El límite de la luz visible: El uso de la luz roja lejana en el cultivo de cannabis

La relación entre la luz y la vida de las plantas es compleja y va mucho más allá del espectro visible que potencia la fotosíntesis. fotosíntesis. Aunque la mayor parte de la energía de una planta procede de la radiación fotosintéticamente activa (RFA)que abarca longitudes de onda de 300 a 700 nm, la energía más allá de ese rango, en concreto la luz luz roja lejana (FR)-es la clave de una serie de cambios arquitectónicos y de desarrollo.

La iluminación FR se define por longitudes de onda superiores a 700 nmcon la porción fisiológicamente más relevante para muchas respuestas de las plantas agrupadas alrededor de 730 nm. A diferencia de la luz visible que impulsa la creación de azúcares, la luz FR interviene principalmente en la fotomorfogénesisque es el proceso de desarrollo de la forma inducido por la luz en las plantas. En pocas palabras, mientras que la PAR determina cuánto puede crecer una planta, la proporción de luz FR determina cómo crece.

Para comprender su función, es esencial situar la luz FR en el contexto más amplio del espectro electromagnético. La luz roja, crucial para la fotosíntesis y otras vías de señalización, suele estar comprendida entre 650-680 nm. Le sigue inmediatamente el espectro FR, que abarca aproximadamente 710-740 nm.

Cuándo es más frecuente la luz roja lejana

La presencia y la intensidad de la luz FR en la naturaleza son señales ambientales fundamentales para una planta. Su prevalencia no es constante, por lo que las plantas han evolucionado para percibirla.

1. Penetración del dosel: La fuente más importante de prevalencia de FR es la sombra proyectada por otras plantas. La clorofila absorbe la luz roja (R) y azul muy eficazmente para la fotosíntesis, pero transmite o refleja una cantidad sustancial de luz FR. En consecuencia, la luz que se filtra a través de un dosel denso tiene una relación rojo:rojo lejano (R:FR) drásticamente reducida, volviéndose rica en luz FR. Esta baja relación R:FR indica que una planta se encuentra en el sotobosque, lo que provoca una serie de respuestas de supervivencia conocidas como evitación de la sombra.
2. Hora del día: A medida que el sol se pone, el efecto de filtrado de la atmósfera provoca un cambio natural hacia una mayor proporción de FR, convirtiendo la luz FR en una señal del final del día y el comienzo de la noche.
3. Profundidad del suelo: Incluso la germinación de las semillas se rige por esta relación. En algunas plantas, se requiere una relación R:FR alta para romper el letargo, asegurando que la semilla no se entierra demasiado profundamente bajo el suelo o la vegetación densa.

Fotomorfogénesis y sistema fitocromo

Los mecanismos por los que una planta percibe y responde a la luz FR se centran en torno a una proteína conocida como fitocromo-el componente central del sistema sensor de luz de la planta. Este sistema regula una amplia gama de adaptaciones temporales y permanentes al medio ambiente. Forma parte de la manera en que la planta recibe pistas sobre su entorno, especialmente en lo que respecta a la germinación de las semillas, la evitación de la sombra y la inducción de la floración.

El papel de los fotorreceptores

Todo el proceso de desarrollo regulado por la luz, o fotomorfogénesis (literalmente, la luz da forma), se basa en especializados. Mientras que luz azul están implicados principalmente en respuestas como el fototropismo (inclinación hacia la luz) y la apertura estomática, los fotorreceptores fotorreceptores rojo y rojo lejano están dominados por el Fitocromo de proteínas.

El fitocromo es una proteína absorbente de luz que es sensible a todo el espectro, absorbiendo R, FR e incluso cierto grado de luz azul. Su poder reside en su fotorreversibilidad-su capacidad de existir en dos formas distintas e interconvertibles en función de la calidad de la luz que absorbe.

El interruptor fitocromo: Pr y Pfr

Las dos formas estables de la proteína fitocromo actúan como un interruptor molecular:

1. Pr (Fitocromo absorbente de luz roja): Es la sustancia biológicamente inactiva biológicamente inactiva de la proteína. Su color es azul porque absorbe la luz roja. Cuando la Pr absorbe un fotón de luz roja (650-680 nm), sufre rápidamente un cambio de conformación.
2. Pfr (Fitocromo absorbente de luz lejana): Es la sustancia biológicamente activa biológicamente activa. Se crea a partir del Pr tras absorber la luz roja. Su aspecto es azul verdoso porque ahora absorbe fuertemente la luz roja lejana. Cuando el Pfr absorbe un fotón de luz roja lejana (710-740 nm) o se deja en la oscuridad durante un tiempo, vuelve a la forma inactiva Pr.

