Cannabis og fotosyntese

Luke Sumpter

Cannabisjournalist & forsker i sundhedsvidenskab

Luke Sumpter

Sidst opdateret: 29 May 2020

Lad AI forklare denne side

Vælg dit foretrukne AI-værktøj for at få et hurtigt resumé.

ChatGPT

Perplexity

Claude

Cannabisplanter har brug for flere ressourcer udefra for at kunne trives. De skal bruge næringsstoffer til at danne proteiner, opbygge cellevægge og få de biokemiske processer til at køre. De har også brug for vand til at opløse og transportere disse stoffer. Alt dette spiller sammen og er med til at sikre en sund vækst og udvikling. Men den vigtigste drivkraft bag plantens vækst kan du hverken købe på flaske eller grave frem af en kompostbunke. Den kommer i stedet fra solen (eller et kraftigt sæt vækstlamper). Lad os dykke ned i detaljerne i denne helt centrale proces.

Hvad er fotosyntese?

Betydningen af fotosyntese ligger nærmest i selve ordet. “Foto” betyder lys, og “syntese” handler om at danne en organisk forbindelse. Kort sagt omdanner planter lys til biokemisk energi for at kunne overleve. Men hvordan gør de det? De er udstyret med noget ret imponerende biologisk maskineri. For at forstå processen ordentligt må vi helt ned på cellulært niveau.

Fotosyntesen foregår primært i bladene—mere præcist i specialiserede celler, der kaldes mesofylceller. De ligger i et lag lige under bladoverfladen, hvor de arbejder på at opfange lys. Inde i disse celler findes små organeller, kloroplaster, som er rige på pigmentet klorofyl—det stof, der giver planter deres grønne farve. Som pigment kan klorofyl absorbere lys. Planterne “opbevarer” klorofyl i søjleagtige strukturer kaldet thylakoider. Området mellem disse strukturer kaldes stroma.

Fotosyntesen kan overordnet deles i to faser: lysafhængige reaktioner og lysuafhængige reaktioner. Første trin i de lysafhængige reaktioner er, at kuldioxid (CO₂) og vand (H₂O) kommer ind i bladet. CO₂ trænger ind gennem små åbninger kaldet spalteåbninger (stomata), og transpirationen hjælper med at trække vand op gennem plantens “rør”, xylem.

Derefter rammer fotoner fra solen (eller dine vækstlys) klorofylmolekylerne. Elektronerne optager energien og bliver “exciterede”. Så følger en kæde af lysafhængige reaktioner, som i sidste ende lagrer energien som ATP (cellens energivaluta) og NADPH (en elektronbærer). Alt dette foregår i thylakoidmembranen.

Disse molekyler bruges derefter i den såkaldte Calvin-cyklus (også kendt som lysuafhængige reaktioner), som foregår i stroma. Her bruges de til at “fikse” kuldioxid og danne sukkermolekyler med tre carbonatomer. De sættes siden sammen og bliver til vores søde, sukkerholdige ven glukose. Det enkle molekyle bruger planter både som energi og som byggesten til større, strukturelle kulhydratmolekyler.

Lyskvalitet: watt, lumen, PAR og PPFD

Vi har allerede været inde på, hvorfor planter har brug for lys for at kunne udføre fotosyntese. Men er nogle lyskilder bedre end andre? Ja. I de fleste dele af verden leverer solens fotoner mere end nok energi til at drive fotosyntesen. Dyrker du indendørs, har du derimod brug for et lyssetup, der giver tilstrækkelig energi til, at planterne kan trives.

Der findes mange forskellige typer dyrkningslys til indendørs brug – for eksempel LED, HID og fluorescerende lys. Hver type har sine egne fordele og ulemper, men uanset hvad er lyskvaliteten den vigtigste faktor.

Watt

Når du kigger efter vækstlys, er det vigtigt at holde øje med wattforbruget – altså hvor meget elektrisk effekt lampen bruger. Er wattstyrken for lav, afgiver lyskilden ikke nok lys til, at planterne kan udvikle sig optimalt. Lamper, der leverer omkring 400–600W/m², er som regel nok til at give et fint udbytte derhjemme. Lys, der leverer 1000W+ pr. m², kan presse blomsterproduktionen helt til grænsen.

Lumen

Dyrkere kan vurdere lyskvalitet ved hjælp af flere forskellige målemetoder. Først og fremmest kan du bruge en luxmåler til at analysere, hvor meget lys et bestemt område i dyrkerummet får. Lux er et mål for lumens – altså den mængde lys en lyskilde udsender – fordelt over et givent areal. Luxmålere registrerer den type lys, som det menneskelige øje kan opfange, og derfor giver de ikke et præcist billede af, hvor meget af lyset planterne faktisk kan udnytte. Alligevel er det mere end rigeligt til at give hjemmeavlere en god fornemmelse af, hvor meget lys afgrøden får. Sigt efter cirka 40.000 lux i den vegetative fase og omkring 60.000 lux i blomstringsfasen.

