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Cannabis indoor 3.0

Come ottimizzare la crescita e la vitalità delle piante coltivate indoor attraverso alcuni step fondamentali: partiamo dall’illuminazione alla base di un buon cultivo

Stabilimento di coltivazione cannabis indoor

La coltivazione della cannabis esiste da sempre. Prove del suo utilizzo, sono state scientificamente collocate già in epoca neolitica. In tutto il mondo antico, era considerata una pianta primaria che accompagnava la vita di molte comunità e società complesse. Dalla fibra per tessuti e cordami ad alimento, da farmaco a sostanza estatica per scopi religiosi e divinatori, la canapa da sempre ha occupato una posizione podistica straordinariamente condensata nella saga socioculturale di gran parte dell’umanità.

Ma, in un’epoca storica, controversa e discutibile, questa meravigliosa pianta ha sofferto e subito le contumelie di una bieca élite di oscurantisti, messa al patibolo con sconsiderate propagande allarmistiche e condannata da leggi arbitrarie; finendo così dai verdeggianti campi aperti, alle più recondite cantine e camere d’appartamento, aprendo così alla “Coltivazione indoor”.

La storia della coltivazione indoor, si può suddividere in tre archi temporali. Il primo, vede i suoi arbori, durante il periodo della controcultura fra gli anni ‘60 e ‘70 del XIX secolo; epoca in cui, la cannabis venne inserita in quasi tutto il mondo nell’elenco delle sostanze vietate e catalogate come “droghe”, dando così inizio al proibizionismo verso la cannabis.

Il proibizionismo infatti, contribuì a cambiare in parte il modo in cui la pianta sarebbe stata coltivata, concorrendo inconsapevolmente a inaugurare una nuova era. Molti coltivatori infatti hanno di proposito spostato le loro piante al chiuso, per poi arrivare ai giorni nostri con importanti impianti di carattere industriale, sia per scopo medico sia ricreazionale.

Man mano che questo sistema di coltivazione prendeva piede, lo stimolo alla ricerca di una tecnologia valida per incrementare qualità e rese si faceva sempre più forte.

Le prime sperimentazioni erano principalmente incentrate sul controllo e la manipolazione delle condizioni interne (luce e clima) e la distribuzione degli spazi, così da assicurare alla pianta una condizione ambientale più verosimile a quella esterna.

Dagli USA all’Australia, passando per l’Europa tramite l’Olanda, la Spagna e anche l’Italia, un novero di appassionati, breeder e coltivatori, hanno dato vita a un circuito di scambio di genetiche, informazioni tecniche e processi di coltivazione, istituendo una vera e propria subcultura della coltivazione indoor. Questo processo, dalla seconda metà degli anni ‘80 ai primi dei ‘90, ha innescato una febbrile ed energica stagione di studio, sviluppo e approfondimento, tra cui l’allevamento selettivo, volto principalmente alla ricerca di un prodotto più potente, concentrato sulle dimensioni delle inflorescenze e selezionato per velocità di maturazione delle stesse.

Dalla seconda metà degli anni 90, con il progressivo espandersi di internet, molti dei segreti e gran parte delle tecniche adottate dai più provetti grower nel precedente ventennio furono messe a disposizione della collettività di appassionati, entusiasmata peraltro dall’inondante avvicendarsi delle seedbank olandesi e americane, che proponevano e promuovevano a loro volta un innovativo e vasto assortimento di genetiche disponibili. 

Era l’epoca che vide nascere e consegnare alla storia leggende come Nevil Schoenmakers, creatore delle prime seedbank, Howard Marks, il visionario padre della Skunk, Scott Blakey alias Mr. Nice e tanti altri ancora.

Ai giorni d’oggi, la cultura indoor della cannabis è diventata una vera e propria scienza. Dai primi studi ai progressi fatti dai coltivatori underground, si è andata creando una rigida e ferrea disciplina che regolamenta un intero processo di produzione, standardizzando ogni aspetto tecnico e unificando le procedure stesse di produzione.

