Cannabis och fotosyntes

Luke Sumpter

Cannabisjournalist & forskare inom hälsovetenskap

Luke Sumpter

Senast uppdaterad: 29 May 2020

Låt AI förklara denna sida

Välj ditt favorit-AI-verktyg för att få en snabb sammanfattning.

ChatGPT

Perplexity

Claude

Cannabisplantor behöver flera yttre resurser för att utvecklas som de ska. De behöver näringsämnen för att bilda proteiner, bygga cellväggar och hålla igång viktiga biokemiska processer. De behöver vatten för att lösa upp och transportera dessa ämnen dit de behövs. Tillsammans lägger allt detta grunden för en frisk planta och en stabil utveckling. Men den främsta motorn bakom tillväxten hittar du varken på flaska eller i komposten. Den kommer i stället från solen (eller från ett kraftfullt odlingsljus). Nu går vi igenom detaljerna i den här avgörande processen.

Vad är fotosyntes?

Vad fotosyntes betyder hörs nästan på ordet. ”Foto” syftar på ljus och ”syntes” på att bygga upp en organisk förening. Och precis så fungerar det: växter omvandlar ljus till biokemisk energi för att kunna leva. Men hur går det till? Svaret är att de har en imponerande biologisk ”maskinpark”. För att verkligen förstå processen behöver vi ta oss ner på cellnivå.

Fotosyntesen sker framför allt i bladen. Mer exakt i särskilt anpassade celler som kallas mesofyllceller. De bildar ett lager strax under bladets yta och är specialiserade på att fånga upp ljus. I cellerna finns små organeller som heter kloroplaster, rika på pigmentet klorofyll – ämnet som ger växter deras gröna färg. Som pigment kan klorofyll absorbera ljus. Växten ”packar” klorofyllet i pelarliknande strukturer som kallas tylakoider. Vätskan/utrymmet mellan dessa strukturer kallas stroma.

Fotosyntesen delas vanligtvis in i två huvudfaser: ljusberoende reaktioner och ljusoberoende reaktioner. I början av de ljusberoende reaktionerna tas koldioxid (CO₂) och vatten (H₂O) upp i bladet. CO₂ kommer in genom små öppningar som kallas klyvöppningar, och transpirationen hjälper till att dra upp vatten genom växtens ”ledningsrör”, xylem.

Därefter träffar fotoner från solen (eller dina odlingslampor) klorofyllmolekylerna. Elektronerna tar upp energin och blir ”exciterade”. Sedan följer en kedja av ljusberoende reaktioner som till slut lagrar energin i form av ATP (cellens energivaluta) och NADPH (en elektronbärare). Allt detta sker i tylakoidmembranet.

Dessa molekyler används sedan i den så kallade Calvin-cykeln (även kallad ljusoberoende reaktioner), som sker i stroman. Där används de för att ”fixera” koldioxid och bygga trekolssockermolekyler. Dessa sätts sedan ihop till vår söta, sockriga vän glukos. Den här enkla molekylen använder växter både som energi och som byggsten för större, strukturella kolhydrater.

Ljuskvalitet: watt, lumen, PAR och PPFD

Vi har alltså varit inne på varför växter behöver ljus för att kunna driva fotosyntesen. Men är vissa lampor bättre än andra? Ja. I stora delar av världen räcker solens fotoner mer än väl för att hålla fotosyntesen igång. För dig som odlar inomhus krävs däremot en belysning som levererar tillräckligt med energi för att plantorna ska må bra och fortsätta växa.

Det finns många olika typer av odlingslampor för inomhusodling; LED, HID och lysrör är några vanliga exempel. Varje teknik har sina egna för- och nackdelar, men i slutändan är ljuskvaliteten den absolut viktigaste faktorn.

Watt

När du jämför odlingslampor behöver du hålla koll på watt-talet – alltså hur mycket elektrisk effekt lampan drar. Är watt-talet för lågt kommer ljuskällan inte att ge tillräckligt med ljus för att växterna ska utvecklas optimalt. Lampor som levererar omkring 400–600W/m² räcker för att få en bra skörd hemma. Belysning som ger 1000W+ per m² pressar blomproduktionen till det yttersta.

Lumen

Odlare kan bedöma ljuskvalitet med hjälp av flera olika mätmetoder. Först och främst kan du använda en luxmätare för att analysera hur mycket ljus en viss del av odlingsutrymmet faktiskt får. Lux är ett mått på lumen – alltså den ljusmängd som en ljuskälla avger – per ytenhet. Luxmätare registrerar ljus på ett sätt som motsvarar vad det mänskliga ögat kan uppfatta, och ger därför inget exakt värde på hur mycket ljus som är tillgängligt för växten. Trots det räcker det gott för hemodlare som vill få en rimlig bild av hur mycket ljus grödan får. Sikta på att ge plantan cirka 40 lux under den vegetativa fasen och omkring 60 lux under blomningsfasen.

