Control del clima en marihuana: ventilación, VPD y CO2

Profundizamos en la importancia de la ventilación, el déficit de presión de vapor, y el dióxido de carbono en el cultivo de marihuana. Además, mencionamos que el estrés por sequía puede aumentar la concentración de cannabinoides. 

¿Por qué es fundamental controlar el clima en el cultivo de marihuana indoor? 

En 2016, un grupo de científicos publicó un trabajo sobre el control del ambiente y el clima en el cultivo de marihuana, que definen como “agricultura ambiental controlada”. En este trabajo, los científicos sostienen que combinar varias tecnologías agrícolas permite a los productores controlar las variables ambientales para optimizar los sistemas de cultivo, el rendimiento de los cultivos, y la calidad. 

Un cultivo de plantas de interior ubicado en un entorno urbano es una nueva forma de agricultura ambiental controlada, según los autores de la publicación que mencionamos anteriormente, y añaden que estos cultivos interiores permiten a los productores cultivar cultivos de manera consistente durante todo el año y a nivel local con una alta calidad (Kozai, 2013; Kozai, Chun y Ohyama, 2004).

¿Cómo influye la ventilación en el cultivo de marihuana de interior?

En los cultivos de interior, los sistemas de ventilación desempeñan un papel importante para reemplazar el aire en el entorno controlado. La importancia del control del flujo de aire para promover la fotosíntesis y la transpiración de las plantas ha sido demostrada por varias investigaciones como la de Kitaya, Tsuruyama, Shibuya, Yoshida, & Kiyota publicada en 2003, la de Korthals, Knight, Christianson, & Spomer en 1994, y la de Shibuya & Kozai en 1998. El diseño inadecuado de los sistemas de aire en el cultivo de interior puede causar condiciones ambientales y patrones de flujo de aire no uniformes, lo que lleva a un crecimiento desigual de los cultivos, una calidad desigual y trastornos de los cultivos.

¿Cómo evitar las quemaduras en las puntas de las hojas de marihuana? 

Las características del aire circundante pueden afectar en gran medida a la producción de cultivos. Por ejemplo, la investigación ha demostrado que la falta de flujo de aire uniforme sobre la planta puede afectar negativamente a las tasas de producción de cultivos.

Estudios publicados en 1975 y 1986 por los científicos Aloni, Pashkar, Libel y Shear estudiaron la quemadura en los bordes de las hojas, y han descrito que es un trastorno inducido por deficiencia de calcio. Los científicos Barta & Tibbitts y Clarkson añadieron en 1984 y 1991 que esto ocurría en las hojas con baja tasa de transpiración, debido a la existencia de una capa estancada en condiciones de alta demanda de transpiración.

Se estudiaron los efectos de proporcionar un flujo de aire horizontal para prevenir la quemadura en cultivos de interior (Lee et al., 2013). Se ha demostrado que un flujo de aire horizontal estable reduce los síntomas de quemadura, mejorando la uniformidad del contenido de calcio de las hojas y la evapotranspiración de las plantas. El principio es mejorar la tasa de transpiración acelerando el movimiento del aire en la superficie de la hoja, para disminuir la resistencia de la capa estancada en condiciones de alta demanda de transpiración (Downs & Krizek, 1997; Fitter & Hay, 1981; Yabuki, 1990). Se sugirieron corrientes de aire verticales hacia abajo alrededor de las plantas para promover las tasas fotosintéticas y de transpiración (Kitaya et al., 2000).

Kitaya (2005) informó sobre el efecto de la velocidad del aire (dirección horizontal) inferior a 1,3 m/s en la tasa fotosintética neta y la tasa de transpiración en plántulas y hojas individuales. Para las plántulas, la tasa fotosintética neta y la tasa de transpiración aumentaron en 1,2 y 2,8 veces, respectivamente, cuando la velocidad del aire aumentó de 0,02 a 1,3 m/s. Para las hojas individuales, la tasa fotosintética neta y la tasa de transpiración aumentaron respectivamente en 1,7 y 2,1 veces cuando la velocidad del aire aumentó de 0,005 a 0,8 m/s. Los resultados mostraron que la mejora de la velocidad del viento tiene un efecto positivo en la fotosíntesis y la transpiración.

