Δεν δημιουργούνται όλοι οι τεχνητοί φωτισμοί ίσοι. Όσον αφορά την καλλιέργεια κάνναβης, ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι η έκθεση των φυτών σε διαφορετικά φάσματα φωτός, προκαλεί αξιοσημείωτες αλλαγές στη δομή τους ή στη μορφολογία και την περιεκτικότητα σε κανναβινοειδή και THC. Στην Ελλάδα και αλλού στην Ευρώπη, η φαρμακευτική κάνναβη μπορεί να καλλιεργηθεί μόνο μέσα σε κλιματικά ελεγχόμενους χώρους, δηλαδή σε εσωτερικούς χώρους χωρίς πρόσβαση στο ηλιακό φως ή σε θερμοκήπιο. Αυτό συμβαίνει για να τηρούνται οι κατευθυντήριες γραμμές για τις ορθές πρακτικές παρασκευής (Good Manufacturing Practices – GMP), οι οποίες επιβάλλουν το φιλτράρισμα του αέρα στην περιοχή καλλιέργειας, ώστε να εμποδίζονται η σκόνη, η μούχλα και άλλες μολυσματικές ουσίες να φθάσουν στα φυτά. Είναι σαφές ότι απαιτείται τεχνητός φωτισμός για την καλλιέργεια σε εσωτερικούς χώρους, ενώ η καλλιέργεια του θερμοκηπίου όλο το χρόνο απαιτεί επίσης συμπληρωματικό φωτισμό.
Η αναδυόμενη τεχνολογία των Διόδων Εκπομπής Φωτός (LED) έχει αναδομήσει την ικανότητά μας να κατασκευάζουμε τεχνητές πηγές φωτός με εξειδικευμένες παραλλαγές στη φασματική σύνθεση. Μικρές δίοδοι που χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά εκπέμπουν φως, με διαφορετικά μήκη κύματος και πολλοί διαφορετικοί συνδυασμοί διόδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μία λάμπα, επιτρέποντας τη δημιουργία νέων φασμάτων. Ο παραδοσιακός φωτισμός με Υψηλής Πίεσης Νάτριο (HPS) εξαρτάται από τις ατομικές φασματικές γραμμικές εκπομπές από τον υδράργυρο και το νάτριο, επομένως το φάσμα δεν μπορεί να μεταβληθεί. Οι διάφορες επιλογές φάσματος των φώτων LED, έχουν δοκιμαστεί σε επιστημονικές μελέτες, παρουσιάζοντας ενδιαφέροντα αποτελέσματα σχετικά με τη δομή των φυτών και το περιεχόμενο των φαρμακευτικών συνθέσεων.
Όχι μόνο μπορούν να κατασκευαστούν φώτα LED με πολλά διαφορετικά φάσματα, αλλά και κατά μέσο όρο με περίπου 20% λιγότερη ισχύ, για να παράγουν την ίδια ένταση φωτός όπως η HPS. Ωστόσο, λόγω της φύσης της πηγής φωτός, η οποία αποτελείται από πολλές μικρές διόδους και των ιδιοτήτων του αντανακλαστήρα, η ένταση του φωτός παρουσιάζει μεγαλύτερη ολίσθηση στα εξωτερικά άκρα της περιοχής καλλιέργειας από την HPS. Αυτό σημαίνει ότι τα φυτά στην εξωτερική αυτή ζώνη θα είναι μικρότερα και υποανάπτυκτα. Οι λυχνίες LED παράγουν πολύ λιγότερη θερμότητα από την HPS και επομένως μπορούν να τοποθετηθούν πολύ πιο κοντά στην κορυφή του φυτού, αυξάνοντας την ομοιομορφία του φωτός, αλλά μειώνοντας τον πραγματικό καλλιεργητικό χώρο. Για αυτούς τους λόγους, περισσότερες κατασκευές φωτιστικών LED πρέπει τυπικά να χρησιμοποιηθούν σε μια εγκατάσταση καλλιέργειας, για να επιτευχθεί ίδια συνολική κάλυψη με την HPS. Οι προγραμματιστές συνεχίζουν να εργάζονται, σε καινοτόμους τρόπους, για να αυξήσουν την ομοιομορφία του φωτός και τον αποτελεσματικό καλλιεργητικό χώρο ανάπτυξης της μεμονωμένης λυχνίας LED.