Esta conversión constante-Pr↔Pfr-se denomina fotorreversibilidad. Bajo luz natural o blanca (que contiene tanto R como FR), el pool de fitocromos está en un estado de transformación continua, existiendo como una mezcla dinámica y estados intermedios. La relación entre Pfr y el total de fitocromos (Ptotal) actúa como el sensor último de la planta para la calidad de la luz ambiental.

Grupos de respuesta al fitocromo

Los fitocromos se clasifican en diferentes tipos (A, B, C, etc.) que regulan diversos procesos de desarrollo. Estos efectos pueden agruparse en función de la luz necesaria para desencadenarlos:

• Cantidad (Fluencia): La cantidad total de fotones necesarios.
• Calidad (Longitud de onda): La relación específica entre la luz R y la luz FR.

La velocidad de respuesta de la planta al cambio de fitocromo puede variar ampliamente, agrupada por el tiempo de retardo-el tiempo transcurrido entre la absorción de la luz y el primer efecto perceptible:

Para los LFR, es importante tener en cuenta que la respuesta depende de la cantidad total de fotones recibidos, lo que significa que un destello de luz corto y brillante puede tener el mismo efecto que una exposición más larga y tenue.

Razones evolutivas y respuestas de las plantas

El sistema fitocromo está presente en prácticamente todas las plantas verdes, desde las algas hasta las enormes secuoyas y, por supuesto, nuestro querido Cannabis Cannabis. Esta ubicuidad pone de relieve su papel fundamental como ventaja evolutiva, principalmente para evaluar el entorno competitivo.

Pfr: El inhibidor activo

En Pfr es la versión versión fisiológicamente activa. Sus funciones primarias, evolutivamente conservadas, son:

1. Inhibir la floración
2. Inhibir la elongación del tallo

En términos sencillos, a pleno sol, la alta concentración de luz R mantiene el conjunto de fitocromos mayoritariamente en el estado inhibitorio Pfr. Cuando una planta está a la sombra, la proporción se desplaza drásticamente hacia Pr (debido a que la luz FR convierte Pfr de nuevo en Pr). Cuando esta proporción se desplaza, la inhibición se detieney la planta responde iniciando la respuesta de crecimiento suprimido, como si se quitara una cuña debajo de un coche aparcado en una colina.

El síndrome de evitar la sombra

La función más importante de la detección de FR es evitar la sombra. Al percibir la baja relación R:FR bajo un dosel, una planta asume correctamente que está siendo superada en la competencia por la luz. Para ganar la carrera por el sol, lanza una respuesta caracterizada por:

• Alargamiento rápido de los entrenudos (estiramiento): Un intento de crecer más alto que el competidor.
• Reducción del tamaño y grosor de las hojas: Menos inversión en hojas que no reciben suficiente luz.
• Floración precoz: Un intento desesperado por reproducirse antes de quedar completamente a la sombra.

Las plantas adaptadas a la sombra ("plantas de sombra") y las plantas adaptadas al sol ("plantas de sol") tienen diferentes niveles de sensibilidad a la relación R:FR, pero el mecanismo es universal.

El fitocromo en la regulación del crecimiento y el fotoperiodismo

Los efectos de la luz FR se describen a menudo como reacciones hipersensibles porque pueden producirse con muy poca potencia, logrando efectos pronunciados sobre la arquitectura de la planta y la floración. En el cultivo de cannabis, manipulamos estas reacciones para optimizar el rendimiento y la estructura.

Manipulación de la arquitectura vegetal

Al introducir estratégicamente la luz FR, los cultivadores pretenden equilibrar dos reacciones clave deseadas:

1. Entrenudos más largos: Una cantidad controlada de Pr (añadiendo luz FR) durante la fase vegetativa puede reducir la inhibición de la elongación del tallo mediada por Pfr. Esto da lugar a entrenudos más largosmás largos, lo que puede ser beneficioso para la gestión del dosel y el espaciamiento de los lugares de floración para una mejor penetración de la luz.
2. Hojas más grandes: La luz FR también puede promover la expansión de la hoja, lo que lleva a hojas más grandes que pueden captar más luz PAR durante las principales horas del día.

