Fotosíntesis en marihuana: límites de luz y producción
Las luminarias LED modernas incorporan canales independientes para graduar la intensidad de blancos, UV e infrarrojos.
Conocer cómo responde la marihuana a altas intensidades de luz permite exprimir al máximo las luminarias modernas. Analizamos la fotosíntesis, el punto de saturación y las claves para evitar pérdidas por calor y estrés lumínico.
La obtención de flor de marihuana de calidad demanda una gran cantidad y calidad de luz, el estudio de los límites de esta relación resulta en mejoras técnicas aplicables al cultivo. Los requerimientos mínimos de luz para cada etapa del cultivo de marihuana ya conocidos para todo cultivador, junto con el estudio del aprovechamiento de altas intensidades de luz en relación a otros factores ambientales, permiten obtener una visión global de la interacción de la marihuana con la luz.
¿Cómo influye la fotosíntesis de la marihuana en la producción?
Este artículo, continuación de la entrega anterior (Luz para marihuana: guía técnica de fotobiología) avanza en la relación de la marihuana con la luz y la producción de flor de calidad medicinal. Algunos de los términos y conceptos que aquí se emplean se encuentran explicados en la primera parte, en otros artículos y numerosos manuales, por lo que se recomienda manejar unas nociones básicas de fotosíntesis, fotomorfogénesis, espectro lumínico (luz roja, azul y UV) y luz PAR, entre otros.
Partiendo de estos conocimientos se comentarán algunos aspectos relevantes del comportamiento de la marihuana a altas intensidades lumínicas, en función de otras variables, como temperatura, humedad o concentración de dióxido de carbono.
¿Qué es el punto de compensación lumínica en la marihuana?
El punto de compensación lumínica se da a aquella intensidad de luz PAR que iguala producción fotosintética a gasto respiratorio, es decir la planta se encuentra produciendo por el empleo de la luz la misma cantidad de energía que gasta en mantenerse viva, pero no tiene un excedente para el crecimiento.
Aunque estudiar a que intensidad lumínica (IL) se encuentra el punto de compensación, en cada especie vegetal, es interesante en ciencias como la ecología o la fisiología vegetal, no es de especial interés para las ciencias aplicadas a la agricultura. Sin embargo, la aplicación práctica reside en saber que entre los puntos de compensación y saturación lumínica se da un aumento lineal de la fotosíntesis y la producción, en respuesta a un aumento de la IL.
Estos esquejes recién trasplantados reciben 200 µmol/m²/s de luz para favorecer el enraizamiento sin estrés lumínico.
¿Cuál es el punto de saturación lumínica de la marihuana?
El punto de saturación lumínica se da cuando la planta no es capaz de aumentar su fotosíntesis en respuesta a un aumento de la IL, incluso se pueden llegar a dar efectos negativos por exceso de luz. Estudiar los puntos de saturación de los cultivos de invernadero es de gran interés para la agricultura ya que indica el rango esperado de mejora en la producción, si se considera instalar suplementación lumínica o renovar los materiales de cobertura.
En la marihuana el punto de saturación lumínica aún no ha sido establecido con precisión, sin embargo algunos autores lo estiman cercano a los 2000 µmol/m2/s, identificando la temperatura como principal condicionante para mantener un aumento lineal de la fotosíntesis a partir de los 1500 µmol/m2/s. En estos estudios, se calcula un 20% de perdida de fotosíntesis neta en el rango de los 1500 - 2000 µmol/m2/s si las temperaturas superan los 30 °C (1).
Fotorrespiración: por qué reduce la cosecha de cogollos
La fotorrespiración es un fenómeno que reduce la fotosíntesis neta, se trata de un proceso que sin ser causa de, está muy relacionado con el punto de saturación lumínica. Se acentúa a tasas de fotosíntesis elevadas, por efecto de la propia fotosíntesis, pero también en relación a la temperatura, la humedad ambiente y disponibilidad de agua para la planta.
La fotorrespiración se debe a que la enzima RuBisCO, encargada de fijar dióxido de carbono para construir azúcares, también puede interaccionar con el oxígeno en su centro de reacción, oxidando la molécula energética en construcción. En este proceso se pierde capacidad fotosintética, debido a que parte de las enzimas de RuBisCO no se encuentran fijando el dióxido de carbono, además de por las moléculas ya en construcción que se destruyen.
¿Cómo afectan la temperatura y la humedad a la fotorrespiración?
