Ritmos Circadianos de la Marihuana: Longitudes de Onda, Intensidad de Luz y Fotoperiodismo

Las necesidades de luz en el cultivo de la marihuana son una pieza fundamental para una buena cosecha y la mayoría de cultivadores lo saben. Sin embargo, no todo termina en los ciclos 18/6 y 12/12. En un día típico, la luz solar varía en longitud de onda e intensidad de manera tal que las plantas lo notan a través del reloj circadiano, un mecanismo interno.

Ritmos circadianos en las plantas

Adrosthenes, un científico naturalista de la Antigua Grecia, observó por primera vez (siglo IV a. C.) los ritmos circadianos en la Tamarindus indica cuyas hojas se abrían y cerraban, de forma visible, cada día al amanecer y al atardecer. Sin embargo, en aquel entonces, se c reía que las plantas simplemente reaccionaban a señales ambientales como, por ejemplo, la temperatura o la luz.

Siglos más tarde, se observó que muchos de estos ritmos no se correspondían exactamente con la duración del día (de ahí «circadiano» que significa «aproximadamente a diario») y que un «reloj» endógeno controlaba los ritmos independientemente de las señales ambientales.

Por ejemplo, el astrónomo francés de Mairan observó, en el año 1729, que las hojas de las plantas Mimosa continuaban sus movimientos diarios incluso en total oscuridad. Muchos experimentos, en los que se han cultivado plantas en entornos controlados, han demostrado que estas siguen expresando los ritmos circadianos incluso ante la ausencia de estímulos externos familiares.

La importancia de los estímulos exógenos

Sin embargo, al tiempo que las plantas tienen un mecanismo de cronometraje que controla distintos aspectos de su desarrollo y comportamiento, también dependen de las señales ambientales, en mayor o menor grado. Existen múltiples mecanismos genéticos que intervienen en los ritmos circadianos, algunos de los cuales trabajan en respuesta directa a las señales externas.

Estos mecanismos genéticos incluyen aspectos como los pigmentos fotorreceptores, que responden directamente a la luz, y algunos de los cuales parecen depender completamente del «reloj» interno. Estos genes (o agrupaciones de genes) trabajan juntos para ajustar con precisión el comportamiento diario típico de una especie vegetal.

Las investigaciones han demostrado claramente que cuando las plantas crecen en condiciones que se alejan de los ciclos naturales del hábitat al que se han adaptado, sufren en términos de salud, productividad y capacidad de reproducción.

Un estudio publicado en el 2005 comparaba plantas Arabidopsis thaliana mutantes que expresaban ritmos circadianos anormales, con ejemplares silvestres normales. Se descubrió que las plantas con ritmos circadianos adaptados a su entorno producían más clorofila, crecían más rápidamente, secuestraban mayor cantidad de carbono y, normalmente, sobrevivían mejor que las plantas cuyos ritmos circadianos no coincidían con su entorno.

Longitud de onda e intensidad de luz

Es bien sabido entre los cultivadores de marihuana que la luz azul (longitud de onda más corta) se asocia al periodo vegetativo (primavera/verano para los cultivadores de exterior) y la luz roja (longitud de onda más larga) se asocia al periodo de floración (finales de verano/otoño).

En la naturaleza, este fenómeno se determina por la rotación de la Tierra y su órbita alrededor del sol, que a medida que varía, provoca que los rayos del sol incidan en la superficie de la Tierra en ángulos que cambian gradualmente. Si bien la radiación solar suele ser constante, la atmósfera de la Tierra refleja y dispersa cierta cantidad de esta radiación, que varía con el ángulo de incidencia.

El ángulo de incidencia equivale al ángulo de reflexión y, a medida que el ángulo de incidencia aumenta, el ángulo de reflexión de la luz reflejada también aumenta, con longitudes de onda más cortas que se dispersan con mayor rapidez. Por ello, cuando el ángulo de incidencia se reduce al máximo (durante el solsticio de verano), el ángulo de reflexión de la luz más amplio, que incluye una mayor proporción de luz azul, puede penetrar la atmósfera y llegar a la superficie de la Tierra.

