Un fotoperiodo de floración más largo incrementa el rendimiento y la calidad en cultivo interior

Hoy tenemos una gran noticia, y es que después de revisar un reciente estudio de la Universidad de Guelph (Canadá) sobre el fotoperiodo en fase de floración, hemos descubierto una manera muy fácil de aumentar el rendimiento de tu cultivo. Para hacerlo, solo necesitarás cambiar el número de horas de luz que reciben tus plantas durante la floración, 13 horas en lugar de 12. ¿Te interesa saber más? te lo explicamos!

Título original: Longer Photoperiod Substantially Increases Indoor-Grown Cannabis’ Yield and Quality: A Study of Two High-THC Cultivars Grown under 12 h vs. 13 h Days

Publicado por: School of Environmental Sciences, University of Guelph, Guelph, ON N1G 2W1, Canada

Fecha de publicación: 01/02/2024

Conclusiones del estudio

El tratamiento con fotoperiodo de 13 horas aumentó el rendimiento de la inflorescencia de manera desproporcionadamente mayor que el aumento del DLI (índice de luz diaria) en ambas variedades. Además, aunque el fotoperiodo más largo retrasó un poco el desarrollo de la inflorescencia, las concentraciones de los principales cannabinoides en los tejidos apicales de la inflorescencia en la madurez comercial no se vieron afectadas o incluso aumentaron. 

Por lo tanto, aumentar el fotoperiodo durante la etapa de floración del cultivo de cannabis en interiores es un protocolo de cultivo fácil de aplicar para mejorar la producción de cannabis en cultivo interior.

Sin embargo, la respuesta del cannabis al fotoperiodo depende en gran medida de la variedad; los cultivadores deben investigar los efectos de los fotoperiodos en sus propias variedades y sistemas de cultivo específicos.

Aquí están algunos puntos clave adicionales:

• El fotoperiodo más largo aumentó el rendimiento de la inflorescencia sin aumentar tanto el DLI, lo que sugiere que hay otros factores en juego.
• El fotoperiodo más largo retrasó ligeramente la maduración, pero no afectó negativamente a la concentración de cannabinoides.
• Aumentar el fotoperiodo durante la floración puede ser una forma eficaz de mejorar el rendimiento de la inflorescencia, pero es importante probarlo con variedades específicas y sistemas de cultivo.

Extracto

Las plantas de Cannabis sativa cultivadas en interiores suelen cambiarse a un fotoperiodo diario de 12 horas para favorecer la floración. Sin embargo, nuestra investigación anterior ha demostrado que algunas variedades de cannabis cultivadas en interiores pueden iniciar una fuerte floración con fotoperiodos diarios superiores a 12 horas. 

Dado que los fotoperiodos más largos proporcionan intrínsecamente mayores integrales de luz diaria (DLIs), también pueden aumentar el crecimiento y el rendimiento. Para probar esta hipótesis, se cultivaron dos variedades de cannabis dominantes en THC, “Incredible Milk” (IM) y “Gorilla Glue” (GG), hasta la madurez comercial con una PPFD a nivel de canopia de 540 µmol·m−2·s−1 de LEDs blancos bajo fotoperiodos diarios de 12 o 13 horas, lo que resultó en DLIs de 23,8 y 25,7 mol·m−2·d−1, respectivamente. 

Ambos tratamientos se cosecharon cuando las plantas del tratamiento de 12 horas alcanzaron la madurez según los protocolos comerciales establecidos. No hubo retraso en el inicio de la floración en GG, pero la iniciación de la floración en IM se retrasó aproximadamente 1,5 días bajo 13 horas. 

El dorado de los estigmas y la maduración de los tricomas también se produjeron antes y progresaron más rápido en el tratamiento de 12 horas en ambas variedades. 

El crecimiento vegetativo de las plantas IM en el tratamiento de 13 horas fue mayor y más robusto. Los rendimientos de inflorescencia fueron sorprendentemente más altos en el tratamiento de 13 horas vs. 12 horas, es decir, 1,35 veces y 1,50 veces más altos en IM y GG, respectivamente, lo que es de 4 a 6 veces superior al aumento relativo de DLIs. 

Las concentraciones de cannabinoides principales en la inflorescencia en el tratamiento de 13 horas fueron superiores o no diferentes al tratamiento de 12 horas en ambas variedades. 

Estos resultados sugieren que puede haber beneficios comerciales sustanciales para usar fotoperiodos superiores a 12 horas para aumentar los rendimientos de inflorescencia sin disminuir las concentraciones de cannabinoides en algunas variedades de cannabis cultivadas en interiores.

