10 Ottobre 2024
Robert Eddy
I coltivatori di cannabis che riescono a coltivare i loro raccolti con la qualità e la resa desiderate utilizzando meno input (ad esempio, coltivando a un costo inferiore) rispetto ai loro concorrenti hanno un vantaggio competitivo nei loro mercati. E se la Food and Drug Administration degli Stati Uniti approvasse la cannabis per il commercio interstatale in base alla riprogrammazione federale, la concorrenza non farebbe che aumentare.
Ecco perché è importante esaminare attentamente i sistemi chiave come l’illuminazione e l’irrigazione per determinare cosa, se non altro, può essere ottimizzato per ridurre al minimo i potenziali sprechi e aumentare l’efficienza. Qui, offriamo suggerimenti e best practice per aiutarti a far crescere un’attività di cannabis intelligente dal punto di vista climatico, pensata per durare a lungo.
Illuminazione
TSR GrowLighting è una delle spese operative più significative nella coltivazione di cannabis, il che la rende un’area di eccellenza per iniziative di risparmio di risorse e costi. Ottimizzando i sistemi di illuminazione, i coltivatori possono ridurre il consumo di energia, migliorare le rese e, in definitiva, aumentare la redditività.
Mikhail Sagal, collaboratore della Guida alle migliori pratiche di illuminazione del Resource Innovation Institute (RII) e presidente di TSRgrow, un’organizzazione membro del RII, afferma che la prima cosa che i coltivatori di cannabis devono fare nel loro percorso di ottimizzazione è monitorare il loro consumo di energia. Troppo spesso, i coltivatori impostano i loro sistemi di illuminazione senza una verifica continua, il che porta a perdere opportunità di miglioramento dell’efficienza.
“Raramente c’è una verifica o un controllo continuo dell’efficienza delle apparecchiature di illuminazione”, afferma Sagal. “Il monitoraggio dell’energia è molto importante”.
Sottolinea che è essenziale monitorare non solo il consumo energetico complessivo, ma anche l’energia consumata per ceppi e cicli di crescita specifici. Questi dati consentono ai coltivatori di valutare l’efficienza con cui stanno producendo ogni libbra di cannabis.
Idealmente, i coltivatori possono sottomisurare i loro apparecchi di illuminazione per ottenere una visione granulare delle stanze di coltivazione e delle zone specifiche all’interno di ogni camera. I sistemi di illuminazione LED per orticoltura ad alimentazione centralizzata sono dotati di funzionalità di monitoraggio energetico integrate, che consentono ai coltivatori di tracciare il consumo energetico per apparecchio senza hardware aggiuntivo. Questi sistemi spesso forniscono dati sul consumo energetico, l’intensità della luce e le ore operative tramite piattaforme basate su cloud o software locale.
Una volta stabilita una lettura di potenza di base, i coltivatori possono iniziare a sperimentare con l’oscuramento della luce (se i sistemi hanno questa capacità).
I coltivatori possono definire le impostazioni di intensità della luce e perfezionarle in base alle esigenze di ogni ceppo e alle condizioni ambientali nella stanza di coltivazione. Ciò garantisce che i coltivatori utilizzino solo la luce necessaria per ottimizzare la salute e la produttività delle piante senza sprecare energia.
Sagal spiega che non tutti gli apparecchi di illuminazione avranno la stessa classificazione di efficienza quando vengono oscurati.
Gli apparecchi con alimentazione centralizzata possono mantenere l’efficienza anche a livelli di uscita inferiori. Le unità di alimentazione centralizzate gestiscono l’elettricità per più apparecchi di illuminazione in tutta la struttura.
“Possono assumere un’alta tensione CA, essenzialmente 480 V, trifase, e quindi distribuire l’alimentazione CC convertita agli apparecchi con un’efficienza di conversione molto più elevata che è più elevata in tutta la gamma di oscuramento”, afferma Sagal.
Ottimizzare lo spettro luminoso per ogni fase di coltivazione può anche ridurre il consumo di energia, fornendo solo la luce necessaria in ogni fase di crescita. Ad esempio, la luce rossa e rosso-lontano richiede meno energia da produrre rispetto alla luce blu. Gli apparecchi non richiedono necessariamente capacità di spettro sintonizzabili. Piuttosto, i coltivatori hanno bisogno di “uno spettro davvero buono”, afferma Sagal. “Nella clonazione, avrai molto più blu, verde e bianco, ma molto poco rosso”.
