Desde Ebregrow siempre hemos querido daros la mejor y más actualizada información sobre el cultivo de cannabis sativa. Así que ahora vamos a ir un paso más allá, traduciendo y resumiendo (importante) las últimas publicaciones científicas relacionadas con el cultivo de nuestra planta favorita.
Hoy vamos a escribir sobre el cultivo de cáñamo, una alternativa rentable para los agricultores de la España vaciada, que pueden optar por introducir esta planta en su rotación de cultivos, tanto para obtener rendimiento económico directo como para regenerar los suelos.
El artículo en cuestión trata sobre el impacto de la fertilización nitrogenada en el cultivo del cáñamo.
Autores: Navdeep Kaur, Zachary Brym, Luis Alberto Monserrate Oyola, Lakesh K. Sharma
Revista Agronomy Journal
Fecha de publicación: 28 de marzo de 2023
📄 Resumen
El resurgimiento del interés en el cultivo de cáñamo ha creado algunos desafíos, especialmente en lo que respecta a la gestión del cultivo, como la tasa de aplicación de fertilizantes. La mayor parte de la literatura sobre el manejo del nitrógeno (N) en la producción de cáñamo proviene de Asia y Europa, con sistemas de cultivo más establecidos que en América del Norte.
A través de esta revisión, encontramos evidencia de que el fertilizante nitrogenado tiene un impacto notablemente positivo en la morfología y fisiología del cultivo.
Algunos parámetros fisiológicos que muestran una respuesta positiva incluyen:
- pigmentos fotosintetizadores
- concentración de N y nitrato
- eficiencia de uso del agua
El fertilizante nitrogenado ha demostrado aumentar el rendimiento de tallo y fibra, pero reducir la calidad de la fibra. Aumentar el N también parece aumentar el rendimiento de semillas y el contenido de proteínas.
Tanto las cantidades excesivas como las bajas de fertilizante N son perjudiciales para el cáñamo floral. Hay poca evidencia de que la concentración de Δ9-tetrahidrocannabinol sea más afectada por la fertilización N que por la genética.
El impacto de la fuente y el momento del fertilizante sigue siendo un área crítica de investigación. Todavía existe la necesidad de investigar para desarrollar un programa de manejo de nutrientes sostenible para el cáñamo.
✅ Ideas clave del texto
- El nitrógeno (N) es un nutriente esencial para las plantas de cáñamo y juega un papel fundamental en su morfología y fisiología.
- La aplicación de N aumenta la altura de las plantas, el diámetro del tallo y la acumulación de biomasa.
- El N también mejora la absorción de nutrientes por las plantas, la tasa de fotosíntesis y la eficiencia del uso del agua.
- Sin embargo, la aplicación excesiva de N puede reducir la calidad de las fibras de cáñamo y aumentar la acumulación de nitratos en el suelo y el medio ambiente circundante.
- Las recomendaciones de N para la producción de cáñamo varían según el producto deseado (fibra, semilla o flor) y las condiciones climáticas.
- Se necesita más investigación para determinar las tasas y métodos de aplicación de N óptimos para la producción de cáñamo en diferentes regiones y entornos.
- Las fuentes de fertilizantes nitrogenados y la interacción del N con la absorción de metales pesados también son áreas que requieren una mayor investigación.
Para los que queráis ir un poco más allá, aquí os dejamos la traducción completa del artículo, con todos los puntos numerados…buena suerte!
🌿 Nutrición nitrogenada y la morfología y fisiología del cultivo
Morfología
La aplicación de fertilizante nitrogenado tiene un impacto significativo en el crecimiento y desarrollo de las plantas de cáñamo, aumenta significativamente la altura de la planta en el cáñamo de flor, semilla y fibra en condiciones de campo y de invernadero, y según varios estudios (Anderson et al., 2021; Papastylianou et al., 2018; Vera et al., 2010; Yang et al., 2021; Zhu et al., 2022).
La aplicación de N también aumenta el diámetro del tallo (Yang et al., 2021; Zhu et al., 2022). La proporción de volumen de biomasa de raíz a tallo en el cáñamo es menor que en otras anuales económicamente beneficiosas (Bouloc et al., 2013).
Dos estudios han informado que la relación de peso seco de raíz a tallo disminuye significativamente con el aumento de las concentraciones de N en condiciones de invernadero, lo que indica que el desarrollo del brote se favorece sobre las raíces (Yang et al., 2021; Zhu et al., 2022).