Materiales y métodos

Veamos pues, cuáles fueron las condiciones en las que se desarrolló el ensayó.

Diseño experimental y cultivo de las plantas

Este ensayo se llevó a cabo en una cámara de crecimiento cerrada en la Universidad de Guelph con dos filas de tres compartimientos separados por cortinas blancas opacas para evitar la contaminación lumínica entre compartimientos, como se describe en el estudio de Ahrens et al. (2023) [5]. 

Se colgaron dos lámparas LED de espectro completo (Jungle—LED G4i 1200, Allstate Garden Supply, Ontario, CA, EE. UU.) en cada compartimiento con sistemas de poleas de altura ajustable. Estas lámparas tienen reguladores de intensidad integrados con configuraciones fijas del 25%, 50%, 75% y 100% de la intensidad máxima. 

Se obtuvieron dos variedades de cannabis, ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG), de un único cultivador comercial en el suroeste de Ontario. Se tomaron setenta y ocho esquejes de punta de tallo de plantas madre vegetativas de cada variedad y se insertaron en tacos redondos de lana de roca de 3,6 × 4,0 cm (Macroplug; Grodan, Milton, ON, Canadá) el 7 de noviembre de 2022 en las instalaciones del cultivador. 

Los esquejes enraizados se entregaron a la Universidad de Guelph el 29 de noviembre de 2022 y se trasplantaron el 1 de diciembre de 2022 a bloques de lana de roca pre empapados de 10×10× 7,5 cm (Grodan GRO-BLOCK Improved GR7.5 Medium 4”; Grodan). 

Los trasplantes se cultivaron vegetativamente (18 horas de luz/6 horas de oscuridad) con los LED a 85 cm por encima del follaje. Los reguladores de intensidad se establecieron al 25% el 29 de noviembre de 2022, lo que proporcionó una densidad media de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) a nivel de canopia ≈135 µmol·m−2·s−1. La configuración de los reguladores de intensidad se incrementó gradualmente cada dos días hasta alcanzar el 100% (≈540 µmol·m−2·s−1) el 5 de diciembre de 2022.

Dieciocho plantas de tamaño uniforme de cada variedad se asignaron aleatoriamente a uno de los dos tratamientos de fotoperiodo el 5 de diciembre de 2022: 12 horas de luz/12 horas de oscuridad (12 h) o 13 horas de luz/11 horas de oscuridad (13 h). Todas las lámparas LED se ajustaron a la intensidad máxima, lo que resultó en una PPFD uniforme de ≈540 µmol·m−2·s−1 a una altura de suspensión de 85 cm. 

Las integrales diarias de luz para los fotoperiodos de 12 h y 13 h fueron de 23,8 y 25,7 mol·m−2·d−1, respectivamente. Los tratamientos de fotoperiodo se asignaron aleatoriamente a compartimentos individuales, lo que resultó en 3 repeticiones simultáneas de cada tratamiento.

Tres plantas de cada variedad se colocaron sobre placas preempapadas de lana de roca de 100 × 15 × 7,5 cm (Vital; Grodan), una placa por variedad, en cada compartimiento. La ubicación de la placa de cada variedad se aleatorizó en cada compartimiento (Figura S2). Cada placa se centró en una bandeja de subriego (bandejas de cultivo de 53 × 109 cm, Botanicare, Vancouver, WA, EE. UU.). Las plantas estaban separadas 35 cm en la placa y 70 cm entre placas medidas “en el centro” (Figura S3).

Durante los primeros 9 días posteriores al inicio de los tratamientos de fotoperiodo, las plantas se regaron por inundación según las necesidades y luego mediante riego por goteo. Se colocó un gotero de riego (Supertif PCND-MOP 1.1 L·h−1; Rivulis, Gvat, Israel) en cada bloque de lana de roca y dos goteros en cada placa de lana de roca, centrados entre plantas adyacentes (Figura S3). Se realizaron ocho riegos por día, y la duración de los eventos se aumentó, según fuera necesario, para mantener un porcentaje diario de lixiviado de al menos el 15%

El primer riego se realizó en la hora siguiente a encender las luces, seguido de períodos de descanso de 1 hora entre los cinco siguientes riegos y períodos de descanso de 2 horas entre los dos últimos. La duración de cada riego individual fue la misma a lo largo de cualquier día, pero aumentó de 120 segundos al comienzo del ensayo a 420 segundos al final, para mantener niveles de lixiviado diario ≥ 15%. 