Man mano che il raccolto matura, le luci dovrebbero aggiungere lentamente più spettro rosso, con luce rosso-lontano aggiunta più avanti nella fase di fioritura. “I nostri test dimostrano che uno spettro rosso-lontano fisso al rapporto corretto con il rosso intenso funziona estremamente bene, massimizzando cannabinoidi, rese e terpeni”, afferma Sagal. Recenti ricerche sul rosso-lontano stanno fornendo ancora più informazioni sui suoi benefici e su quando utilizzarlo nella fase di fioritura.
Oltre alle caratteristiche degli apparecchi a risparmio energetico, i coltivatori possono organizzare luci, sistemi HVAC e altre apparecchiature per evitare avviamenti simultanei che possono ridurre significativamente i costi di picco della domanda. Molti stati calcolano le tariffe energetiche in base alla domanda di picco su brevi periodi, rendendo essenziale distribuire le attività ad alta intensità energetica nell’arco della giornata.
Ciò può portare a notevoli risparmi sui costi, in particolare nelle regioni con tariffe elevate per la domanda di picco. “È possibile organizzare le luci e le stanze anche per minuti, in modo da non massimizzare mai una domanda di picco”, afferma Sagal.
Inoltre, molte aziende di servizi pubblici offrono incentivi tramite programmi di risposta alla domanda, in cui i coltivatori possono essere pagati (o ricevere un credito) per ridurre l’uso di energia durante le finestre di picco della domanda di rete, in genere quando gli utenti residenziali assorbono la maggior parte dell’energia dalla rete. Integrando i controlli dell’illuminazione con questi programmi, i coltivatori possono ridurre i costi energetici contribuendo al contempo alla stabilità della rete, rendendoli sia ecologici che economicamente esperti, un altro motivo per cui la registrazione dei dati è importante.
Per i coltivatori che notano una crescita irregolare nelle loro colture (ad esempio, dove i rami più bassi hanno significativamente meno infiorescenze), l’illuminazione sottochioma può essere una soluzione meno dispendiosa in termini di energia rispetto all’aumento dell’intensità della luce o all’aggiunta di più apparecchi sopraelevati.
“L’illuminazione intrachioma consente di ottenere una crescita più uniforme più in profondità nella chioma, con conseguenti gemme più grandi ai livelli inferiori”, afferma Sagal. Questo approccio può essere particolarmente utile nelle configurazioni di agricoltura verticale comuni nel settore della cannabis.
Irrigazione e fertirrigazione
Misurazione dell’acqua di deflusso.
La gestione dell’acqua e dei nutrienti sono altri input di coltivazione chiave che sono maturi con opportunità di miglioramento dell’efficienza sia all’inizio di una nuova costruzione sia quando cambiano le strategie di fertilità e irrigazione. La gestione dell’acqua potrebbe non essere una considerazione chiave per i coltivatori a seconda della loro posizione, ma poiché l’acqua diventa sempre più una merce rara, sempre più coltivatori dovranno trovare modi per soddisfare gli standard di efficienza idrica locali, statali e federali.
Similmente alla gestione dell’illuminazione, una migliore comprensione dell’utilizzo dell’acqua di una struttura è un buon primo passo per identificare le aree in cui l’acqua può essere ridotta, ricircolata e riciclata. Ad esempio, il monitoraggio del volume di deflusso (percolato) può ridurre gli sprechi. Jared Babik, responsabile vendite progetti nazionali presso Dramm, un’organizzazione membro RII, afferma: “Se si punta al 25% di deflusso, si potrebbe ridurlo al 15%, 10% o 5%? Ciò consente di risparmiare acqua e fertilizzanti e, in definitiva, denaro”.
Testare il deflusso per il contenuto di nutrienti può anche identificare opportunità per mettere a punto ricette di nutrienti per fornire solo gli elementi di cui la coltura ha bisogno quando ne ha bisogno. “Avere una comprensione di ciò che stai inserendo rispetto a ciò che la pianta sta usando … c’è una possibilità di risparmio in questo modo”, afferma Babik.
Mentre alcuni coltivatori artigianali sono bravi a fare affidamento sul loro intuito ed esperienza per determinare quanta irrigazione necessita una pianta specifica, le buone pratiche di irrigazione su larga scala si basano sulla comprensione delle esigenze idriche della pianta in base alle dimensioni del contenitore, al tipo di substrato e a fattori ambientali come i tassi di traspirazione. Babik ha conversazioni simili con coltivatori che passano da poche centinaia di piante a migliaia di piante. In definitiva, sono necessari automazione e controlli.
