Stratégie d'éclairage pour la culture du cannabis Gavita versus LED

Fournir le spectre de couleurs approprié n'est qu'une dimension d'une culture de marijuana réussie. En fait, le spectre de couleurs a moins à voir avec le rendement que la plupart des fabricants d'éclairage ne veulent bien l'admettre.

Il y a une deuxième considération qui est encore plus importante que le mélange spectral de couleurs qu'une lampe produit. Pour maximiser les rendements de récolte de cannabis, il faut également fournir le bon niveau d'intensité lumineuse. Mais les mesures d'intensité totale telles que le PAR peuvent être trompeuses. Nous discuterons pourquoi et aussi une solution. Mesure des longueurs d'onde individuelles de la lumière qui, une fois additionnées, égalent le PAR total.

Les photo-spectromètres devenant moins chers et plus portables, il est désormais possible de mesurer n'importe quelle lampe de culture directement en cours de culture. L'un de ces outils est le passeport d'éclairage d'Asensetek et son application mobile gratuite Spectrum Genius Agricultural Lighting ou SGAL. Nous aimons le Passport car il nous donne non seulement le PAR total, mais il décompose également le spectre individuel en longueurs d'onde de 1 nanomètre et nous pouvons voir la quantité de PPF créée à n'importe quelle distance de la lampe pour cette seule longueur d'onde. Imaginez pouvoir comparer lampe à lampe, HPS à LED. Fluorescent à LED. Ou mieux encore, le Soleil à n'importe quelle lampe fabriquée aujourd'hui. Nous pouvons désormais rétroconcevoir le spectre et l'intensité lumineuse de n'importe quelle lampe ou directement du soleil.

Passeport d'éclairage Asensetek - illustré avec IPOD ou IPAD en option et application SGAL gratuite

Si nous pouvons convenir que notre soleil est la référence pour la bonne combinaison de spectres pour la photosynthèse, alors nous devons également examiner exactement la quantité de lumière mesurée en intensité totale que le soleil fournit lorsqu'il traverse le ciel.

Le meilleur point de départ est de regarder l'intensité lumineuse du soleil à midi un jour d'été dans une région comme la Californie où le cannabis s'épanouit à l'extérieur. Non seulement nous examinons le mélange de spectre de couleurs produit par le soleil, mais nous devons également comprendre la quantité exacte d'intensité lumineuse que le soleil fait pleuvoir sur les plantes dans chaque longueur d'onde de couleur. Le PPF (flux de photons photosynthétiques) est la mesure de la quantité de micromoles qui atterrissent sur une zone cible - par exemple la canopée supérieure des plants de cannabis. Et PPFD ajoute simplement une mesure de distance à PPF.

A midi par une journée ensoleillée en Californie en juin, nous avons mesuré le PPFD du soleil à 1978 micromoles (Figure A). Plus près de l'équateur, ce nombre est plus élevé et plus au nord, il diminue. Et bien sûr la nuit c'est nul.

PPFD Spectrum

Figure A ; Spectre de lumière solaire et intensité par longueur d'onde en micromoles en Californie en juin à midi

Le graphique ci-dessus montre la PPFD (densité de flux de photons photosynthétiques en micromoles - la quantité de lumière photosynthétique qui atteint réellement votre zone cible) mise à l'échelle sur la gauche. Les longueurs d'onde sont mises à l'échelle en bas. Nous pouvons voir par exemple que dans la longueur d'onde orange/rouge de 600 NM, le soleil culmine à environ 7 micromoles. Quel que soit le type d'éclairage, HPS versus CMH versus Fluorescent versus LED, il est important d'utiliser le soleil comme référence ultime de comparaison.

La ligne noire représente la courbe d'action McCree, le niveau de lumière photosynthétique où toute la vie végétale bénéficie de manière optimale. La lumière dans la courbe est idéale. Au-delà de la courbe n'est pas utilisé par les plantes. La courbe McCree est une cible importante lors du choix d'une lampe artificielle pour la culture de marijuana.

Les plants de cannabis ne peuvent pas tolérer 2000 micromoles d'énergie pour une journée de croissance de 12 heures. Nous examinons donc la quantité moyenne de lumière solaire que les plantes reçoivent pendant toute la journée.

La PPFD extérieure moyenne pour une journée de 12 heures varie considérablement, mais la moyenne de juin en Californie est d'environ 1 000 micromoles.