Qual è l’impatto della scienza sulla coltivazione indoor?
Per rispondere dobbiamo analizzare, le richieste del mercato odierno in seguito alla recente legalizzazione avvenuta negli USA e in altri paesi del mondo. Quella della cannabis, contrariamente ad altre, è una coltura dove la sua resa non può essere valutata basandosi sul peso della massa fogliare o sul numero di fiori o foglie, ma in merito alle richieste del mercato odierno, è più concentrata sulla qualità e quantità dei suoi composti chimici, terpeni, cannabinoidi ecc., e sulla sua velocità di crescita.

Per produrre cannabis di alto livello è diventato necessario affrontare e manipolare i fattori fenologici, al fine di assicurare la massima produzione nel minimo spazio disponibile, col minimo sforzo economico, garantendo un prodotto qualitativamente competitivo e standardizzato a seconda delle esigenze del richiedente.

L’illuminazione è uno dei fattori ambientali più importanti relazionati alle fasi fenologiche, seguita poi dall’impronta fotoperiodica, dalle temperature e dalle condizioni climatiche della camera di coltivazione.

La crescita in ambiente controllato

Ciò che oggi ha portato più coltivatori ad avvicinarsi alla coltivazione indoor è proprio la garanzia di avere una produzione costante ed esente dagli improvvisi e imprevedibili agenti atmosferici e da agenti patogeni. 

In una growroom o in una growbox domestica, è possibile avere un accurato controllo della temperatura, dell’umidità, dell’intensità e degli spettri della luce, inclusi la traspirazione e i livelli di anidride carbonica (CO2), offrendo così ai coltivatori la possibilità di coltivare cannabis tutto l’anno. 

In condizioni ambientali stabili e ben progettate, si possono produrre fino a sei raccolti annui, rendendo la coltivazione indoor circa 10-20 volte più produttiva di quella outdoor. 

La luce alla base di tutto

Studi sulla pianta hanno evidenziato che oltre ai differenti fattori ambientali, la temperatura e il fotoperiodo influenzano in maniera notevole le capacita riproduttive, produttive e qualitative della cannabis. In molte piante la fioritura avviene quando il tessuto meristematico riceve segnali prodotti da variazioni di temperatura, durata e qualità della luce.

L’espressione sessuale nella cannabis è in gran parte genetica, ma studi, suggeriscono che può essere alterata e modificata dalle influenze ambientali “Tournois”. 

In condizioni stabili e col susseguirsi delle fasi fotoperiodiche normali, le piante di cannabis crescono e fioriscono dando vita a un numero approssimativamente uguale di piante maschili e femminili. In condizioni di stress estremo e con cicli di luce alterati, è stato dimostrato che le percentuali di esemplari femminili e maschili, si discostano notevolmente dal rapporto previsto del 50% per ogni sesso.  

Ci sono tre fasi salienti distinte nella coltivazione della cannabis: propagazione, crescita vegetativa e fioritura. Le recenti applicazioni per la ricerca di scopi produttivi raccomandano l’uso di fotoperiodi lunghi (18 ore e variabili annesse) per le fasi di propagazione e vegetativa; e fotoperiodi brevi (12 ore e variabili annesse) per la fase di fioritura, quando si utilizza l’illuminazione artificiale.

L’illuminazione artificiale in una camera di coltivazione, deve tener conto dell’intensità luminosa e della qualità della luce; la qualità della luce è legata al colore e la quantità all’intensità.

L’aumentare dell’intensità della luce può avere un effetto positivo sulla crescita, sulla fotosintesi e sulla traspirazione. La crescita, la morfologia e il metabolismo delle piante possono essere invece manipolati, modificando la qualità della luce. È noto, a tal proposito, che la luce blu riduce la lunghezza degli internodi rendendo le piante più compatte e un’area fogliare più piccola, mentre le lunghezze d’onda del rosso e del verde inducono l’allungamento dello stelo e delle foglie.
Non solo, alcuni studi, hanno evidenziato un aumento significativo della resa e della concentrazione del THC totale quando si utilizza l’illuminazione rossa e blu.

Anche l’uso della luce verde o blu nella produzione di cannabis, rispetto alla luce solare, ha mostrato un aumento significativo della resa e del contenuto di THC.
In questo gioco di manipolazioni artificiali controllate, è stato dimostrato che il contenuto di THC di alcune piante di cannabis può essere aumentato irradiandole anche con la luce UV-B.