Η Φωτοσυνθετική Ενεργή Ακτινοβολία (PAR), είναι φως που έχει μήκος κύματος μεταξύ 400-700 νανομέτρων. Αυτά είναι τα μήκη κύματος που χρησιμοποιεί το φυτό για φωτοσύνθεση, που παρέχουν ενέργεια για ανάπτυξη και άλλες ζωτικές διεργασίες. Το φάσμα ενός λαμπτήρα HPS κορυφώνεται κοντά στα 600 nm, δίνοντας το φως σε κίτρινο-πορτοκαλί χρώμα. Περιέχει ελάχιστο μπλε φως (στην κλίμακα 400-550 nm) ή UV (100-400 nm). Το φως στην περιοχή των 500-650 nm πιστεύεται ότι επηρεάζει πρωτίστως τους ρυθμούς ανάπτυξης και την απόδοση, ωστόσο υπάρχουν πλέον αυξανόμενα στοιχεία που δείχνουν ότι το φως στο φάσμα του μπλε και του υπεριώδους φωτός, προκαλεί αυξημένη παραγωγή κανναβινοειδών και τερπενίων, καθώς και άλλων ιδιοτήτων των φυτών. Μεταβάλλοντας τα ποσοστά διαφορετικών μηκών κύματος του PAR και προσθέτοντας ποικίλες ποσότητες διαφορετικών τύπων υπεριώδους φωτός, οι ελεγχόμενες επιστημονικές μελέτες έχουν διερευνήσει τις επιδράσεις αυτών των διαφορετικών φάσεων στο φυτό της κάνναβης.
Σε μία πρόσφατη μελέτη, «Τα αποτελέσματα του Φωτεινού Φάσματος στη Μορφολογία και το Περιεχόμενο Κανναβινοειδών του Cannabis sativa L»[1], τα φυτά που αναπτύχθηκαν με HPS και δύο διαφορετικά φάσματα LED συγκρίθηκαν, για μορφολογικές διαφορές, καθώς και για την περιεκτικότητα σε THC, CBD και CBG. Η ένταση του φωτός διατηρήθηκε ομοιόμορφη μεταξύ των τριών διαφορετικών ρυθμίσεων. Οι ερευνητές, διαπίστωσαν ότι τα φώτα Νατρίου Υψηλής Πίεσης προκάλεσαν ψηλότερη ανάπτυξη των φυτών, ενώ τα φώτα LED είχαν ως αποτέλεσμα φυτά που ήταν μικρότερα και είχαν μικρότερο χώρο ανάμεσα στους κόμβους των κλαδιών, γύρω από το κύριο στέλεχος, προκαλώντας στα φυτά να διαθέτουν, γενικά περισσότερα κλαδιά και ανθοφόρες περιοχές. Αν και το βάρος αποξηραμένων ανθών ανά φυτό βρέθηκε να είναι ελαφρώς υψηλότερο, περίπου 15%, με τα φώτα HPS, η παραγωγή THC, CBD και CBG ανά γραμμάριο αυτού του βάρους ήταν σημαντικά υψηλότερη με τα LED.
Η περιεκτικότητα σε THC ήταν 26-38% λιγότερη ανά γραμμάριο αποξηραμένου ανθού με το HPS, σε σύγκριση με τα LED, τα οποία περιελάμβαναν 2 έως 3 φορές περισσότερο μπλε φως, αντίστοιχα, από το HPS. Η CBD και η CBG φάνηκαν να αυξάνουν σημαντικά με την έκθεση του φυτού σε υπεριώδες φως, το οποία υπήρχε σε ένα από τα δύο φάσματα LED που δοκιμάστηκαν. Η περιεκτικότητα σε THC παρατηρήθηκε επίσης υψηλότερη με το φάσμα LED που περιείχε υπεριώδες φως. Αν και το φάσμα LED με υπεριώδη ακτινοβολία είχε τις μικρότερες αποδόσεις βάρους αποξηραμένου ανθού ανά φυτό, αυτό αντισταθμίζεται από τη μεγάλη αύξηση της παραγωγής αυτών των φαρμακευτικών ενώσεων εντός των ρητινών αζώτου του φυτού. Παρόλο που ελαφρώς αυξήθηκε το βάρος των αποξηραμένων ανθών, χρησιμοποιώντας το HPS, αυτός ο ανθός διέθετε σημαντικά λιγότερη συγκέντρωση από τις πολύτιμες θεραπευτικές ενώσεις, που αναζητούνται κατά την καλλιέργεια κάνναβης. Επίσης, τα κοντύτερα φυτά που δημιουργούνται από τα LED είναι ευκολότερα στη διαχείριση και τη διατήρηση, σε εσωτερικούς και θερμοκηπιακούς χώρους.
Συνολικά, η ανάπτυξη των φώτων LED και οι πολλές διαφορετικές επιλογές φάσματος που προσφέρουν, ανοίγουν την πόρτα σε μια συναρπαστική νέα εκτίμηση των ειδικών επιδράσεων του μήκους κύματος, κατά την παραγωγή φαρμακευτικών ενώσεων που προέρχονται από την κάνναβη.
Από τον J.R. Tremblay
Πηγές:
[1] “The Effect of Light Spectrum on the Morphology and Cannabinoid Content of Cannabis sativa L.”, Magagnini G.a · Grassi G.a · Kotiranta S.b
aCouncil for Agricultural Research and Economics, Research Centre for Cereal and Industrial Crops (CREA-CI), Rovigo, Italy
bValoya Oy, Helsinki, Finland