Las tasas de fertilizante nitrogenado no afectan la proporción de plantas masculinas y femeninas del cultivo (Black, 1945). Las hojas acumulan más N, seguidas de tallos y raíces durante la fase vegetativa (Yang et al., 2021). El impacto de la aplicación de N en otros parámetros morfológicos de las plantas, como la biomasa, el tamaño y el peso de las semillas y el rendimiento del tallo, se ha discutido en la Sección 4 de este manuscrito.
Fisiología
Ciertamente, el nitrógeno (N) desempeña un papel crucial en el metabolismo vegetal, al sintetizar clorofila, bases nitrogenadas en ácidos nucleicos y proteínas, afectando la fisiología general del cultivo (Hawkesford, 2012; Landi et al., 2019).
En el cáñamo, las condiciones de deficiencia de N (30-80 mg N/L en medios sin suelo) conducen a una escasez de estas moléculas esenciales para las plantas (es decir, ácidos nucleicos, clorofila y proteínas), lo que reduce el crecimiento radial de la planta y el tallo y disminuye la elongación de la planta, las ramas laterales y la acumulación de biomasa de raíces (Saloner y Bernstein, 2020).
Del mismo modo, Maļceva et al. (2011) informaron que las condiciones de deficiencia de N reducen la concentración de N en las hojas de la planta después de que termina el período juvenil del cultivo (Maļceva et al., 2011).
El suministro de N afecta la acumulación de otras nutrientes minerales en las plantas, es decir, calcio, hierro y zinc. Del mismo modo, el crecimiento reducido con un bajo suministro de N se debe a una menor absorción de diversos macro y micronutrientes (Saloner y Bernstein, 2020).
Con un aumento en el suministro de N de hasta 160 mg/L en solución, las concentraciones de P, K, magnesio (Mg), calcio (Ca), manganeso (Mn) y hierro (Fe) en las raíces aumentaron significativamente. La concentración de pigmentos fotosintéticos, y la acumulación de N-NO3 en las hojas también se correlacionan positivamente con el suministro de N (Maļceva et al., 2011; Saloner y Bernstein, 2020; Zhu et al., 2022).
La eficiencia del uso del agua del cáñamo se ve incrementada por la aplicación de N (Saloner y Bernstein, 2020). La transpiración y la fotosíntesis bruta (suma de la respiración de la copa y la fotosíntesis neta) del cáñamo también se han reportado que aumentan con el aumento de la tasa de fertilizante N (Tang et al., 2018).
En conclusión, un mayor suministro de N mejora la absorción de nutrientes por las plantas, la tasa de fotosíntesis y la eficiencia del uso del agua, lo que finalmente aumenta el rendimiento del cáñamo, específicamente para la producción química basada en flores, al aplicar fertilizante líquido. Los estudios sobre el efecto de los fertilizantes N en la fisiología del cáñamo se llevaron a cabo en condiciones ambientales controladas, y poco se ha explorado en condiciones de campo
Suministrar N por encima del rango óptimo reduce el crecimiento y desarrollo de las plantas (Yang et al., 2021). Se observó que el suministro de N por encima de 160 mg/L y hasta 320 mg/L disminuyó las concentraciones de P, Mg, K y Ca en plantas de cáñamo con flores.
Los efectos del exceso de N en las plantas han sido seguidos por la acumulación de nitrito y óxidos nítricos tóxicos (Zheng et al., 2016) y la reducción de los metabolitos orgánicos que contienen N (Saloner & Bernstein, 2020).
Algunos estudios sugieren que la disponibilidad excesiva de N reduce la actividad de las enzimas antioxidantes, esenciales para reducir los daños oxidativos causados por las especies reactivas de oxígeno (Yang et al., 2021), que pueden dañar el ADN, los lípidos y las proteínas, lo que lleva a la muerte celular (Yang et al., 2021).
En conclusión, un suministro excesivo de N puede reducir el crecimiento y desarrollo de las plantas al afectar la absorción de otros nutrientes (macro y micronutrientes) y procesos vitales como la fotosíntesis, la transpiración y la conductancia estomática (Saloner & Bernstein, 2020; Yang et al., 2021).
Síntomas de la deficiencia de nitrógeno
La deficiencia de N, al ser un nutriente esencial, causa un crecimiento, biomasa y rendimiento reducidos. Basándose en la información disponible en las prácticas de cultivo de cáñamo, el mejor momento para la demanda de N de una planta y, por lo tanto, la aplicación objetivo, está determinado por la altura de la planta (70-100 cm), el número de pares de hojas (cinco a siete) y materia seca total (2-5 t ha-1) (Iványi & Izsáki, 2009).