También se registraron variaciones en la tasa fotosintética neta y la tasa de transpiración al mejorar la velocidad del aire (dirección horizontal) alrededor de los cultivos para otros cultivos, como hojas con velocidad de corriente de aire aumentada de 0,01 a 1 m/s (Kitaya et al., 2003). 

La temperatura y la humedad relativa también juegan un papel importante, y el riesgo de quemaduras en la punta disminuye cuando la humedad relativa se mantiene alta.

¿Cuántos cambios de aire por hora necesita un cultivo de marihuana indoor? 

Se desarrolló un modelo de cultivo de Cannabis en interiores para hacer un seguimiento de la energía y los materiales necesarios para cultivar marihuana, durante todo el año, en un entorno interior. Este ambiente mantiene las condiciones climáticas que se requieren para las plantas de marihuana, produciendo un producto consistente independientemente de las condiciones climáticas. El modelo calcula la energía necesaria para mantener estas condiciones climáticas interiores, utilizando datos meteorológicos por hora de un año de más de 1000 ubicaciones en los Estados Unidos.

Los cambios repentinos en la temperatura y la humedad pueden sorprender a las plantas y, en última instancia, provocar daños en los cultivos y la pérdida de productos. Además, las plantas de marihuana requieren un suministro regular de aire fresco para ayudar a modificar la humedad y los niveles de oxígeno. En este trabajo, se asumió una tasa de suministro de aire de 30 cambios volumétricos de aire por hora (ACH). Este valor representa el valor promedio publicado, que informa de valores tan altos como 60 cambios volumétricos de aire por hora y tan bajos como 12 cambios volumétricos de aire por hora. A modo de comparación, la ventilación recomendada para los hogares es de 0,35 cambios volumétricos de aire por hora, los quirófanos de los hospitales requieren un mínimo de 15 cambios volumétricos de aire por hora.

¿Cómo influye el dióxido de carbono (CO2) en las plantas de marihuana? 

El dióxido de carbono (CO2) es uno de los factores limitantes. Una variedad mexicana de marihuana de alta potencia se expuso a diferentes concentraciones de CO2 (250, 350, 450, 550, 650 y 750 µmol/mol) en condiciones óptimas de iluminación y temperatura (30 °C y 1500 μmol/m²/s PPFD). Las concentraciones de 450, 550 y 750 µmol/mol aumentaron la concentración de CO2 intercelular (Ci) en un 50 %, 111 % y 115 %, respectivamente, en comparación con el CO2 ambiental (Ca: 350 µmol/mol). Concentraciones elevadas de CO2 sugirieron un potencial para una mejor supervivencia, crecimiento y productividad.

¿Qué es el déficit de presión de vapor (VPD) en el cultivo de marihuana y cómo regularlo?

El déficit de presión de vapor (VPD) es una métrica que integra la temperatura del aire, la temperatura de las hojas y la humedad relativa (RH). El déficit de presión de vapor representa la diferencia entre la presión del vapor de agua en saturación y la presión real del vapor de agua para una temperatura determinada, y por esta razón, mide la capacidad del aire para absorber el vapor de agua liberado por las plantas. En consecuencia, el déficit de presión de vapor desempeña un papel importante en la modulación de la evapotranspiración de la planta, facilitando o contrastando el proceso. 
 

El déficit de presión de vapor ha demostrado que influye en el crecimiento de las plantas bajo diferentes factores clave. En una publicación científica, los autores examinaron los efectos del déficit de presión de vapor bajo y alto en el desarrollo de estomas en las hojas, y cómo se relaciona con el tamaño de la hoja. El estudio citado analiza el efecto de la fluctuación del déficit de presión de vapor en las características fotosintéticas y de crecimiento de las plantas en el cultivo en invernadero. Los resultados mostraron que la fluctuación drástica del déficit de presión de vapor redujo la conductancia estomática y la tasa de asimilación de CO2, lo que sugiere que una regulación fina del déficit de presión de vapor es fundamental para mantener el rendimiento fotosintético y un mejor crecimiento de las plantas. También se demostró que una gestión precisa del déficit de presión de vapor conduce a un uso más eficiente del agua, mediante la armonización de la fotosíntesis y la transpiración.