Nous savons, grâce à des centaines de tests de culture de cannabis avec une grande variété de types d'éclairage artificiel, que les rendements s'amélioreront lorsque la canopée recevra en permanence entre 800 et 1200 micromoles. Nos tests ont montré que 1000 micromoles est une cible idéale pour l'éclairage moyen de la canopée supérieure. Certaines fleurs s'étendront à des niveaux de lumière plus élevés tandis que d'autres seront en dessous de la canopée moyenne et recevront moins. Fournir 1000 micromoles garantit également que les fleurs plus profondément dans la canopée bénéficient également de l'intensité, ce qui se traduit par une augmentation des poids secs et des rendements de fleurs de "type A" de qualité supérieure.

En repensant à la figure A, nous pouvons utiliser une règle empirique selon laquelle le moyenne l'intensité quotidienne que nous ciblons sur la canopée pour n'importe quelle longueur d'onde de couleur spécifique sera environ la moitié de ce que le graphique montre pour l'intensité lumineuse maximale réelle de la Californie. Ainsi, par exemple, dans ce même pic orange/rouge de 600 NM dont nous avons parlé ci-dessus de 7 micromoles, nous savons que nous devons trouver une source de lumière artificielle qui fournit au moins 3,5 micromoles pour l'ensemble du cycle floral pour cette longueur d'onde. Toute source lumineuse qui n'atteint pas la moyenne cible entraînera un sacrifice des rendements des plantes.

Nous savons également que les lampes HID (décharge à haute intensité) traditionnelles sont considérées comme la référence en matière de jardinage d'intérieur. Les lampes au sodium haute pression à double culot de Gavita sont depuis des années l'une des lampes les plus populaires pour la floraison. Et les lampes aux halogénures métalliques en céramique Gavita, qui incluent plus de bleu, sont populaires pour la phase végétative de la croissance. De même, les lampes fluorescentes T5HO sont populaires pour la phase de clonage et les premières phases de végétation.

Même si nous voulons essayer de reproduire le spectre équilibré et l'intensité moyenne de la lumière du soleil, FGI a décidé que nous ferions mieux de nous concentrer également sur la compréhension du fonctionnement de l'éclairage traditionnel et de veiller à inclure également ce spectre et cette intensité dans nos lampes.

Nous avons visité des centaines de cultures en intérieur utilisant des lampes de style Gavita. La plupart des cultivateurs ont tendance à suspendre les lampes entre trois et cinq pieds au-dessus du sommet de la canopée en cours de maturation. Moins de trois pieds commencent à risquer de brûler les plantes à cause de la chaleur produite par les lampes. Et à plus de cinq pieds de distance, les plantes commencent à paraître grêles et moins saines. Les mesures du spectre et de l'intensité de Gavita HPS ressemblent à la figure B ci-dessous.

PPFD Spectrum

la figure B ; Spectre et intensité Gavita 1000 w pro HPS à 36" de la canopée

Par rapport au soleil culminant à 7 micromoles d'énergie orange/rouge - et notre objectif empirique de fournir 3,5 micromoles de moyenne sur 12 heures - nous pouvons voir que le Gavita se porte plutôt bien et culmine au-dessus de la moyenne cible à 5 micromoles. Les lampes Gavita fonctionnent bien dans la culture du cannabis, c'est pourquoi toute autre lampe envisagée pour cultiver du cannabis doit être dans cette gamme. Tout ce qui se situe en dessous de cette plage ne fera pas pousser les plantes les plus productives.

À titre de comparaison, les lampes aux halogénures métalliques en céramique Gavita qui fonctionnent bien pendant le cycle végétal ne fournissent clairement pas l'énergie orange/rouge produite par leurs lampes HPS. La figure C ci-dessous montre le spectre et l'intensité Gavita CMH également à 48 pouces au-dessus de la canopée. La production totale de lumière de pointe orange/rouge à 600 nm est de 2 micromoles, ce qui explique pourquoi des rendements élevés ne peuvent pas être obtenus car la lampe produit 30 % de lumière en moins que la cible de 3,5 micromoles de lumière solaire naturelle.

PPFD Spectrum

Chiffre C ; Lampe aux halogénures métalliques en céramique Gavita de 660 watts à 48" au-dessus de la canopée

Nous savons que les lampes CMH Gavita ont fait leurs preuves pendant la phase végétative de la culture du cannabis et la plupart des cultivateurs gardent leurs lampes CMH bien au-dessus de la canopée. En utilisant les données que nous avons rassemblées dans la figure C, nous savons que les plants de légumes désirent une lumière bleue dans la gamme de longueurs d'onde de 440 nm. Le graphique CMH montre une énergie bleue de pointe à environ 1 micromole en moyenne pour une opération de légumes de 20 heures. En regardant le soleil sur la figure A, nous pouvons voir qu'un peu plus de 5 micromoles d'énergie de pointe sont produites et en utilisant la règle de moitié, notre cible est de 2,5 micromoles. On pourrait dire que le Gavita, à 48", n'atteint pas la cible de la lumière bleue. Et c'est là que la hauteur de suspension sur les lampes devient un compromis entre les avantages et les inconvénients. Dans cet exemple, la lampe CMH doit être plus proche des plantes.