Se utilizó la receta de nutrientes para floración de cannabis de Zheng (2022) [9], mezclando en agua desionizada hasta una conductividad eléctrica de 2,0 mS·cm−1, y el pH se ajustó a 5,7 con bicarbonato de potasio 1,0 M (Master Plant-Prod Inc., Brampton, ON, Canadá).

La temperatura de la cámara se fijó a 25 °C constantes y la humedad relativa (HR) se fijó al 70% con luz/60% con oscuridad, la cual se controló con un sistema de nebulización conectado al ordenador climático (Titan I/O Plus, Argus Control Systems Limited, Surrey, BC, Canadá). Los LED se encendían diariamente a las 09:00 y se apagaban a las 21:00 y 22:00 para los tratamientos de 12 y 13 horas, respectivamente. 

El fotoperiodo se controlaba con el ordenador. Las cortinas de la parte delantera de cada compartimento se abrían diariamente a las 09:00 y se cerraban diariamente a las 21:00. Los focos LED se subían semanalmente para mantener la distancia de 85 cm entre el follaje y los LED. No hubo suplementación de CO2 en este ensayo, pero los amplios intercambios de aire garantizaron que las concentraciones de CO2 fueran constantemente >400 PPM durante los períodos de luz.

Cosecha

La cosecha de cada cultivar comenzó después de que >95% de los estigmas en cualquiera de los tratamientos de fotoperiodo se tornaron marrones, y ya sea el 10% de los tricomas se volvieron de color ámbar (IM) o las hojas abanico comenzaron a senescer (GG), lo que ocurriera primero. 

La cosecha de IM y GG comenzó 58 y 72 días después del inicio de los tratamientos de fotoperiodo, respectivamente. Se cosechó una réplica de cada tratamiento (es decir, seis plantas) por día, durante tres días consecutivos.

El proceso de cosecha siguió el estudio de Ahrens et al. (2023) [5] con la adición de separar los tejidos vegetativos en hojas abanico, hojas de azúcar y tallos. Para diferenciar entre hojas abanico y de azúcar, cualquier hoja con ≥1 cm de peciolo visible cuando el eje longitudinal de la planta estaba en el nadir con respecto al observador (es decir, mirando directamente hacia abajo desde la parte superior de la planta) se consideró una hoja abanico. 

Antes de cortar la planta en la superficie del sustrato (es decir, la parte superior de los bloques de lana de roca), se midieron la altura y el ancho de la planta (en el punto más ancho y perpendicular a este) para determinar el índice de crecimiento siguiendo el estudio de Ruter (1992) [10]. 

Las inflorescencias apicales se separaron del resto de la planta para determinar su volumen (siguiendo a Ahrens et al., 2023 [5]) y peso fresco (FW).  El FW de la inflorescencia apical se dividió por el volumen para determinar la densidad de la inflorescencia apical (g·cm−3). La inflorescencia apical de la planta más representativa de cada combinación de tratamiento de fotoperiodo por cultivar en cada replica se secó al aire a 23 °C y 70% de HR hasta aproximadamente un 10% de contenido de humedad.

Durante el proceso de cosecha, se tomaron fotografías de la planta entera, la planta entera con las hojas abanico eliminadas y la inflorescencia apical extirpada de la planta más representativa en cada combinación de tratamiento de fotoperiodo por cultivar en cada réplica. Se registró el FW de las hojas abanico, hojas de azúcar, tallos y tejidos de inflorescencia no apical de cada planta.

El índice de cosecha se calculó de la siguiente manera: FW total de la inflorescencia / (FW total de la inflorescencia + FW vegetativo aéreo). Los tejidos separados de cada planta fotografiada se secaron a peso constante a 70 °C. Luego, los pesos secos (DW) del tejido de las plantas representativas se usaron para calcular el contenido de humedad de cada tipo de tejido, que luego se usaron para estimar los DW de las plantas restantes en cada cultivar respectivo por combinación de fotoperiodo. Todos los pesos de tejido se midieron en gramos con una balanza digital (BCE2202-1S; Sartorius Lab Instruments, Göttingen, Alemania).