Cuando el ángulo de incidencia está en su punto más amplio (durante el solsticio de invierno), las longitudes de onda más largas penetran más fácilmente, mientras que las longitudes de onda más cortas se reflejan en mayor medida. Este efecto apenas es percibido por el ser humano, ya que la apariencia general del cielo siempre es azul, pero parece que las plantas responden a estas sutiles variaciones estacionales en la composición de la luz diurna.

Longitud de onda diurna y variación de la intensidad

El ángulo de incidencia del sol varía no solo según la estación, sino también durante el día. Al amanecer y atardecer, el ángulo de incidencia es amplio, lo que provoca que el cielo parezca más rojo (el ángulo de incidencia también aumenta con la latitud; en el ecuador, el amanecer y el atardecer tardan menos tiempo en completarse y el efecto rojizo es menos visible). A mediodía, el ángulo de incidencia está a su nivel más bajo y, por ello, la luz del día parece más blanca ya que contiene más luz azul.

Debido a este fenómeno, la intensidad de la luz en la superficie de la Tierra también varía, tanto de forma estacional como diaria. Por ello, cuando llega el solsticio de verano, durante el mediodía se experimenta la mayor intensidad de luz, y cuando llega el solsticio de invierno, esta intensidad de luz es la más baja. Se pueden encontrar calculadoras para la variación diurna de la intensidad de la luz según la fecha y la latitud aquí.

Duración del crepúsculo

Las investigaciones sobre especies de plantas modelo han manifestado que en lugar de, simplemente, responder a un cambio en la intensidad de luz, algunas plantas anticipan la salida del sol, basándose en el tiempo transcurrido desde el anochecer, el total de horas de oscuridad, y la duración del amanecer. Por ejemplo, las hojas de Lavatera cretica rastrean el sol a través del cielo, y se reorientan durante la oscuridad hacia la dirección prevista de la salida del sol.

Seguir el movimiento evidente del sol es un ejemplo de fototropismo (movimiento en respuesta a la luz), y la marihuana también presenta este comportamiento.

En entornos naturales, el crepúsculo (más específicamente, el crepúsculo civil, durante el cual la intensidad de la luz aún es suficiente para que los fotorreceptores la perciban) tarda algún tiempo en producirse, según la latitud y la época del año. Las interacciones genéticas que determinan los ritmos circadianos en las plantas son muy complejas; el cambio gradual y los «umbrales» de temperatura, la intensidad de la luz y el espectro son esenciales para el proceso.

En consecuencia, el momento del crepúsculo representa una etapa importante en el ciclo diurno de muchas plantas, especialmente de aquellas que habitan en latitudes más altas. Proporcionar a estas plantas un periodo definido de crepúsculo, al amanecer y al atardecer, puede mejorar su salud global y su capacidad de reproducción.

Ángulo de incidencia

La duración del crepúsculo depende del ángulo de incidencia del sol (el ángulo en el que sus rayos inciden en la superficie de la Tierra) y varía según la latitud y la estación. En el ecuador, donde el ángulo de incidencia es menor, la duración del crepúsculo varía mucho menos que en latitudes más altas. El amanecer y el atardecer suelen durar unos 23 minutos; a 60º N/S, el crepúsculo dura alrededor de 1 hora y 45 minutos en el solsticio de verano y unos 50 minutos en el solsticio de invierno.

Aquí se puede consultar una calculadora de duración del crepúsculo.

La respuesta a estas variaciones es una de las muchas variables implicadas en la adaptación de una planta a determinado hábitat, imitarlo con la mayor precisión posible, aumenta las oportunidades de éxito y de optimizar los resultados de una planta de interior. Si bien la naturaleza exacta de las interacciones complejas que se dan en las plantas no se entiende completamente, la investigación ha demostrado que, en las plantas verdes, el crepúsculo desencadena la expresión de un gen particular conocido como Athb-2, que es sensible a los cambios en la proporción de luz roja y luz roja lejana.