Si nous abaissons la lampe Gavita CMH pour augmenter le niveau de bleu de 440 NM, nous augmenterons également le niveau de 600 nm orange/rouge dont nous savons par expérience qu'il produit un étirement précoce des plantes. Selon le style, de nombreux producteurs préfèrent des plants de légumes plus compacts et luxuriants avant de les déplacer vers la floraison et la taille pour encourager la formation de nœuds floraux et de ramifications, ce qui maximise la production à mesure que les plants mûrissent. Trop de rouge déclenchera le mauvais type de croissance.

Les lampes fluorescentes qui sont populaires pendant le clonage et les premières phases végétatives de la croissance valent également la peine d'être examinées. La figure D ci-dessous est une lampe à tube T5HO 8 typique à 20" au-dessus de jeunes plants de légumes.

PPFD Spectrum

Chiffre D ; Lampe fluorescente T5HO 8L à 20" au-dessus de la canopée

La figure D aide à expliquer pourquoi les lampes Gavita CMH et les lampes fluorescentes fonctionnent bien pour la culture en phase végétative. Ils produisent tous les deux un pic d'énergie en bleu et en orange/rouge. Le pic bleu de 440 nm correspond à près de 1 micromole et le pic orange/rouge à 600 nm correspond à environ 1,5 micromole. Pour les très jeunes plantes, notre règle d'or pour l'intensité lumineuse devrait être de 25% de l'énergie de pointe du soleil. Les lampes fluorescentes atteignent cette moyenne, mais en raison du spectre d'aspect pointu, les plantes ne reçoivent pas le large éventail de spectre produit par le soleil. C'est une autre bonne raison de ne pas regarder le PAR total, car une lampe fluorescente peut sembler produire de bonnes quantités totales de lumière photosynthétique, mais nous pouvons voir que ce n'est pas une quantité de lumière constante sur tout le spectre.

Nous avons donc maintenant une assez bonne cible à viser. Nous comprenons l'intensité lumineuse ciblée en étudiant le soleil. Et nous savons que les lampes Gavita fonctionnent bien dans les fleurs et les légumes. Et que les lampes fluorescentes fonctionnent bien en clone et veg.

Toute lampe que vous envisagez d'aller de l'avant devrait fournir une intensité moyenne ciblée du soleil et tous les avantages du Gavita et du T5. Toute lampe dépourvue de notre spectre ou de notre intensité cible ne fonctionnera probablement pas très bien aux différentes étapes de la culture du cannabis.

Évolution de l'éclairage de culture à LED

L'éclairage de culture à LED est un domaine d'étude en évolution. De nombreux producteurs se méfient des avantages de la LED, ayant essayé des produits qui n'ont pas fonctionné dans le passé ou ayant entendu dire de la communauté qu'ils ne fonctionnent pas. Et pour une bonne raison. Nous avons pris des centaines de mesures à partir de dizaines de lampes LED dans l'ensemble de l'industrie. Des producteurs nous ont montré des plantes qui ne se comparent pas bien aux plantes sous Gavita ou T5.

La figure E ci-dessous est un bon exemple de la raison pour laquelle toutes les lampes LED ne fonctionnent pas aussi bien que le soleil ou Gavita. Le spectre et l'intensité des LED Illumitex Powerharvest sont différents de ce que nous avons décidé de notre cible. Et nous pouvons également voir pourquoi les résultats de croissance sont très différents de ceux de Gavita.

PPFD Spectrum

Figure E, LED Illumitex Powerharvest comme 36" au-dessus de la canopée

Par rapport à la floraison sous Gavita HPS, le Powerharvest ne fournira qu'un pic d'énergie orange/rouge de 600 NM de moins de 1 micromole par rapport à notre objectif solaire de 3,5 ou à une production réelle de Gavita de 5 micromoles. Il existe une différence majeure dans l'énergie rouge de 660 NM. En repensant à la figure A et à ce que le soleil produit avec un pic de 8 micromoles de 660 NM de rouge, le Powerharvest produit plus de 4 micromoles. C'est dans notre objectif de « règle empirique » de 50 % de la production solaire de midi. Mais c'est 400% plus élevé que ce que le Gavita produit de la même énergie rouge. L'expérience a montré que des niveaux très élevés d'énergie rouge entraînent un étirement plus rapide des plantes, ce qui peut entraîner un espacement des fleurs entre les nœuds des plantes trop éloigné et devenir grêle. Un léger blanchissement des fleurs supérieures peut également devenir un problème.

