Dubbla röda toppar vid 640 och 660 nm kan avsevärt öka blommans vikt

Nyligen genomförde Wageningen University en studie om hur rött och vitt ljus påverkar tillväxten av medicinsk cannabis, särskilt för att optimera ackumuleringen av växtspecifika metaboliter under olika ljusintensiteter. Medan trädgårdsodlare redan har använt olika ljusspektra och fotosyntetisk fotonflödestäthet (PPFD) för att främja växttillväxt, har forskningen om hur dessa faktorer specifikt påverkar medicinsk cannabis varit begränsad. Den här studien hjälper till att fylla det gapet.

 

Forskargruppen genomförde två omgångar av experiment i en klimatkontrollerad inomhusmiljö och odlade en stam som heter King Harmony från Perfect Plants. Experimentet inkluderade två olika ljusintensiteter-600 och 1200 µmol m-2 s-1-och tillämpade fyra olika ljusspektra: två låga vita spektra och två höga vita spektra. De låga vita spektra innehöll antingen en enda 660 nm rött ljustopp eller dubbla röda ljustoppar vid 640 och 660 nm. De höga vita spektra varierade i bredd, med vissa fokuserade på smala band vid 450 nm och 660 nm, och andra täcker ett brett våglängdsområde från 400 till 750 nm.

 

Resultaten var spännande, särskilt när det gäller de dubbla röda ljustopparna.Studien fann att vitt ljus med dubbla röda ljustoppar vid 640 nm och 660 nm signifikant ökade blommans vikt och förbättrade ljusanvändningseffektiviteten. Däremot var vitt ljus med en enda 660 nm rött ljustopp inte lika effektivt.Detta beror troligen på att de maximala absorptionstopparna för klorofyll a och b är belägna nära dessa röda ljustoppar, och dessa klorofyllmolekyler spelar en avgörande roll i fotosyntesen. Närmare bestämt binder klorofyll b nära till ljusskördande komplex, medan klorofyll binder till både kärnan av fotosystemet och ljusskördande komplex.

 

Vitt ljuss roll kan inte heller förbises.Forskarna noterade att en ökning av andelen vitt ljus inte direkt ökade blommans vikt, men det förändrade balansen mellan blått, grönt och rött ljus, vilket kan bidra till att förstärka vissa terapeutiska effekter.Experimentet visade att när PPFD-nivåerna översteg 1200 µmol m-2 s-1 ökade bladfotosyntesen markant men utlöste också stressreaktioner, såsom överstimulering av fotosystemet och produktion av reaktiva syrearter (ROS) . Vid denna tidpunkt bidrog en ökning av andelen grönt ljus inom det vita spektrumet till att lindra denna stress genom att förbättra ljusfördelningen inom bladen, liknande en "omvägs"-effekt.

 

Å andra sidan resulterade en minskning av andelen vitt ljus i högre växter med en mer öppen struktur,potentiellt förbättra den totala ljusfördelningen, vilket skulle kunna öka både utbyte och metabolitproduktion. Studien fann dock inte att spektrumet och PPFD hade en signifikant inverkan på den totala cannabinoidkoncentrationen, vilket står i kontrast till en del tidigare forskning. Skillnader i experimentella förhållanden, såsom PPFD-nivåer och ljuscykler, kan förklara denna avvikelse.

 

Dessutom fann studien att användning av låga vitt ljusspektra under höga PPFD-förhållanden ibland ledde till missfärgning av blomklasarna, troligen orsakad av fotoinhibering och ROS-produktion. Trots missfärgningen innehöll de drabbade blomklasarna högre koncentrationer av cannabinoider, särskilt CBD. Detta tyder på att cannabinoider kan ackumuleras som antioxidanter för att motverka oxidativ stress inducerad av ljus.

 

Denna studie ger nya insikter om medicinsk cannabisodling, särskilt om hur man kan optimera ljusspektra och intensitet för att öka utbytet och metabolitackumulering.

 

Klicka häratt läsa hela studien.