Las dos estrategias: Mezcla frente a final del día

En horticultura, la luz FR se utiliza de dos formas principales, cada una con un objetivo diferente:

1. Mezcla en el espectro (mejora del crecimiento vegetativo): La incorporación de un nivel bajo y constante de luz FR junto con la PAR durante todo el fotoperiodo mantiene la relación R:FR más baja que en las configuraciones típicas de LED sólo sol/rojo. Esto mantiene una mayor concentración de Pr, lo que produce efectos continuos y sutiles de evitación de la sombra, en concreto, los entrenudos más largos y hojas más grandes. Esto contribuye a crear un dosel más abierto y productivo.
2. Tratamiento al final del día (EOD) (inducción floral / señalización de fase): Una breve e intensa ráfaga de luz FR (710-740 nm) suministrada justo cuando se apaga la luz PAR. El objetivo es impulsar la conversión final y completa de toda la Pfr restante (forma activa) en Pr (forma inactiva). Esta acción crucial, la creación de una pizarra limpia de Pr al comienzo del periodo oscuro- tiene profundas implicaciones para la percepción de la duración de la noche por parte de la planta, especialmente en relación con la inducción floral.

Fotoperiodismo: Medir la noche

La planta utiliza el reloj circadiano para determinar la hora del día y fotoperiodismo para detectar la duración del día (o del año). Este último mecanismo es crucial para la floración.

Sabemos que el cannabis, una planta de día corto, necesita 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad ininterrumpida (12/12) para florecer de forma fiable. El descubrimiento fundamental de los experimentos con plantas es que éstas miden la duración de la nochey no la del día. Si la planta consigue una noche suficientemente largapuede florecer aunque se prolongue el periodo de luz. Como también saben los cultivadores, la interrupción de la noche, aunque sólo sea por unos minutos, inhibe completamente la floración, mientras que los breves periodos de oscuridad durante el día son irrelevantes.

Rojo lejano para Bud Set y más allá

La aplicación del tratamiento EOD FR es una manipulación directa del sistema fitocromo para garantizar que la planta registra que la noche es lo suficientemente larga para que se produzca la señal de floración.

El tratamiento EOD y la inducción floral

Cuando las luces se apagan de forma natural (o simplemente se apagan), la forma Pfr (activa, inhibidora de la floración) revierte lentamente a Pr en un proceso denominado reversión térmica. Sin embargo, un breve tratamiento EOD FR obliga a que esta conversión se complete instantáneamente.

• Al convertir inmediatamente toda la Pfr en Pr, el cultivador se asegura de que la planta comience su ciclo oscuro con el nivel más bajo posible de inhibidor activo de la floración. con el nivel más bajo posible del inhibidor de floración activo..
• Esto es especialmente útil para fomentar una transición sólida del estiramiento al floración y a menudo puede reducir en varios días el tiempo que tarda una variedad en empezar a florecer visiblemente y hasta en una semana todo el ciclo de floración. Este efecto es especialmente pronunciado en variedades con fuertes influencias ecuatoriales que, de otro modo, tardarían semanas en empezar a producir cogollos.

Aunque la luz FR influye principalmente en la forma, su inclusión en el espectro también puede tener efectos secundarios, menos estudiados, en la densidad de brotes y, potencialmente, en otras funciones fisiológicas. Sin embargo, la relación exacta con el ciclo de nutrientes sigue siendo un área de especulación. Es importante tener en cuenta que un pequeño porcentaje de FR ya está creando todos los efectos deseados. Si está utilizando una lámpara de 300 W, una lámpara FR de 30 W encendida durante 8 minutos después de apagar las luces será suficiente para producir la aceleración de floración deseada. Si está mezclando espectros para mejoras estructurales, necesitará incluso menos.

Cómo aplicarlo en casa

Para los cultivadores de cannabis, el conocimiento de Pr y Pfr no hace sino confirmar el mecanismo que subyace a la conocida privación de luz (light dep) de luz. Al comprender que la Pfr es el freno químico del proceso de floración, los cultivadores pueden aprovechar la luz FR para asegurarse de que el freno se libera completamente al comienzo de cada ciclo oscuro, lo que conduce a un inicio de floración más rápido y uniforme. Las tiras FR están ampliamente disponibles hoy en día, proporcionando una forma barata y eficaz de manipular la estructura de la planta y el tiempo de floración en casa. ¿Quién no quiere que sus variedades de 9 semanas terminen alrededor del día 56? La longitud de onda de los susurros es simplemente la clave para liberar todo el potencial de desarrollo de la planta.