Las características propias de la RuBisCO hacen que a mayor temperatura esta enzima tenga más tendencia a coger oxígeno en vez de dióxido de carbono. Por encima de los 30 °C esta tendencia se hace mucho más significativa, aumentando considerablemente las pérdidas de energía por fotorrespiración.
Por otro lado, la fotosíntesis desprende gran cantidad de oxígeno a través de la fotólisis del agua, por lo que a niveles cercanos al punto de saturación, la concentración de oxígeno en los tejidos aumenta en relación al ya de por sí escaso dióxido de carbono.
El déficit hídrico, tanto a través de una falta de agua en el suelo, como una excesiva tasa de transpiración, fuerza a la planta a cerrar estomas para evitar la deshidratación, hecho que aumenta la fotorrespiración, ya que el dióxido de carbono consumido en la fotosíntesis se repone con menor frecuencia.
Variedad con abundante concentración de pigmentos fotoprotectores inducidos por el espectro de luz y temperaturas frescas.
¿Qué es la fotoinhibición y cómo evitarla en el cultivo?
La fotoinhibición se da cuando el exceso de luz causa daño o inhibición de partes de los fotosistemas, provocando un funcionamiento defectuoso de la cadena fotosintética. Aunque es un fenómeno que aparece irremediablemente a altas IL, en la naturaleza y en la práctica de los cultivos no ocurre a unas IL excesivamente altas, ocurre cuando se dan condiciones de estrés en otros aspectos, principalmente bajas temperaturas. La fotoinhibición ha sido ampliamente estudiada en la ecología y fisiología de las plantas de alta montaña, adaptadas a recibir gran IL incluso en días fríos.
En la marihuana estudiar la fotoinhibición presenta interés, por las variedades que requieren de cierto frío para alcanzar su coloración característica, ya que el estímulo para la producción de pigmentos antioxidantes es más fuerte en estas condiciones, que por frío aislado. Pero debe manejarse con prudencia, ya que como todo estrés, reduce la producción final.
Algunos estudios en marihuana medicinal han podido comprobar que los daños por fotoinhibición aparecen antes cuando el espectro lumínico presenta picos elevados, en ciertas partes del espectro, principalmente azules y UV, sin una cantidad importante de blancos (2). Espectros más balanceados, con un componente importante de blancos y verdes, sin excesos de azules o rojos fomentan un reparto más equilibrado del flujo fotónico en los fotosistemas y pigmentos no fotosintéticos, evitando la fotoinhibición (3).
Aclimatación lumínica: clave para asimilar altas intensidades
La gran capacidad para procesar energía lumínica, de la marihuana, depende de una aclimatación previa de la planta a un ambiente con alta IL. Se ha comprobado como plantas crecidas a IL cercanas a los 100 µmol/m2/s alcanzan el punto de saturación lumínica a 600 µmol/m2/s (lo cual ya demuestra una plasticidad importante), mientras que plantas crecidas a 1000 µmol/m2/s no alcanzan el punto de saturación lumínica hasta los 1800 - 2000 µmol/m2/s (4).
El hecho anterior ha podido ser comprobado intuitivamente por numerosos autocultivadores, que han visto pasar en las últimas tres décadas numerosas tecnologías de iluminación, desde los primerísimos cultivos indoor con bombillas incandescentes, los muy estandarizados HPS y halogenuros metálicos, CFLs y los más recientes LEC y LED. Estas sucesivas tecnologías han buscado principalmente la eficiencia y la potencia lumínica.
Sobre todo con los LED de última generación, que han dado un salto importante en potencia lumínica, se ha podido comprobar la gran capacidad del Cannabis para admitir altas IL. Pero también se ha constatado que no es lo ideal pasar unas plántulas de 200 - 300 µmol/m2/s de CFL a una luminaria LED moderna regulada al 100% (que puede sobrepasar ampliamente los 1200 µmol/m2/s). Las plantas no aprovechan toda la luz suministrada, además de causar casi con total seguridad daños por fotoinhibición.
Daños graves en el follaje provocados por fotoinhibición y sobrecalentamiento bajo focos demasiado intensos.
¿Sigue creciendo la marihuana por encima de la saturación de luz?
