- 2 Июл 2024
- 666
- 943
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.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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:
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
Сорт: Stillwater
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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).
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы видеть ссылки.
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
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
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.
