El cultivo de cannabis en interior lleva mucho tiempo en la vanguardia de la innovación en CEA. Dado que el cannabis es un cultivo de alto valor, tanto los productores como los proveedores de tecnología han estado dispuestos a llevar los sistemas hasta sus límites técnicos en busca de rendimiento, consistencia y calidad. En los últimos diez años, esto ha llevado a la adopción de luminarias más potentes, mayores objetivos de PPFD, un espaciado más ajustado entre luminarias y estrategias agresivas de toplighting, las cuales se han establecido como práctica habitual.
Sin embargo, a medida que se amplían las instalaciones y la genética moderna sigue evolucionando, cada vez resulta más claro que los enfoques de iluminación tradicionales ya no son suficientes por sí solos. En muchas salas de cultivo de última generación, la principal limitación radica en lo que ocurre con los fotones después de que incidan en la primera capa de hojas.
Este cambio ofrece la oportunidad de replantearse la iluminación del CEA de forma más holística y de redefinir la distribución de la luz dentro de una canopia de cannabis para adaptarla mejor a la fisiología de la planta y a las realidades comerciales. En la actualidad, se comienza a optimizar la distribución de la luz en toda la planta.
La física de una canopia densa
La mayoría de los productores comerciales de interior tienen como objetivo alcanzar 1.000-1.500 µmol/m²/s en la parte superior de la canopia, un rango cercano a la saturación fotosintética del cannabis. A ese nivel, las hojas superiores funcionan cerca de su tasa máxima de asimilación de carbono. El problema es que esas mismas hojas también interceptan la mayoría de los fotones entrantes.
La atenuación de la luz a través de un dosel de cannabis es pronunciada. No es raro medir valores de PPFD de 300 µmol/m²/s, o bastante menos, en el tercio inferior de la planta, incluso en salas con programas de defoliación agresivos.
La fotosíntesis y la intensidad luminosa van en gran medida de la mano, siempre y cuando no se alcance el nivel de saturación de luz. En otras palabras, cuando la PPFD disminuye, la producción fotosintética sigue el mismo camino. Una vez que los niveles se acercan al punto de compensación, las hojas inferiores ya no apoyan el desarrollo de las flores. De hecho, consumen recursos. Si el rendimiento de una copa es desigual de arriba abajo, es entonces cuando se acumulan las pérdidas de rendimiento.
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La defoliación tiene un límite
La respuesta por defecto del sector al sombreado ha sido la intervención manual. La poda estratégica, la defoliación intensa y el "lollipopping" son intentos de forzar la entrada de luz en la copa. Sin embargo, su eficacia es limitada.
Estas técnicas requieren mucho trabajo, son estresantes para las plantas y, fundamentalmente, compensatorias. Eliminan biomasa para adaptarse a una estrategia de iluminación, en lugar de ajustar la estrategia de iluminación a la biomasa. En entornos comerciales de alta densidad, resulta difícil permitirse esta compensación.
Replantearse de dónde viene la luz
La iluminación bajo cubierta replantea el problema al abordar directamente el gradiente vertical de luz. En lugar de depender de la penetración de fotones hacia abajo, introduce la luz en la parte inferior de la cubierta desde abajo, reduciendo la disparidad entre la parte superior y la inferior. Una preocupación persistente ha sido si la luz que llega al envés de las hojas se utiliza eficazmente. La suposición, común pero en gran medida no probada en los círculos de cultivo, era que la iluminación abaxial sería menos productiva debido a la anatomía de la hoja o a la distribución estomática.
Estudios controlados sugieren lo contrario. En condiciones de alta luminosidad, las hojas parecen capaces de procesar los fotones con una eficacia comparable, independientemente de si la luz entra por la superficie superior o inferior. Desde un punto de vista metabólico, un fotón es un fotón.
Fabricantes como Gavita han empezado a desarrollar luminarias diseñadas específicamente para esta función, como los LED de bajo perfil bajo cubierta que se integran en los sistemas de control existentes y funcionan de forma independiente o sincronizada con los focos superiores. En la práctica, estos sistemas redistribuyen la responsabilidad dentro de la cubierta.
Más tiempo que potencia
Una de las conclusiones más discretas de los ensayos realizados bajo cubierta es que el momento en que se introduce la iluminación suplementaria puede ser tan importante como la cantidad.
Si las hojas inferiores pasan la mayor parte de su ciclo vital adaptadas a la sombra profunda, exponerlas de repente a una luz de alta intensidad al final de la floración puede desencadenar respuestas de estrés, incluida la fotoinhibición. Por eso la iluminación bajo cubierta debe introducirse al final de la fase vegetativa, para que la planta pueda aclimatarse a ella en lugar de reaccionar más tarde. No se trata tanto de introducir energía adicional en el sistema como de mantener la continuidad. Una hoja que nunca cae por debajo de los niveles de luz funcionales sigue siendo un activo en lugar de un pasivo.
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Efectos medioambientales
La adición de luz por debajo de la cubierta no se produce de forma aislada. Cambia el microclima dentro de la propia masa vegetal. Las fuentes de calor adicionales más cercanas al sustrato aumentan la importancia de la circulación horizontal del aire. Sin una circulación adecuada, pueden desarrollarse puntos calientes localizados y bolsas de humedad elevadas, condiciones que invitan tanto al estrés como a la presión de las enfermedades.
A su vez, una mayor circulación de aire aumenta la tasa de transpiración. Las instalaciones que experimentan con la iluminación bajo cubierta descubren a menudo que es necesario ajustar las estrategias de riego, no porque las plantas "beban más" de forma arbitraria, sino porque una cubierta más uniformemente activa exige un suministro más constante de agua y nutrientes. No se trata tanto de inconvenientes como de recordatorios de que las decisiones sobre iluminación son decisiones medioambientales.
Implicaciones para la estrategia de iluminación superior
Tal vez la consecuencia más interesante a largo plazo de la iluminación bajo cubierta sea lo que sugiere sobre las instalaciones superiores. Si la distribución de la luz se hace más uniforme en toda la copa, el argumento a favor de intensidades de iluminación superior cada vez más elevadas se debilita.
Las pruebas y ensayos iniciales de Gavita demuestran que es posible lograr una fotosíntesis total comparable, si no mejorada, con una potencia de iluminación superior ligeramente reducida, que se compensa con una suplementación específica en la parte inferior de la copa.
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