Resultados

Días transcurridos hasta la floración (EDTF)

El inicio de la floración de IM se retrasó aproximadamente 1,5 días en el tratamiento de 13 horas, pero no hubo efectos del tratamiento de fotoperiodo en el EDTF de GG (Figura 1). Sin embargo, la tasa de desarrollo temprano de la inflorescencia pareció retrasarse ligeramente en el tratamiento de 13 horas en ambos cultivares (Figura 2). El dorado de los estigmas se retrasó sustancialmente en el tratamiento de 13 horas en ambos cultivares (Figura 3).

Figura 1: Días transcurridos hasta la floración (EDTF) en respuesta a tratamientos de fotoperiodo de 12 horas (barras llenas) y 13 horas (barras vacías) en los cultivares ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG) de C. sativa. 

Los datos representan medias ± SE, n = 3. Se muestran barras de error para todos los datos, pero pueden estar ocultas para valores de SE pequeños. Los valores porcentuales marcados en las barras de 13 horas significan el aumento de EDTF en relación con el tratamiento de 12 horas, y los p-valores sobre cada cultivar representan el nivel de significación de la comparación de medias según la prueba t de Student.

Figura 2: Fotos representativas que muestran el desarrollo temprano de la inflorescencia apical de los cultivares ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG) de C. sativa bajo tratamientos de fotoperiodo de 12 h y 13 h desde los 14 d hasta los 21 d después del inicio de los tratamientos de fotoperiodo.

Figure 3: Dinámica temporal del dorado de los estigmas en la inflorescencia apical del brote principal de los cultivares ‘Incredible Milk’ (IM, negro) y ‘Gorilla Glue’ (GG, rojo) de C. sativa cultivados bajo tratamientos de fotoperiodo de 12 h (triángulos) y 13 h (círculos). Los datos representan medias ± SE de tres réplicas (n = 3). Se muestran barras de error para todos los datos, pero pueden estar ocultas para valores de SE pequeños.

Rendimientos

Figura 4: Respuesta del peso seco de la inflorescencia apical de plantas individuales a tratamientos de fotoperiodo de 12 h (barras llenas) y 13 h (barras vacías) en los cultivares ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG) de C. sativa. Los datos representan medias ± SE, n = 3. 

Se muestran barras de error para todos los datos, pero pueden estar ocultas para valores de SE pequeños. Los valores porcentuales marcados en las barras de 13 h significan el aumento del peso seco de la inflorescencia apical en relación con el tratamiento de 12 horas, y los p-valores sobre cada cultivar representan el nivel de significación de la comparación de medias según la prueba t de Student.

Imágenes de la inflorescencia apical del brote principal de plantas representativas en la cosecha de plantas de C. sativa ‘Incredible Milk’ (IM) el día 58 y de ‘Gorilla Glue’ (GG) el día 72 después del inicio de los tratamientos de fotoperiodo. Las barras de escala blancas en cada imagen son de 5 cm.

El tratamiento con fotoperiodo de 13 horas no tuvo ningún efecto sobre la densidad de la inflorescencia apical en la variedad ‘Gorilla Glue’ (GG). Sin embargo, en la variedad ‘Incredible Milk’ (IM), la densidad de la inflorescencia apical fue un 36% menor en el tratamiento de 13 horas en comparación con el de 12 horas (Figura 6).

Figure 6: Densidad de la inflorescencia apical en respuesta a tratamientos de fotoperiodo de 12 h (barras llenas) y 13 h (barras vacías) en los cultivares ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG) de C. sativa. 

Los datos representan medias ± SE, n = 3. Se muestran barras de error para todos los datos, pero pueden estar ocultas para valores de SE pequeños. Los valores porcentuales marcados en las barras de 13 h significan la disminución de la densidad de la inflorescencia apical en relación con el tratamiento de 12 horas, y los p-valores sobre cada cultivar representan el nivel de significación de la comparación de medias según la prueba t de Student.

Figure 7: Respuesta del peso seco total de la inflorescencia (g/planta) a tratamientos de fotoperiodo de 12 h (barras llenas) y 13 h (barras vacías) en los cultivares ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG) de C. sativa. El peso seco total de la inflorescencia se calculó sumando el peso seco de la inflorescencia no apical (secada en horno) y el peso seco de la inflorescencia apical para cada planta. Los datos representan medias ± SE, n = 3. 

Se muestran barras de error para todos los datos, pero pueden estar ocultas para valores de SE pequeños. Los valores porcentuales marcados en las barras de 13 h significan el aumento del peso seco total de la inflorescencia en relación con el tratamiento de 12 horas, y los p-valores sobre cada cultivar representan el nivel de significación de la comparación de medias según la prueba t de Student.