PAR og PPFD

Lux kan lyde nyttigt, men hvad nu hvis du vil kende den præcise vækstydelse fra en bestemt lampe? Her kommer PAR (fotosyntetisk aktiv stråling) ind i billedet. PAR er lys i området 400–700 nm, som planter bruger til at udføre fotosyntese. Måleenheden for PAR—mikromol pr. sekund (μmol/s)—fortæller dyrkere, hvor mange fotoner i dette område der rammer plantens blade hvert sekund. Det kaldes PPFD (fotosyntetisk fotonfluxdensitet).

PAR kan måles med en PAR-måler. Disse enheder bruger sensorer til at registrere lys i 400–700 nm-området. En gennemsnitlig PPFD kan beregnes ved at tage målinger flere steder i kronedækket i samme højde. Gå efter cirka 350 μmol/s i den vegetative fase og 850 μmol/s under blomstring.

Lysproducenter bør oplyse disse data. For at få reelle PPFD-tal skal du sikre dig, at virksomheden også giver dig afstanden mellem kronedækket og lyskilden, flere målepunkter, et gennemsnit samt min:maks-forholdet.

Optimale forhold for fotosyntese

Lysintensitet er ikke den eneste faktor, der kan sætte ekstra fart på fotosyntesen. Forskning peger på, at både temperatur og kuldioxid også kan forstærke processen.

Fotosyntesen er afhængig af flere enzymer til at gennemføre de biokemiske reaktioner. De her proteiner arbejder dårligt ved kolde temperaturer (0–10°C), hvilket sænker fotosyntesehastigheden og i sidste ende kan give hæmmet vækst. Omvendt kan høje temperaturer (over 20°C) også belaste de vigtige enzymer. De fungerer bedst i et temperaturområde på 10–20°C.

Interessant nok gør CO₂ det muligt for cannabisplanter at klare sig godt ved en anelse varmere temperaturer. Forhøjede niveauer af gassen kan desuden øge fotosyntesen, især når det kombineres med kraftig belysning. Jo mere lys et blad udsættes for, desto mere kulstof kræves der for at omdanne energien til sukker. Kører du 600W lamper i et relativt lille rum, har du typisk nok effekt til, at det giver mening at hæve CO₂-niveauet. Dyrkere kan med CO₂-flasker skubbe CO₂ op i det optimale område på 1.500–2.000ppm. En nemmere løsning er dog at tilsætte opløselige tabletter i jorden.

Hvordan fotosyntesehastigheden kan påvirke cannabinoidindholdet

Det giver god mening, at en højere fotosyntesehastighed kan give planterne mere energi at arbejde med og dermed øge produktionen af cannabinoider. Der er dog ikke meget forskning på området, og billedet virker ret nuanceret. Et studie viste for eksempel, at flere økotyper af cannabis fik en højere fotosyntesehastighed i et varmere klima, men at cannabinoidindholdet steg, når de blev dyrket ved køligere temperaturer. Der er brug for mere forskning, før vi kan tegne et klart overblik.

Det er også kendt, at planter kan udvikle forskellige cannabinoidprofiler, når de dyrkes under forskellige lyskilder ved samme lysintensitet. Forskning viser, at HPS-lys (højtryksnatrium) gav flere blomster målt i tørvægt, mens LED gav højere niveauer af cannabinoiderne CBG, THC og CBD.

Er der forskel på fotoperiode- og Autoflowering-sortsplanter, når det gælder fotosyntese?

Fotoperiode- og Autoflowering-sorter reagerer forskelligt på lys. Selve fotosyntesen foregår på præcis samme måde hos begge typer, men fotoperiode-sorter kræver et skift i lyscyklussen for at gå i blomst. Dyrkere holder typisk fotoperiodeplanter på en rytme med 18 timer lys og 6 timer mørke i den vegetative fase. Når man skifter til 12 timer lys og 12 timer mørke, tvinges de til at starte blomstringen. Får de mere lys end dette, kan de i princippet blive ved med at være i vegetativ vækst på ubestemt tid.

Autoflowering-sorter blomstrer derimod uanset ydre signaler. De kan klare en lyscyklus med 24 timers lys gennem hele livet og stadig danne blomster. Det giver Autoflowering-planter flere timer til at lave fotosyntese, også i blomstringsfasen. Alligevel har de brug for en periode med mørke til at kunne respirere. Indendørs er den mest optimale plan for autoflowers som regel 20 timer lys og 4 timer mørke gennem hele dyrkningscyklussen.