Per molti anni la produzione di cannabis è stata fatta principalmente con lampade al sodio ad alta pressione, “le HPS”, ma al giorno d’oggi è possibile controllare e migliorare la qualità della cannabis con un minor dispendio di energia utilizzando lampade a LED.

Pianta di cannabis coltivata indoor con lampade LED

Il corretto dimensionamento del sistema di illuminazione di una struttura e i tipi di lampade utilizzate nel processo di coltivazione influiranno notevolmente sia sulla resa sia sulla qualità del raccolto. 

Anche il design e la configurazione dell’illuminazione giocano un ruolo significativo nel profilo di sostenibilità generale della struttura; parametri che dovrebbero essere presi seriamente in considerazione già nelle prime fasi della progettazione.

Esistono differenze fondamentali tra gli impatti spettrali e fisiologici della luce solare, delle lampade HPS e dei pannelli LED sulle piante. 

Quando si pongono a confronto i LED e le lampade HPS, dobbiamo considerare non solo le prestazioni in termini di crescita e sviluppo delle piante, ma anche i costi iniziali e gli effetti diretti e indiretti sul totale dell’energia utilizzata all’interno di una camera di coltivazione.

Nonostante le lampade HPS siano state per moltissimi anni lo standard del settore indoor, giocoforza gli apparecchi a LED odierni offrono molta più flessibilità nella gestione dello spettro luminoso, essendo molto più efficienti in termini di efficacia dei fotoni – ovvero su quanta luce fotosintetica viene emessa per joule di input energia (µmol PAR/J). 

La prerogativa principale dei LED è che si possono utilizzare molti chip diversi che insieme possono essere personalizzati e uniti per emettere vari spettri a banda stretta o ampia. 

Le HPS, inoltre, emettono elevate quantità di radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) e una grande quantità di infrarossi -IR.

La maggior parte dell’emissione emessa da un bulbo HPS è nell’intervallo dal verde all’ambra tra i 500-600 nm e si assottiglia in entrambe le direzioni lungo lo spettro elettromagnetico, con un picco nell’intervallo del vicino infrarosso. Anche i LED a spettro completo forniscono questa stessa gamma di PAR, ma la differenza principale risiede nella proporzione di luce blu, tra i 400-500 nm, e nel rapporto tra luce rossa (600-700 nm) e luce rossa lontana (700-750 nm).

Le piante coltivate sotto LED sono esposte praticamente a zero radiazioni infrarosse dirette, che è un’esperienza nuova rispetto alle condizioni a cui sono generalmente abituate in natura. Le HPS emettono significative radiazioni infrarosse, ed è questo il motivo per cui si percepisce un estremo calore sotto di esse. 

Le HPS, inoltre, contrariamente a quella solare e dei LED, non emettono molta luce blu. La luce blu induce l’apertura degli stomi nella pianta, essendo essa presente insieme agli infrarossi nella luce solare, e data la sua enorme quantità, la luce blu segnala alle piante di rimanere fresche nonostante le alte temperature. Pertanto, mancando le HPS di questa frazione di luce, la temperatura nella maggior parte delle stanze di coltivazione deve essere mantenuta più mite intorno ai 24–25° C; questo proprio per tenere conto del gravoso carico termico della lampada a fronte di una ridotta capacità di segnalazione indotta dalla mancanza di blu. 

La temperatura sulla chioma delle piante, diviene così molto più importante della temperatura dell’aria in altre zone della growroom.

Contrariamente, con i LED che hanno un’elevata frazione di luce blu, abbinata a un’esigua frazione di infrarossi, le piante tendono ad essere molto più fresche e qui diviene fondamentale mantenere una temperatura dell’ambiente leggermente più alta, intorno a 27-30°.

È importante notare che coltivando con HPS, se non si ha un’adeguata concentrazione di CO2, le alte temperature possono causare gravi stress alle piante, aumentando la solubilità dell’ossigeno e favorendo così la fotorespirazione.

A capo di questo processo (temperatura – CO2 e Ossigeno) c’è l’enzima RuBisCO, che ha la capacità di legare sia la CO2 sia l’O2 in base alla loro disponibilità. In condizioni normali fissa la CO2 al RuBP, ma se questo gas scarseggia il RuBisCO lega l’O2 innescando la “fotorespirazione”. Se la temperatura è troppo alta, la solubilità dell’ossigeno aumenta, l’enzima tende a legare l’ossigeno invece dell’anidride carbonica, finendo per bruciare l’energia immagazzinata dalla pianta per eseguire questo processo, con una conseguente crescita più lenta.