Mais certains cultivateurs s'en sortent également très bien avec la Powerharvest, qui nous dit que le cannabis peut être cultivé dans une variété de conditions d'éclairage tant que l'intensité appropriée est également fournie. Cependant chez FGI nous préférons cibler le spectre et l'intensité du soleil et Gavita car tant de producteurs ne jurent que par les résultats.

Nous avons maintenant une bonne compréhension de la façon de cibler n'importe quelle lampe que vous êtes considérer non seulement en termes de spectre lumineux, mais plus important encore en termes de quantité d'énergie que nous fournissons à la canopée en micromoles à n'importe quelle longueur d'onde que nous jugeons la plus importante.

Cibler l'intensité lumineuse sur la canopée

L'industrie des lampes de culture, à la fois traditionnelles et LED, fournit des informations complètes sur l'intensité de la lampe.

La plupart des fabricants ne fournissent que PAR total , qui est la somme totale de toute l'énergie entre 400-700NM. Le PAR total n'inclut pas les composantes spectrales individuelles de la lumière, ce n'est donc pas un nombre utile et doit être évité dans la prise de décision.

La sortie PAR totale du soleil culmine à 2000 micromoles à midi. La sortie PAR totale du Gavita Pro HPS suspendu à 36" est de 470 micromoles. La sortie PAR totale pour l'Illumitex Powerharvest, ci-dessus, était de 620 micromoles. Cependant, la composition de ces quantités totales de PAR était très différente et le développement des plantes et les rendements de récolte obtenus sous ces sources lumineuses étaient également différents.

Chez FGI, nous disposons d'une vaste bibliothèque de données sur le spectre et l'intensité lumineuse. Lorsque nous avons conçu notre propre gamme de lampes fabriquées ici à Washington, nous avons utilisé ces données pour cibler à la fois le spectre de couleurs que nous savions fonctionner en regroupant les lampes de culture les plus performantes et en séparant les lampes moyennes ou inférieures à la moyenne.

Au minimum, nous voulions incorporer le spectre lumineux et l'intensité de Gavita HPS pour les fleurs et CMH pour les légumes. Mais nous avons également choisi d'incorporer un large spectre de lumière supplémentaire que nous savions en mesurant le soleil et la culture en extérieur était la bonne cible.

Et le plus important, nous avons conçu nos lampes pour atteindre des niveaux d'intensité lumineuse très spécifiques (PPFD) dans chaque longueur d'onde qui constitue la sortie PAR totale de nos lampes.

Concevoir une lampe pour atteindre l'intensité ciblée tout en réduisant la consommation d'énergie est un équilibre délicat.

Si la lumière est fixée à une certaine hauteur et que les niveaux d'éclairage sont trop élevés ou trop bas, nous n'avons que deux options. La tension doit être augmentée ou diminuée pour atteindre l'intensité cible par gradation.

La deuxième option consiste à déplacer physiquement la source lumineuse plus près ou plus loin de la canopée de la plante. Lors de la conception du spectre et de l'intensité du cannabis dans un souci d'économie d'énergie, les LED ont un net avantage. Et pour tirer pleinement parti de toute cette précieuse lumière photosynthétique que la lampe produit, il est plus logique de l'accrocher plus près de la canopée pour éviter la perte de lumière qui se produit à mesure que la distance par rapport aux plantes augmente. C'est là que des stratégies supplémentaires telles que le levage automatisé de la lumière deviennent importantes, car nous pouvons élever lentement les lampes au fur et à mesure que les plantes s'étirent.

La nouvelle génération de diodes est beaucoup plus économes en énergie que les anciennes LED de puissance plus élevée. Les copeaux fonctionnent à une puissance calorifique beaucoup plus faible. Ce faisant, la sortie de lumière d'une seule diode est également moindre en termes de sortie PAR. Mais le fait de rapprocher les diodes nous permet de créer l'intensité que nous préférons.

Accrocher les lampes plus près de la canopée nous permet de fabriquer des lampes qui consomment moins de watts et économisent plus d'énergie. Cela se traduit par un coût de production inférieur dans la culture du cannabis et une efficacité accrue en grammes par watt produit. Les avantages secondaires des hauteurs de suspension inférieures incluent la possibilité de croître verticalement dans des racks, car les LED sont plus froides. Les lampes à décharge à haute intensité, telles que HPS et CMH, ne peuvent pas être suspendues aussi près de la canopée sans brûler les plantes ou créer trop de chaleur sous les niveaux des plantes au-dessus, donc la croissance verticale est presque impossible avec des lampes de style plus ancien.

