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LDI, un concepto casi mágico

LDI, un concepto casi mágico
Un día soleado de verano, las plantas tienen a su disposición cuatrillones de fotones con los que hacer la fotosíntesis. Fotos: José T. Gállego

El conocimiento acerca de los efectos de la luz sobre las plantas ha aumentado mucho en las últimas décadas y se han introducido nuevos conceptos muy interesante, como el PAR (radiación fotosintéticamente activa), que es aquella parte del espectro lumínico que las plantas pueden aprovechar para hacer la fotosíntesis, y la LDI (luz diaria integral), que es la cantidad de PAR que recibe un área en un día. La LDI es una gran forma de medir y evaluar el ambiente en el que crece una planta, y tiene implicaciones muy interesantes que vamos a ver en detalle. La LDI se mide en moles de fotones por metro cuadrado y por día (mol/m2/d); un mol equivale a un número realmente grande de fotones, unos 600.000 trillones (un seis seguido de veintitrés ceros).

LDI en exterior

En el exterior, la intensidad de la luz del sol varía a lo largo de las horas y a lo largo de los días. En un día concreto, en las primeras y últimas horas de la jornada, la luz solar que llega es menos intensa de lo que es en las horas centrales. Lo mismo sucede en los días nublados respecto de los días soleados. A lo largo del año, la duración de los días cambia, al igual que la distancia del Sol a la Tierra, motivo por el que la LDI oscila desde 10-20 mol/m2/d en un día de invierno hasta 50-60 mol/m2/d en uno de verano.

No todas las plantas requieren la misma cantidad diaria de luz para desarrollarse correctamente, aunque la mayoría de las que cultivamos comercialmente necesitan entre 25 y 40 mol/m2/d.

LDI, un concepto casi mágico
Un luxómetro es una herramienta esencial para evaluar la cantidad de luz que reciben las plantas (hay apps de luxómetro para el móvil).

En España, la LDI mínima en un día soleado se da en los meses de diciembre y enero, cuando es, de media, de unos 20 mol/m2/d. Los valores máximos se presentan en junio y julio, cuando los días son más largos y el sol está más cerca, y se encuentran entre 55 y 60 mol/m2/d.

En una latitud como la de España, en el periodo entre julio y octubre, que es cuando florece el cannabis en exterior, la LDI media suele ser en torno a 40 mol/m2/d. Estamos hablando siempre de LDI a pleno sol; hay que tener en cuenta que a la sombra la cantidad de luz PAR baja mucho. De hecho, las plantas que viven en el interior de un bosque, a la sombra de los árboles más altos, pueden recibir tan solo 1 mol/m2/d. Por esto es esencial situar siempre las plantas donde reciban más horas de sol directo. En invernaderos, una parte considerable de la luz se pierde absorbida o reflejada por los plásticos y las estructuras, por lo que es habitual que la LDI no supere los 30 mol/m2/d.

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Una de las ventajas de la iluminación led es que la intensidad es mayor, lo que permite lograr la misma LDI en menos horas y acelerar la floración.

LDI en interior

"Con más luz hay una mayor producción de biomasa, mayor cantidad de ramas, tallos más gruesos e internudos más cortos"

Al contrario de lo que sucede en el exterior, donde el movimiento del Sol y su distancia a la Tierra varían día a día, en interior una lámpara siempre da la misma intensidad de luz, lo que facilita mucho el cálculo de la LDI. Básicamente, se reduce a multiplicar la densidad de flujo de fotones fotosintéticos que emite la lámpara y llega a un área determinada –la llamada PPFD en micromoles por segundo (µmol/s)–, por el número de segundos que está la lámpara encendida, y luego dividir el resultado por un millón para pasar a mol/m2/d. Si usamos un fotoperiodo de 18 h de luz en crecimiento, las plantas reciben 64.800 s de iluminación diaria (18 h x 60 min x 60 s), mientras que en floración, con un fotoperiodo de 12 h de luz, el número es de 43.200 s (12 x 60 x 60).