Contenido en cannabinoides de los cogollos apicales (puntas)

Ambas variedades analizadas en este estudio presentaron concentraciones relativamente bajas de CBD y altas de THC (Tabla 1).

En el cultivar “Incredible Milk” (IM), el tratamiento con fotoperiodo de 13 horas aumentó:

• La concentración de CBGA en un 53%.
• La concentración de CBDA en un 19%.
• La concentración de THCA en un 10%.
• La concentración de T-THC en un 9%.
• La concentración de THCVA en un 22%.

En el cultivar “Gorilla Glue” (GG), el tratamiento con fotoperiodo de 13 horas aumentó:

• La concentración de THCVA en un 16%.
• No se observaron efectos significativos en las demás concentraciones medidas.

Observaciones generales:

• No se encontraron efectos del fotoperiodo de 13 horas en la concentración de CBG ni en la de Δ9-THC en ninguna de las variedades.
• Todos los demás cannabinoides medidos estaban por debajo del límite de cuantificación (<0.05%).

Figura 8: Concentración total de THC equivalente (T-THC) en la inflorescencia apical (% de peso seco) en respuesta a tratamientos de fotoperiodo de 12 h (barras llenas) y 13 h (barras vacías) en los cultivares de C. sativa ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG). 

Los datos se basan en las determinaciones de pérdida de peso por secado del contenido de agua en los tejidos muestreados. Los datos representan medias ± error estándar (SE), n = 3. Se presentan barras de error para todos los datos, pero pueden estar ocultas para valores de SE pequeños. 

Los valores porcentuales marcados en las barras de 13 horas significan el aumento de T-THC en relación con el tratamiento de 12 horas, y los valores p sobre cada cultivar representan el nivel de significación de la comparación de medias según la prueba t de Student.

3.4 Crecimiento vegetativo e índice de cosecha

• Las plantas de ambos cultivares parecieron más grandes en el fotoperiodo de 13 horas que en el de 12 horas (Figura 9).
• Sin las hojas de abanico, las plantas de ambos cultivares en el tratamiento de 13 horas parecieron tener ramas más robustas que brindaban un mejor soporte a los tejidos de la inflorescencia (Figura 10), a pesar de soportar también el peso de una biomasa de inflorescencia sustancialmente mayor (Figura 6).
• El peso seco (PS) de las hojas de abanico, los tejidos del tallo (incluidas las ramas laterales) y la biomasa vegetativa aérea total fueron un 22%, 65% y 28% más altos en el tratamiento de 13 horas en IM (Figura 11).
• No hubo efectos del tratamiento de fotoperiodo en el PS de ningún tejido vegetativo aéreo en GG.
• El índice de crecimiento de IM fue un 81% más alto en el tratamiento de 13 horas (Tabla 2).
• El índice de cosecha de GG fue un 6% más alto en el tratamiento de 13 horas.
• El peso seco total de los tejidos aéreos (incluidos los tejidos de la inflorescencia) fue un 32% mayor en IM y un 41% en GG en el tratamiento de 13 horas.

Figura 9: Imágenes de plantas enteras tomadas justo antes de la cosecha de plantas representativas de C. sativa ‘Incredible Milk’ (IM) y ‘Gorilla Glue’ (GG) a los días 58 y 72, respectivamente, después del inicio de los tratamientos con fotoperiodo. Las barras de escala blancas en cada imagen miden 15 cm.

Figura 11: Peso seco (promedio, n = 3) de tejidos vegetativos aéreos de plantas individuales bajo tratamientos de fotoperiodo de 12 h y 13 h en los cultivares de C. sativa “Incredible Milk” (IM) y “Gorilla Glue” (GG). Los tejidos se separan en tallos (líneas rosadas diagonales), hojas de azúcar (líneas azules horizontales) y hojas de abanico (patrón punteado gris). 

En cada cultivar y cada tipo de tejido, los tratamientos de fotoperiodo con la misma letra minúscula no son significativamente diferentes a p ≤ 0.05 según la prueba t de Student. Los valores p sobre cada cultivar representan el nivel de significación de la comparación del peso seco vegetativo aéreo total según la prueba t de Student.

Nuestra opinión

Estas son todas las gráficas y fotografías que hemos considerado más importantes de mostrar. Aunque en el estudio hay alguna otra tabla, pensamos que la información es más que suficiente para que os animéis a cambiar el fotoperiodo a 13 horas. Solo hay que ajustar el temporizador para sacar más rendimiento a vuestro cultivo!