Las plantas que dependen del fotoperiodo (incluidas la mayoría de variedades de marihuana) obtienen información de la duración del día detectando el ligero cambio diario que se produce en el momento del amanecer y del atardecer. Cuando se alcanza un determinado umbral, se transmiten los desencadenantes genéticos para la floración. Mientras que un cambio repentino y abrupto en el fotoperiodo desencadenará la floración, existen indicios de que adaptarse a los cambios estacionales del amanecer y del atardecer también pueden ayudar a mejorar el rendimiento y la salud general de las plantas de interior.

¿Cómo se puede poner en práctica esta información?

La mayoría de variedades de marihuana se hibridan muchas veces, con rasgos que se vuelven dominantes debido a la selección humana. Como tales, no se han adaptado a un hábitat de forma natural, como es el caso de las variedades autóctonas de las que, en última instancia, descienden.

En general, los humanos seleccionan rasgos específicos como, por ejemplo, el rendimiento, la fragancia, la potencia, la densidad de floración y la resistencia a plagas y enfermedades. Los rasgos asociados a la respuesta circadiana normalmente se ignoran, lo que significa que las plantas híbridas de interior pueden expresar distintos fenotipos, incluso si se han criado genéticamente puros para obtener otros rasgos. A pesar de ello, la experimentación con varios rasgos puede generar mejores resultados si se consigue la combinación adecuada de las variables.

Si se intenta cultivar genéticas autóctonas en un ambiente de interior, ajustar ligeramente el régimen de luz para imitar el hábitat natural de la planta podría, en teoría, ser bastante sencillo. Los ciclos de luz varían según la latitud y la estación, y existen varias maneras de calcular el tiempo y la duración del amanecer y del anochecer en un día y un lugar determinados. Existen, incluso, varias calculadoras en línea.

Iluminación para imitar la variación de la luz diurna con precisión

Los sistemas de iluminación que ofrecen un grado de control preciso son poco frecuentes. Para la mayoría de cultivadores de marihuana de interior, las luces se programan para que se enciendan y se apaguen a la misma hora exacta cada día. La mayoría de sistemas de iluminación interior se encienden y se apagan con notable rapidez (incluso una luz HPS alcanza su brillo completo al cabo de unos minutos) en comparación con el inicio gradual del amanecer y del atardecer que se encuentra en un entorno natural exterior.

Una vez alcanzada la intensidad completa de luz, no hay variación alguna hasta que la luz se apaga, y el comienzo del crepúsculo se produce entonces incluso más rápido que el inicio del amanecer. Tampoco hay mucha variación en el espectro, al contrario de lo que ocurriría en condiciones de luz diurna natural.

Existen algunos sistemas de iluminación que ofrecen cierto grado de control. Algunos sistemas avanzados de iluminación LED, como Intelligent-Gro LED Intensity Series, incluyen elementos programables para simular la salida y la puesta del sol, además de ofrecer la posibilidad de ajustar los ciclos de luz según la intensidad y la variación del espectro en determinadas latitudes y épocas del año. Estos elementos se pueden programar manualmente para controlarlos con más precisión y disponen de modos preprogramables para reproducir la salida y la puesta del sol, la luna y los días nublados.

Estos sistemas LED permiten un control bastante preciso del espectro, ya que se componen de tres canales de colores (rojo, azul y blanco) que se pueden controlar de forma independiente para modificar la proporción global de luz roja y azul. Si bien esto va más allá de las capacidades de la mayoría de sistemas de iluminación HPS, haluro de metal o CFL (aunque los sistemas de CFL podrían controlar la proporción de blanco cálido y brillante), existen algunos sistemas de control que, por lo menos, permiten programar la variación diurna en la intensidad de la luz. Los sistemas de este tipo podrían complementarse con la iluminación LED para ofrecer cambios en la proporción cuando sea necesario.

  • Disclaimer:
    Las leyes y regulaciones relativas al cultivo de cannabis difieren de un país a otro. Por lo tanto, Sensi Seeds recomienda encarecidamente que se revisen las leyes y regulaciones locales. No se debe actuar en contra de la ley.

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