En un estudio de invernadero de cristal utilizando el cultivar de cáñamo cannabidiol (CBD) T1, los nutrientes se aplicaron como solución de nitrato Hoagland inmediatamente después del trasplante.
Las plantas privadas de nitrógeno mostraron síntomas de deficiencia 6 semanas después de la aplicación del tratamiento, inicialmente volviéndose pálidas y ligeramente achaparradas en comparación con las plantas con N suficiente. Eventualmente, los síntomas se volvieron más graves en las hojas inferiores, con amarilleo y necrosis que condujo a la abscisión (Cockson et al., 2019).
Las plantas privadas de N tenían una concentración de N 62% más baja, produciendo la mitad de la biomasa que las plantas con N suficiente. La concentración de N de una planta suficiente oscila entre el 4% y el 5% (Cockson et al., 2019; Kádár, 2004).
Otro estudio mostró que el crecimiento restringido con clorosis foliar se detectó a 30 mg/L. Los autores observaron un crecimiento restringido y un amarilleo de las hojas más viejas a 80 mg/L. El crecimiento óptimo de las plantas se observó a 160 mg/L N (Saloner & Bernstein, 2020).
Concentración de THC y elongación de las plantas
La fertilización con N no parece afectar significativamente la concentración de THC en las plantas en comparación con el efecto genético. El mecanismo genético de las plantas controla alrededor del 80% de la varianza en el contenido de THC, y solo el 1.7%-8% se ve afectado por el medio ambiente (Campbell et al., 2019).
Además, un estudio de Coffman y Gentner (1997) respalda la afirmación anterior. Informaron que aumentar la concentración de N de 0 a 125 mg/L no afectó significativamente la concentración de THC en las inflorescencias (Coffman y Gentner, 1977).
Algunos estudios muestran que el contenido de THC en las hojas de cáñamo difiere según su ubicación en la planta, con el más alto cerca de las hojas de punta de brote y las hojas de las ramas laterales y el más bajo en las hojas más viejas.
Manejo del nitrógeno en la producción fibra, semillas y flores
Producción de fibra
El contenido de celulosa en el tallo del cáñamo es el factor más crucial que determina la calidad de la fibra. La fertilización excesiva con N reduce la celulosa y aumenta el contenido de proteínas en el tallo, reduciendo su resistencia mecánica y la calidad de la fibra (Black & Vessel, 1945; Hessler, 1947). El porcentaje de celulosa es máximo hasta el final de la temporada de crecimiento, cuando comienza la acumulación de lignina, reduciendo la calidad de la fibra (Struik et al., 2000).
La fertilización excesiva con N también puede hacer que los tallos se mantengan verdes durante más tiempo, lo que a veces retrasa la cosecha y el tiempo de secado (Bouloc et al., 2013). Sin embargo, también se ha demostrado que el rendimiento seco del tallo aumenta un 48% cuando se usa 240 kg N/ha en comparación con el tratamiento de control sin fertilización con N (Papastylianou et al., 2018).
Además, el rendimiento de biomasa de tallo aumentó un 32% cuando la tasa de N aumentó de 0 a 60 kg N/ha; aumentar aún más la tasa de N de 60 a 120 kg N/ha no resultó en ningún cambio notable en el rendimiento de peso seco del tallo. La altura de la planta también aumenta con un aumento en el nivel de la tasa de N de manera cuadrática (Papastylianou et al., 2018; Vera et al., 2004).
En general, el diámetro del tallo y la altura de la planta aumentan con un suministro adicional de N, y estos parámetros se correlacionan fuertemente con el rendimiento de biomasa de tallo. Por lo tanto, el efecto de la fertilización con N generalmente se evalúa en el rendimiento de biomasa de tallo, pero también se debe considerar la calidad de la fibra.
El rendimiento de la fibra de cáñamo también depende de la cantidad de N ya presente en el suelo. Como evidencia de ello, en un experimento realizado en suelos ricos en N (40-100 kg N/ha), con dosis adicionales de N en comparación con el tratamiento controlado (sin N), se registró un aumento muy leve pero significativo en el rendimiento (Struik et al., 2000).
Sin embargo, se registró un rendimiento mucho mayor en otro lugar con bajo N en el suelo (que recibe precipitaciones relativamente altas en verano) en comparación con el tratamiento de control (Struik et al., 2000). En conjunto, la gestión correcta del N en la producción de cultivos de fibra depende del nitrógeno ya disponible en el área y las precipitaciones.