Numerosos estudios están investigando el comportamiento de la marihuana en los límites cercanos al punto de saturación lumínica (1500 - 2000 µmol/m2/s). Estos estudios, con una clara aplicación práctica, muestran como en el Cannabis se da todavía un aumento lineal de la producción en respuesta al aumento de IL, incluso por encima del punto de saturación lumínica. Esto quiere decir que a pesar de que la fotosíntesis alcanza un máximo, la planta es capaz de seguir aumentando su biomasa a través de la transpiración y otros procesos que merecen ser estudiados, ya que para la mayoría de plantas cultivadas, el punto de saturación coincide con un máximo de producción en biomasa (4).
De hecho en estos mismos estudios se ha podido comprobar que todos los parámetros relacionados con la producción de biomasa, índice de cosecha (peso de flor en relación a tallos y hojas), peso seco y densidad de la inflorescencia siguen aumentando en puntos cercanos al punto de saturación. La cantidad de metabolitos secundarios de interés (terpenos y cannabinoides) se mantiene relativamente constante por gramo de inflorescencia, permitiendo un aumento estimado de la producción con un valor medicinal estable.
Conclusiones prácticas para regular la luz en tu cultivo
Las luminarias LED de última generación y las tradicionales de alta descarga (HPS y LEC) permiten alcanzar altas IL, a las que el Cannabis responde con un aumento proporcional de la producción y calidad de la flor, pero es necesario tener en cuenta aquellos factores que dificultan el aprovechamiento de los rangos más elevados de IL, como la fotorrespiración y la fotoinhibición.
La fotorrespiración debe ser compensada con una mayor renovación del aire, para evitar la acumulación de oxígeno y escasez de dióxido de carbono, además de mantener la temperatura por debajo de los 30 °C. El estado hídrico debe encontrarse también en el óptimo, para evitar el cierre estomático. Si no es así la planta no es capaz de aprovechar IL crecientes en el rango final. La instalación de sistemas de enriquecimiento en dióxido de carbono puede compensar el efecto perjudicial de las altas temperaturas, pero no podrá compensar muy por encima de los 30 °C.
En cualquier caso, cada cultivador debe valorar el rango de mejora esperado en su instalación, en relación al coste necesario para alcanzarlo. En zonas cálidas se puede requerir una inversión elevada en equipos de refrigeración para mantener altas IL y que sean eficientemente aprovechadas por la planta.
En cuanto a la fotoinhibición, establecer el mínimo necesario de este estrés en cada variedad para conseguir la producción de pigmentos esperable permite estandarizar la producción de flor. Estas condiciones de estrés mínimo deben buscarse lo más cercanas a la fase final de la floración, para que no causen una pérdida de la fotosíntesis neta ni producción.
Por último, tener en cuenta que para aprovechar y alcanzar fotosíntesis netas y producciones elevadas es necesaria una aclimatación gradual. Un buen sistema para regular la altura de las luminarias es muy conveniente, la mayoría de luminarias LED modernas incorporan potenciómetros por este mismo motivo, además de por la eficiencia.
El diseño térmico de los LED actuales evacua el calor hacia arriba, evitando la fotorrespiración por altas temperaturas.
Bibliografía
1. Eichhorn Bilodeau, S., Wu, B. S., Rufyikiri, A. S., MacPherson, S., & Lefsrud, M. (2019). An update on plant photobiology and implications for Cannabis production. Frontiers in plant science, 10, 296.
2. Hawley, D., Graham, T., Stasiak, M., & Dixon, M. (2018). Improving Cannabis bud quality and yield with subcanopy lighting. HortScience, 53(11), 1593-1599.
3. Holweg, M. M., Kaiser, E., Kappers, I. F., Heuvelink, E., & Marcelis, L. F. (2024). The role of red and white light in optimizing growth and accumulation of plant specialized metabolites at two light intensities in medical Cannabis (Cannabis sativa L.). Frontiers in Plant Science, 15, 1393803.
4.Rodriguez-Morrison, V., Llewellyn, D., & Zheng, Y. (2021). Cannabis yield, potency, and leaf photosynthesis respond differently to increasing light levels in an indoor environment. Frontiers in plant science, 12, 646020.
Artículo escrito por Dryas para el número 5 - 2025 de Soft Secrets y editado para internet por Hugo Madera.
Más información en la web de Soft Secrets
Luz para marihuana: guía técnica de fotobiología
Guía oficial de cultivo de marihuana en interior 2026: aprende a preparar tu espacio desde cero
Analizador de fotosíntesis mediante registro de la diferencia de concentración de dióxido de carbono en la lámina foliar.
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Hugo Madera