Jin, D. , Jin, S. and Chen, J. hablan sobre el déficit de presión de vapor en su publicación de 2019 titulada Cannabis Indoor Growing Conditions, Management Practices, and Post-Harvest Treatment: A Review. Dicen que en comparación con la humedad relativa o absoluta, el déficit de presión de vapor describe con mayor precisión la fuerza motriz de la pérdida de agua de las hojas de las plantas. El déficit de presión de vapor combina la humedad relativa y la temperatura del aire, describe la diferencia entre las cantidades reales y máximas de agua que el aire puede contener para una temperatura determinada. 

El déficit de presión de vapor alto puede inducir marchitamiento y necrosis de las puntas de las hojas. Para el cultivo en interiores, la ventilación es fundamental para controlar la humedad porque tanto el déficit de presión de vapor alto, como el bajo, pueden resultar en un rendimiento reducido. A una temperatura de crecimiento de 25 ̊C, la humedad relativa recomendada es del 75 % para las plantas jóvenes de marihuana y del 55 % al 60 % para el crecimiento vegetativo y la floración.

Estrés por sequía: ¿puede aumentar los cannabinoides de la marihuana? 

Una revisión de varios trabajos publicada en 2021 por Summers, H.M., Sproul, E. & Quinn, J.C. informó de un aumento del contenido de THC en climas más secos, que se explicó como una mayor producción de THC en respuesta al estrés. Un experimento reciente confirmó que el estrés controlado por la sequía puede ser una técnica efectiva de gestión hortícola para maximizar tanto el peso floral, como el rendimiento de los cannabinoides. Una sequía de once días (retener el riego hasta que se alcanzó el umbral de estrés por sequía en la séptima semana de la etapa de floración) aumentó la concentración de los principales cannabinoides THCA y CBDA en un 12 % y un 13 %, respectivamente.

Principales desafíos en el control del clima en salas de marihuana indoor 

Las interacciones de las variables ambientales en un sistema de plantas de interior son complejas, consumen mucho tiempo y tienen un costo alto.

Según estudios recientes, la genética, las condiciones de crecimiento, la forma de secado y almacenamiento, y los métodos de procesamiento y extracción pueden afectar la concentración y el perfil de los ingredientes farmacéuticamente activos derivados de la marihuana. Los factores ambientales, incluidas las condiciones de crecimiento, las prácticas de gestión hortícola y el procesamiento posterior a la cosecha (curado, extracción, etc.), se combinan con la genética para contribuir a la variación en los perfiles medicinales de los productos finales. Por lo tanto, se requiere un enfoque integrado para analizar las prácticas de crecimiento.

Se requiere la estandarización del Cannabis para obtener perfiles consistentes de cannabinoides y terpenos y, posteriormente, una eficacia estable con fines médicos. Las condiciones de crecimiento y las prácticas de gestión deben optimizarse y estandarizarse para maximizar los rendimientos; la luz, la temperatura, la concentración de CO2, el riego, la humedad, los nutrientes y los medios de cultivo se combinan e interactúan para afectar el rendimiento final.

La gestión de la humedad y la temperatura del aire, como calefacción y refrigeración son procesos que representan la demanda anual de energía para modificar el aire entregado a todas las etapas del ciclo de vida de la planta, incluyendo el de clonación, la vegetativa, la floración, el secado y el curado.

Bibliografía

Jin, D. , Jin, S. and Chen, J. (2019) Cannabis Indoor Growing Conditions, Management Practices, and Post-Harvest Treatment: A Review. American Journal of Plant Sciences, 10, 925-946.

Summers, H.M., Sproul, E. & Quinn, J.C. The greenhouse gas emissions of indoor Cannabis production in the United States. Nat Sustain 4, 644–650 (2021)

Ying Zhang, Murat Kacira, Lingling An, A CFD study on improving air flow uniformity in indoor plant factory system, Biosystems Engineering, Volume 147, 2016, Pages 193-205, ISSN 1537-5110

Artículo escrito por Adapa con fotos de Dani Macro,  publicado en la revista Soft Secrets 4 del 2025, editado para internet por Hugo Madera. 

Más información sobre culivo de interior en la web de Soft Secrets

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