Producción de semillas
Las semillas de cáñamo son una fuente nutritiva y confiable de proteínas, grasas insaturadas, fibra y minerales como Mg, Ca, Na, Fe, P y zinc (Kaur et al., 2021). El aceite se extrae de las semillas que contienen hasta un 90% de ácidos grasos insaturados (Sokoła-Wysoczańska et al., 2018). La aplicación de N ha mostrado efectos variables en el peso de las semillas.
Según un estudio, el aumento de la tasa de N de 0 a 240 kg/ha no mostró un aumento significativo en el peso medio de las semillas (Papastylianou et al., 2018).
El rendimiento de semillas también depende de la interacción entre las condiciones climáticas, el genotipo y las tasas de N (Aubin et al., 2015).
Se ha informado que el rendimiento de semillas muestra respuestas cuadráticas y lineales a las tasas de N dependiendo de la cultivar Malvetica (Aubin et al., 2015; Vera et al., 2004, 2010).
Los investigadores observaron que durante condiciones climáticas desfavorables como por ejemplo, temperatura alta y distribución desigual de las precipitaciones durante la etapa de llenado de semillas, el rendimiento de semillas no se vio afectado significativamente por la aplicación de N de 0 a 120 kg N/ha
Producción de flores
La producción de flores de cáñamo también se ve afectada por la fertilización con nitrógeno (N).
El estudio de Saloner y Bernstein (2020) encontró que las concentraciones de cannabinoides carboxilados, como el ácido cannabidiolico (CBD), el ácido cannabigerólico (CBG) y el ácido cannabicromeno (CBC), son más altas cuando las plantas de cáñamo se cultivan en condiciones de deficiencia de N en comparación con las condiciones con altos niveles de N. Esto se debe a que el N es un componente esencial para la síntesis de proteínas, y las plantas de cáñamo utilizan las proteínas para producir cannabinoides.
Sin embargo, las concentraciones de cannabinoides descarboxilados, como el CBD y el cannabinol (CBN), disminuyen cuando los niveles de N son muy altos o muy bajos.
Un estudio realizado por Anderson et al. (2021) encontró que el rendimiento de CBD y CBG era escaso cuando los niveles de N eran de 0 mg/L. Cuando los niveles de N se incrementaron a más de 50 mg/L, se produjo una disminución en los rendimientos. Esto sugiere que hay un rango óptimo de niveles de N para la producción de CBD y CBG.
Un estudio realizado por Atolovye et al. (2022) encontró que la biomasa de cogollos y el rendimiento de CBD por planta aumentan cuadráticamente a medida que aumenta el N del fertilizante, con un rango óptimo de 140 a 190 kg/ha. Esto sugiere que el rendimiento de CBD puede optimizarse mediante la aplicación de N en cantidades adecuadas.
🤔 Conclusiones
La literatura científica ha demostrado que el cáñamo responde positivamente a la aplicación de nitrógeno (N). En ausencia de N suficiente, las plantas de cáñamo presentan síntomas severos de deficiencia, como hojas amarillas, crecimiento reducido y rendimiento más bajo.
Los parámetros morfológicos del cáñamo, como la altura de la planta, la biomasa, el rendimiento de semillas, el rendimiento de tallos y el rendimiento de fibra, aumentan con un incremento en la tasa de aplicación de N.
En cuanto a los parámetros fisiológicos, los pigmentos fotosintéticos, el potencial osmótico, el N total y N-NO3 en la planta, la proteína soluble, la eficiencia del uso del agua y el contenido de clorofila también muestran una respuesta positiva al N exógeno aplicado.
Además, en el cáñamo floral, el desarrollo de cannabinoides como el CBD y el CBG tiende a aumentar y luego disminuir a medida que aumentan las tasas de N. Por lo tanto, es necesario mantener un equilibrio al determinar el requerimiento óptimo de N del cultivo, respaldado por investigaciones relevantes.
Esta revisión compila la investigación disponible e identifica la necesidad de investigaciones detalladas sobre la tasa, la fuente, el momento y la ubicación para la aplicación de fertilizante N en el cáñamo en diferentes regiones y condiciones climáticas.
He trabajado como redactor de contenidos en La cañameria global S.L. y Cactus Martorell Growshop. He trabajado también como comercial y asesor técnico en All2Grow y Excellent Nutrients.
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