это расстояние обеспечивало равномерное размещение 384 растений внутри каждого бассейна при плотности 0,09 кв. м/растение.

Свет: Lumigrow Pro Series Pro 325 LED Lighting Systems

Сорт: Stillwater

 

fpls-12-646020-g0002.jpg

Схема световой стойки (восемь светодиодных светильников) над одной третью глубоководного резервуара для культивирования. Вся зона выращивания состоит из шести таких легких стоек. Исследуемые растения выделены синим цветом, серые — необрабатываемые растения.

 

 

Фотосинтез листьев

 

Кривые светового отклика листа, построенные для разных интенсивностей света и на разных стадиях роста (неделя 1, 5 и 9), в целом были выше для растений, выращенных в условиях высокой и низкой LPPFD. Особенно после того, как растения привыкли к новым условиям освещения (например, на 5-й и 9-й неделе).

 

fpls-12-646020-g0003.jpg

Типичные кривые светового отклика [реакция чистой скорости обмена CO2 на интенсивность света] самых молодых полностью развернутых веерных листьев каннабиса, выращенных при низкой или высокой плотности потока локализованных фотосинтетических фотонов (LPPFD). Низкий и высокий LPPFD составляли 91 и 1238 мкмоль · м−2 · с−1 соответственно. Измерения проводили в течение 5-й недели после начала 12-часового фотопериода.

 

 

Индекс содержания хлорофилла и морфология растений

 

Не было выявлено никакого влияния интенсивности света на содержание хлорофилла ни в верхней, ни в нижней части растений. Однако в течение каждой недели содержание хлорофилла в верхней части растений было выше, чем в нижней части.

 

fpls-12-646020-g0005.jpg

Удельный вес (SLW, в пересчете на сухой вес) молодых, полностью развернувшихся листьев каннабиса в ответ на среднюю плотность потока фотосинтетических фотонов (APPFD), измеренный на 35-й день после начала 12-часового фотопериода. Каждый элемент данных представляет собой веерный лист одного растения.

 

fpls-12-646020-g0006.jpg

Эскизы растений, выращенных в условиях низкой (A) и высокой (B) плотности потока фотосинтетических фотонов (APPFD), через 9 недель после начала 12-часового фотопериода.

 

Урожайность и качество

 

Урожайность каннабиса линейно увеличивалась с 116 до 519 г · м-2 (т.е. в 4,5 раза) по мере увеличения APPFD со 120 до 1800 мкмоль · м-2 · с-1.

Индекс урожая линейно увеличивался с 0,560 до 0,733 и (т.е. в 1,3 раза выше) по мере увеличения APPFD со 120 до 1800 мкмоль · м−2 · с−1.

 

fpls-12-646020-g0007.jpg

Взаимосвязь между средней плотностью потока фотосинтетических фотонов (APPFD), применяемой на стадии цветения (81 день), и сухой массой соцветий (A) , индексом урожая (общая сухая масса соцветий / общая сухая масса над землей) (B) и плотностью апикальных соцветий (в расчете на сырой вес) (С). Каждая система данных — это отдельное растение.

 

 

Каннабидиоловая кислота (CBDA) была доминирующим каннабиноидом в высушенных соцветиях; однако не было обнаружено влияния APPFD на эффективность любого из измеренных каннабиноидов.

Из-за линейного увеличения урожайности соцветий с увеличением интенсивности света урожай каннабиноидов (г · м-2) увеличился в 4,5 раза, поскольку APPFD увеличился со 120 до 1800 мкмоль · м-2 · с-1. Мирцен, лимонен и кариофиллен были доминирующими терпенами в собранных соцветиях. Активность общих терпенов, мирцена и лимонена линейно увеличивалась с 8,85 до 12,7, от 2,51 до 4,90 и от 1,05 до 1,60 мг · г-1 (т.е. в 1,4, 2,0 и 1,5 раза выше), соответственно, по мере увеличения APPFD от 120 до 1800 мкмоль · м−2 · с−1.

Не обнаружено влияния APPFD на эффективность других индивидуальных терпенов.

 

 

Выводы

 

Preemo Gallery | Preemo Farms 

 

Урожайность соцветий каннабиса пропорциональна интенсивности света

 

Фактически, в пределах диапазона практических уровней PPFD в помещении, чем больше света предоставляется, тем пропорционально выше будет увеличение урожайности. Следовательно, вопрос об оптимальной интенсивности света может быть сведен к более практическим функциям экономики и ограничений инфраструктуры: в основном, какую мощность освещения производитель может позволить себе установить и запустить? Это становится компромиссом между постоянными затратами, на которые относительно не влияют урожайность и прибыль (например, стоимость аренды здания / владения, включая налог на имущество, лицензирование и администрирование) и переменными затратами, такими как вводимые ресурсы (например, удобрения и электричество) и труд.

 

Увеличение интенсивности света улучшает качество соцветий

 

Помимо простого урожая, увеличение интенсивности света также повысило качество урожая за счёт более высокой плотности верхушечных соцветий и увеличения соотношения соцветий к общей надземной биомассе. Линейное увеличение индекса урожая и плотности апикального соцветия с увеличением интенсивности света указывает на сдвиги в разделении биомассы в пользу генеративных тканей — обычная реакция у травянистых растений.

Активность терпенов, в основном, мирцена, лимонена и кариофиллена, увеличилась на ≈25%, когда APPFD увеличился со 130 до 1800 мкмоль · м−2 · с−1, что может привести к усилению ароматов и повышению качества экстрактов.

Связь между интенсивностью света и содержанием каннабиноидов (ТГК и КБД) не была обнаружена.

 

Морфология листьев

 

Исследование демонстрирует, что растения, выращенные при более высоких показателях интенсивности света, имели более короткие междоузлия, более мелкие листья и гораздо более крупные и плотные соцветия (что приводило к более высокому индексу урожая), особенно на верхушке растения. Как и многие другие виды растений, каннабис обладает огромной пластичностью, что позволяет ему быстро адаптировать свою морфологию и физиологию как на уровне листа, так и на уровне всего растения к изменениям в условиях освещения при выращивании.

 

 Спонсор статьи - магазин фитоосвещения MrGrower

изображение_2021-06-07_150827.png

Источник: NCBI

 

Еще почитать:

 

 

Изменено пользователем Nimand

Nimand
  • Полезно 7

Реклама






Обратная связь

Рекомендуемые комментарии

Благодарю за отличную статью :hi2:

  • Поддерживаю 1
  • Спасибо! 1

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты
28 минут назад, Nimand сказал:

Связь между интенсивностью света и содержанием каннабиноидов (ТГК и КБД) не была обнаружена.

А связь спектрального состава света и ТГК?

fact, research suggests[1] that boosting UV exposure could increase THC levels, making for more potent buds.

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты
Только что, Ivankannabi сказал:

А связь спектрального состава света и ТГК?

fact, research suggests[1] that boosting UV exposure could increase THC levels, making for more potent buds.

Так ведь эта статья не о спектрах, а об интенсивности света. Другие работы о влиянии интенсивности света на каннабиноиды есть (например, вот эта), но все они говорят либо о полном отсутствии корреляции, либо о том, что она пренебрежимо мала. 

 

А спектры да, могут влиять.

  • Поддерживаю 2

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты
39 минут назад, Nimand сказал:

А спектры да, могут влиять.

Тема для новой статьи?)

  • Смешно 1
  • Поддерживаю 2

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты


Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
  • Создать...