La gamme de lampes LED FGI

FGI a conçu une gamme complète de lampes pour chaque étape de croissance. Notre barre lumineuse de 100 watts est une lampe à faible intensité conçue pour le clonage ou la croissance précoce des légumes. De même, notre barre lumineuse de 185 watts est conçue pour une intensité moyenne pour remplacer les fluorescents T5HO et le CMH utilisés dans les légumes. Et nos deux Lightpanels de 500 watts et 700 watts sont conçus pour remplacer les lampes HPS en fleur.

Comment FGI se compare à la concurrence

La floraison

Les FGI Lightpanel 700 et 500 utilisent le même spectre mais ont une sortie d'intensité lumineuse différente pour différents types d'installations. Le Lightpanel de 500 watts produit la plus grande quantité d'intensité lumineuse sur une plus petite surface. Le Lightpanel de 700 watts couvre une plus grande surface de canopée.

La figure F montre le spectre et l'intensité à une hauteur de suspension de 18 pouces, la hauteur la plus efficace pour une intensité maximale.

PPFD Spectrum

Chiffre F; FGI Lightpanel 500 V/B à 18"

En utilisant la règle empirique développée en regardant le soleil sur la figure A et le Gavita HPS sur la figure B, nous avons ciblé les pics d'énergie orange/rouge à un maximum de 5 micromoles (Gavita) et un minimum de 3,5 (soleil moyen). Le Lightpanel atteint l'objectif : venir en un peu moins de 5 micromoles. En regardant l'énergie bleue produite par le soleil, nous avons ciblé 2,2 micromoles et le Lightpanel dépasse cette mesure à 3,7.

Le Lightpanel a tous les avantages du spectre et de l'intensité préférés par les utilisateurs de Gavita HPS, mais il inclut également beaucoup plus du spectre complet de la lumière produite par le soleil, le distinguant d'une lampe HPS typique et rapprochant le spectre de celui de la Californie extérieure. soleil. La sortie PAR totale pour le Lightpanel (ci-dessus) à 18" est de 1136 micromoles, juste en dessous de l'intensité lumineuse maximale de 1200 micromoles recommandée pour le cannabis.

Légume/clone

Les FGI Lightbar 100 et 185 utilisent le même spectre mais à des intensités différentes en fonction des niveaux de lumière souhaités pour les jeunes plants par rapport aux plants de légumes en pleine maturité.

PPFD Spectrum

la figure G ; Barre lumineuse FGI 185 à 18"

Par rapport aux lampes CMH préférées (figure C) fabriquées par Gavita, les barres lumineuses produisent une énergie bleue maximale de 1,3 micromole (égale à la sortie CMH) et une énergie maximale orange/rouge de 1,7 micromole (également égale à la sortie CMH). Encore une fois, notre spectre et notre intensité incluent toute la lumière préférée de Gavita CMH, mais ajoutent également beaucoup plus du spectre complet produit par le soleil, ce qui fait défaut aux lampes CMH.

Il en est de même par rapport aux lampes T5HO (figure D). Les barres lumineuses dépassent la quantité de lumière bleue et orange/rouge préférée produite par les lampes fluorescentes et comprennent également la plupart de l'énergie verte qui ne se trouve pas dans les lampes CMH.

Résumé

Il devient clair que le spectre lumineux n'est qu'une partie de l'équation lorsque l'on compare différentes lampes. Et en ne regardant que la sortie PAR totale, vous manquez également la cible. Mais lorsque le spectre et la sortie PAR sont combinés en une comparaison directe entre ce qui a bien fonctionné pour les producteurs au fil du temps. En ajoutant ensuite une comparaison du soleil, la meilleure lumière de croissance de la nature, la science derrière la conception de la lampe peut être démystifiée. Nous pouvons maintenant concevoir un spectre lumineux très spécifique et une intensité lumineuse très spécifique nous permettant de pousser le rendement et la puissance au maximum de sortie potentielle.

La culture commerciale de cannabis à grande échelle nécessite de maximiser les rendements de récolte à maintes reprises, tout en se concentrant sur la réduction des coûts de fonctionnement électrique pour les lampes et l'élimination de la chaleur. Associé aux généreuses incitations offertes par de nombreux services publics pour passer des lampes HPS, CMH et fluorescentes à haute énergie, le retour sur investissement pour l'installation de la nouvelle génération de LED à l'écoute du cannabis est désormais plus logique que jamais.


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