Digamos que, en crecimiento, damos a las plantas una intensidad de luz de 500 µmol/s/m2, entonces las plantas recibirán una LDI de 500 x 64.800, que son 32.400.000 µmol/m2/d, que dividiremos entre 1.000.000 para pasar a 32,4 mol/m2/d. En floración, si aumentamos la intensidad hasta 900 µmol/s/m2, las plantas recibirán una LDI de 900 x 43.200, que son 38,88 mol/m2/d.

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El espectro lumínico indica la calidad de la luz e influye en la forma de crecimiento y desarrollo de la planta.

Fórmula para calcular la LDI

Primera fórmula

LDI (mol/m2/d) = 0,0036 x PPFD (µmol/m2/s) x horas de luz/d

Segunda fórmula

LDI (mol/m2/d) = (PPFD (µmol/m2/s) x segundos de luz/d) : 1.000.000

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Cuanto más alta es la LDI mayor es la capacidad fotosintética de la planta.

Efecto de la LDI sobre el crecimiento y la fisiología

Una intensidad alta de luz diaria aumenta el vigor de la planta y produce un mayor crecimiento de las raíces, e incrementa la densidad y abundancia de hojas, que también se vuelven más gruesas y tienen más cantidad de estomas por milímetro cuadrado. En general, con más luz hay una mayor producción de biomasa, mayor cantidad de ramas, tallos más gruesos e internudos más cortos. Respecto a la fotosíntesis, se da un efecto curioso: hay mayor capacidad fotosintética por área, aunque algo menor por peso de hoja seca; en otras palabras, la planta en conjunto es capaz de hacer más fotosíntesis porque tiene muchas más hojas, aunque cada hoja es algo menos eficiente. Se incrementa la absorción de agua y nutrientes y se reduce la susceptibilidad al ataque de plagas y a las enfermedades. La cantidad de flores también aumenta conforme aumenta la LDI.

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Una alta intensidad de luz favorece la producción de flores y resina.

LDI y tiempo de floración

El uso más interesante que tiene la LDI para el cultivador de cannabis es que permite acortar el periodo de floración, aumentando la duración de las noches sin perder producción. Como sabemos, las plantas de cannabis florecen siempre que las noches sean más largas de una duración concreta, que depende de cada variedad, pero que oscila entre 10 y 12 h. En general, solemos usar fotoperiodos de noches de 12 h para florecer, porque con esta duración nocturna todas las variedades florecen. Pero también podemos usar noches más largas, pues cuanto más larga es la noche más rápida es la floración. Por ejemplo, con una noche de 14 h, la floración se acorta entre una y dos semanas. Os preguntaréis, ¿entonces por qué no usa todo el mundo noches de 14 h? Pues por la sencilla razón de que la producción de cogollos se reduce considerablemente. Y la razón principal por la que se reduce es porque baja la LDI que reciben las plantas cada día y la luz total que recibe la planta en toda la floración.

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La técnica de la floración forzada con noches de catorce horas permite madurar las plantas en menos de siete semanas.

"El uso más interesante que tiene la LDI es que permite acortar el periodo de floración, aumentando la duración de las noches sin perder producción"

Veamos un ejemplo. Imaginemos que estamos floreciendo una variedad que a 12 h tarda ocho semanas en florecer y que usamos una PPFD de 900 µmol/s/m2. Tal y como hemos calculado más arriba, las plantas estarían recibiendo una LDI de 38,88 mol/m2/d durante los 56 días que tardan en florecer, en total, habrían recibido 2177,28 mol/m2 en la floración. Si usamos un fotoperiodo de 14 h de oscuridad y 10 h de luz y las plantas tardan en florecer digamos diez días menos, es decir, 46 días, veamos cuánta luz reciben. el fotoperiodo de 10 h con una PPFD de 900 µmol/s/m2 equivale a una LDI de 32,4 mol/m2/día, que en 46 días acumula 1.490,4 mol/m2; es decir, si mantenemos la misma intensidad de luz pero alargamos las noches y acortamos la floración, las plantas reciben un 32% menos de luz durante la floración. ¡Con razón producen menos!