Esistono diverse disposizioni per la separazione della sorgente di luce dalla pianta in una stanza di coltivazione che possono modificare completamente il carico di calore all’interno di uno spazio di coltivazione. Una delle maggiori riduzioni nell’utilizzo di energia e nel carico di calore complessivo generato in uno spazio di coltivazione è l’uso dell’illuminazione a baldacchino. Tutte le sorgenti luminose generano calore, ma il tipo di calore, sia esso radiante o semplicemente sottoprodotto della resistenza nella conversione elettricità-fotone, determinerà un impatto sulla growroom. 

Tutti gli oggetti, le superfici e gli organismi emettono infrarossi quando sono eccitati dall’energia. Ciò include che le foglie delle piante, oltre alla traspirazione, si raffreddano, rilasciando energia sotto forma di radiazione a onde lunghe. 

Se fornisci a una stanza di coltivazione solo radiazioni a onde corte, che includono solo PAR, rosso lontano e vicino infrarosso (NIR), quei fotoni verranno assorbiti dalla pianta per la fotosintesi o rimarranno intrappolati nella stanza rimbalzando da una superficie all’altra aumentando di lunghezza d’onda. Ciò accade istantaneamente poiché la luce si muove così rapidamente e il controllo ambientale è l’unico modo per spostarla fuori dalla stanza. 

Gli apparecchi a LED consentono un apporto energetico complessivo inferiore se vengono utilizzati in modo tale da fornire alle piante la stessa intensità luminosa a un wattaggio inferiore.
Questi sono fattori fondamentali che dovranno essere presi in considerazione al momento della scelta delle attrezzature e durante il corso stesso della progettazione. Solo così saremo certi di ottimizzare la crescita e la vitalità delle piante di cannabis coltivate indoor.

Pianta di cannabis coltivata indoor

Fonti:

  • Tournois J. 1912. Influence de la lumiere sur la floraison du houblon Japonais et du chanvre. C. R. Acad. Sci. Paris 155: 297-300.
  • Livadariu,O., Raiciu, D., Maximilian, C and Capitanu, E. 2018. Studies regarding treatments of LED-s emitted light on sprouting hemp (Cannabis sativa L.). Romanian Biotechnological Letters. X:X.
  • Hawley, D., Graham, T., Stasiak, M. and Dixon, M. 2018. Improving Cannabis Bud Quality and Yield with Subcanopy Lighting. HortScience. 53 (11): 1593-1599.
  • Chandra, S., Lata, H., Khan, I.A. and Elsohly, M.A. 2008. Photosynthetic response of Cannabis sativa L. to variations in photosynthetic photon flux densities, temperature and CO2 conditions. Physiol Mol Biol Plants. 14: 299–306.
  • Dong. C., Fu, Y., Liu, G., and Liu, H. 2014. Growth, photosynthetic characteristics, antioxidant capacity and biomass yield and quality of wheat (Triticum aestivum L.) exposed to LED light sources with different spectra combinations. J Agron Crop Sci. 
  • Lalge, A., Cerny, P., Trojan, V., and Vyhnanek, T. 2017. The effects of red, blue and white light on the growth and development of Cannabis sativa L. Mendel Net. 8 (9): 646– 651. 
  • Marti, G., Schnee, S., Andrey, Y., Simoes-Pires, C., Carrupt, P.A., Wolfender, J.L. and Gindro, K. 2014. Study of leaf metabolome modifications induced by UV-C radiations in representative Vitis, Cissus and Cannabis species by LC-MS based metabolomics and antioxidant assays. Molecules. 19:14004–14021
  • Potter, D.J., Duncombe, P. 2011. The Effect of Electrical Lighting Power and Irradiance on Indoor-Grown Lyndon, J., Teramura, A. H. and Coffman, B. 1987. UVB radiation effects on photosynthesis, growth and cannabinoid production of two Cannabis sativa chemotypes. Photochemestry and Photobiology. 46 (2): 201- 206.

a cura di Groow





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