PAR och PPFD

Lux kan vara praktiskt, men vad händer om du vill veta den faktiska odlingskapaciteten hos en specifik lampa? Då kommer PAR (fotosyntetiskt aktiv strålning) in i bilden. PAR är ljus i intervallet 400–700 nm – det spektrum som växter använder för att genomföra fotosyntes. Måttenheten för PAR, mikromol per sekund (μmol/s), visar odlare hur många fotoner i det här intervallet som träffar växtens blad varje sekund. Det kallas PPFD (fotosyntetiskt fotonflödestäthet).

PAR kan mätas med en PAR-mätare. De här instrumenten använder sensorer för att registrera ljus inom 400–700 nm. Du kan få fram ett genomsnittligt PPFD-värde genom att mäta på flera punkter över krontaket på samma höjd. Sikta på cirka 350 μmol/s under den vegetativa fasen och omkring 850 μmol/s under blomningen.

Lamp­tillverkare bör kunna uppge den här informationen. För att PPFD-data ska vara pålitlig, se till att företaget även anger avståndet mellan krontaket och ljuskällan, flera mätpunkter, ett beräknat medelvärde samt min:max-förhållandet.

Optimala förhållanden för fotosyntes

Ljusintensiteten är inte den enda faktorn som kan skruva upp fotosyntesen. Studier visar att både temperatur och koldioxid också kan förstärka processen.

Fotosyntesen är beroende av flera enzymer som driver de biokemiska reaktionerna. De här proteinerna arbetar sämre vid låga temperaturer (0–10°C), vilket sänker fotosynteshastigheten och kan leda till hämmad tillväxt. På samma sätt kan även för höga temperaturer (över 20°C) störa dessa viktiga enzymer. De fungerar bäst inom spannet 10–20°C.

Intressant nog gör CO₂ att cannabisplantor kan prestera bra även vid något varmare temperaturer. Förhöjda halter av gasen kan dessutom öka fotosyntesen ytterligare i kombination med kraftig belysning. Ju mer ljus ett blad får, desto mer kol behövs för att omvandla energin till sockerarter. Om du kör 600W-lampor i ett relativt litet utrymme har du ofta tillräckligt med effekt för att det ska vara värt att höja CO₂-nivåerna. Odlare kan med CO₂-tuber pressa upp CO₂ till det optimala intervallet 1400–2400 ppm. Ett enklare alternativ är att tillsätta upplösbara tabletter i jorden.

Hur fotosynteshastigheten kan påverka cannabinoidinnehållet

Det är logiskt att en högre fotosynteshastighet ger plantor mer energi att arbeta med och i förlängningen kan leda till högre produktion av cannabinoider. Samtidigt finns det begränsat med forskning på området, och sambanden verkar vara mer nyanserade än man först kan tro. En studie visade till exempel att flera ekotyper av cannabis hade högre fotosyntes i varmare klimat, men att cannabinoidinnehållet ökade när de odlades i svalare temperaturer. Det behövs mer forskning för att ge en tydligare helhetsbild.

Man vet också att plantor kan utveckla olika cannabinoidprofiler beroende på vilken typ av belysning de får, även när ljusintensiteten är densamma. Forskning visar att HPS-lampor (högtrycksnatrium) gav fler blommor räknat i torrvikt, medan LED gav högre nivåer av cannabinoiderna CBG, THC och CBD.

Finns det någon skillnad mellan fotoperiodiska sorter och Autoflower när det gäller fotosyntes?

Fotoperiodiska och Autoflower-sorter reagerar olika på ljus. Själva fotosyntesen fungerar likadant i båda fallen, men fotoperiodiska sorter behöver en förändring i ljuscykeln för att gå i blom. Odlare håller vanligtvis fotoperiodiska plantor på ett schema med 18 timmar ljus och 6 timmar mörker under den vegetativa fasen. När man sedan skiftar till 12 timmar ljus och 12 timmar mörker triggas blomningen. Får de mer ljus än så fortsätter de i praktiken att vara vegetativa på obestämd tid.

Autoflower-sorter blommar däremot oavsett yttre signaler. De kan klara en ljuscykel med 24 timmar ljus under hela livet och ändå bilda blommor. Det innebär att Autoflower får större möjlighet att fotosyntetisera även under blomningsfasen. Samtidigt behöver de fortfarande en period av mörker för att kunna andas. För inomhusodlade autos brukar ett optimalt schema vara 20 timmar ljus och 4 timmar mörker genom hela odlingscykeln.