¿Qué pasa si aumentamos la intensidad de la luz a la vez que la duración de las noches? Vamos a imaginar ahora que aumentamos la PPFD hasta 1,200 µmol/s/m2 y usamos noches de 14 h. En estas condiciones, la LDI es de 43,2 mol/m2/d, que en 46 días de floración aporta a las plantas una cantidad de luz de 1.987,2 mol/m2, que es tan solo un 8,7% menos de luz de lo que los cogollos recibían con el fotoperiodo 12/12 durante 56 días. Probablemente, las plantas produzcan algo menos que con el fotoperiodo 12/12, pero la diferencia será muy pequeña y la duración de la floración se habrá reducido en un 18%, por lo que podríamos florecer cinco cosechas en solo una semana más del tiempo que antes nos llevaba florecer cuatro cosechas.

LDI, un concepto casi mágico
Los cogollos de la cosecha de primavera no engordan tanto como los de verano porque la LDI es más baja.

Este truco se puede usar para acelerar la floración tanto en interior como en exterior. En un cuarto de cultivo de interior hay que aumentar la intensidad de luz a la vez que la duración de las noches, tal y como hemos explicado. En exterior, el sistema es algo distinto, puesto que no podemos aumentar la intensidad del sol. ¿O tal vez sí? El truco en exterior consiste en florecer las plantas en los meses de junio y julio, que es cuando el sol está más cerca de la superficie de la Tierra (en el hemisferio norte, por supuesto, en el hemisferio sur hay que hacerlo en los meses de diciembre y enero). Claro que en estos meses los días son muy largos y las plantas no florecerán bajo el fotoperiodo natural, por lo que debemos forzar la floración alargando artificialmente las noches. Para hacerlo podemos meter las plantas cada día durante 14 h en una habitación en completa oscuridad o, si crecen en un invernadero, taparlo con un plástico completamente opaco a la luz. Usando este sistema se consigue madurar plantas de exterior en julio en poco más de 40 días y con una calidad excepcional.

Cómo aprovechar la alta intensidad lumínica

LDI, un concepto casi mágico
En invernadero, la LDI no suele superar los 30 mol/m2/d debido a lo que absorben y reflejan el plástico y la estructura.

Como hemos visto, la utilización de una intensidad lumínica muy alta puede tener ventajas interesantes para el cultivador, especialmente aumentar la producción y reducir el tiempo de floración si la alta intensidad se combina con un alargamiento de la duración de las noches. Es importante tener en cuenta que la luz muy intensa supone un estrés añadido, por lo que solo se debe usar cuando el estado de salud y vigor de las plantas es óptimo. El resultado de un cultivo viene determinado por muchos factores, como la genética de la planta y su estado de salud, las condiciones climáticas, la luz, los nutrientes, las plagas, etc. Debemos entender esta combinación de factores como una cadena cuya resistencia está limitada por la resistencia del eslabón más débil. De nada sirve usar mucha luz o muchos nutrientes si las plantas son débiles o las condiciones climáticas no resultan adecuadas, pues las plantas no podrán aprovecharlos.

En general, con niveles muy altos de luz hay que aumentar también la temperatura, para acelerar el metabolismo, y la humedad, para evitar la deshidratación excesiva. Con una PPFD de alrededor de 1.000 µmol/s/m2 es recomendable elevar la temperatura hasta 29-30 ºC y la humedad hasta el 70% como mínimo. Para que las plantas puedan aprovechar toda esa luz, es necesario también elevar el nivel de CO2 en el aire desde las 400 ppm que hay naturalmente en la atmósfera hasta 1.000 ppm, por lo que será necesario usar un generador de dióxido de carbono. En un cuarto de cultivo sin CO2 extra no compensa usar una PPFD por encima de 800 µmol/s/m2, es mejor alejar un poco más la lámpara e iluminar un área más grande, donde podamos poner algunas plantas más.

LDI, un concepto casi mágico
Los 43.000 lx (lux) que llegan a estas plantas iluminadas con HPS equivalen a 557.87 µmol/s/m2.

Este contenido se publicó originalmente en la Revista Cáñamo #301

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