“La cosa più importante è che il coltivatore capisca come funziona la sua attrezzatura”, afferma Babik. “L’attrezzatura e i controlli utilizzati per fornire acqua alle piante dovrebbero essere considerati come un’estensione di ciò che il coltivatore era solito fare quotidianamente, ma su larga scala. È compito del coltivatore modificare ciò che il sistema fa automaticamente per massimizzare il potenziale della pianta”.
Un altro ostacolo che Babik vede i coltivatori incontrare è quando passano all’irrigazione a goccia mentre usano fertilizzanti organici. I fertilizzanti organici sono più difficili da integrare nei sistemi automatizzati a causa di problemi di solubilità e potenziale sporcamento delle attrezzature. I fertilizzanti organici possono essere usati, ma i coltivatori devono “capire come quegli ingredienti interagiscono con le attrezzature automatizzate”, dice Babik.
A questo proposito, la manutenzione delle linee di irrigazione è fondamentale per massimizzare l’efficienza della produzione delle colture. Gli emettitori intasati possono causare la mancanza di quantità adeguate di acqua in sezioni o persino intere file. Un colpevole comune è il biofilm.
“Il biofilm crescerà in ogni tubo nel tempo, anche con acqua di alta qualità”, afferma Babik. Il biofilm non solo sporca i sistemi meccanici, ma ospita anche agenti patogeni che possono essere dannosi per la salute delle piante, aumentando il rischio di epidemie o stress idrico in un’attività di coltivazione. Il lavaggio e la pulizia regolari delle linee sono necessari per prevenire l’accumulo di biofilm e prolungare la durata del sistema di irrigazione.
I coltivatori dovrebbero lavare regolarmente tubi grandi e medi, così come le linee laterali sui banchi, e assicurarsi che ogni parte del sistema venga pulita in più fasi. Babik afferma che è appropriato utilizzare additivi e agenti igienizzanti per rompere il biofilm, ma i coltivatori dovrebbero evitare di consentire ai detriti di entrare nei componenti più piccoli, come gli emettitori.
“Non puoi semplicemente inviare un detergente lungo la linea durante il lavaggio… devi pulire i tuoi tubi grandi, lavarli, pulire i tubi di medie dimensioni, lavarli e così via”, afferma. I sistemi di automazione possono essere programmati per lavare regolarmente le linee di irrigazione con acqua pulita o additivi per prevenire la stagnazione e la crescita del biofilm. I coltivatori possono programmare lavaggi giornalieri o settimanali per garantire che l’acqua sia pulita e pronta per il ciclo di irrigazione successivo.
“Puoi programmare un iniettore di fertilizzanti per interrompere l’alimentazione e inviare acqua pulita che potrebbe contenere qualche tipo di additivo in modo che si pulisca o rimanga ferma durante la notte”, afferma Babik. “Con controlli e elettrovalvole, puoi facilmente automatizzare la pulizia della linea senza danneggiare le radici della tua pianta.
“Ho visto un paio di coltivatori che hanno il loro sistema così magro che stanno lavando i loro tubi con acqua e gli ultimi cinque secondi sono attraverso il gocciolatore con acqua pulita. E poi la mattina dopo usano una valvola di scarico nella stanza di coltivazione per spurgare l’acqua pulita prima di alimentare le piante con solo un paio di millilitri di acqua pulita che va alla pianta”.
Un altro sistema idrico critico che molti coltivatori di cannabis usano è un sistema di osmosi inversa (RO).
Le unità RO spogliano l’acqua di tutti i suoi elementi, dando ai coltivatori una tela bianca su cui creare le loro ricette di nutrienti, ma possono anche essere ad alta intensità energetica e dispendiose, spesso con conseguenti perdite di acqua significative. Prima di investire in sistemi RO, i coltivatori dovrebbero effettuare test dell’acqua orticola per determinare la qualità dell’acqua e quindi chiedere se sono necessari per far crescere piante sane.
Infine, l’acqua di condensa HVAC può essere una potenziale fonte di riutilizzo. “Mentre l’acqua può essere pulita quando esce dalle unità, le tubazioni attraverso cui viaggia accumuleranno biofilm”, afferma Babik. Un sistema di infrastrutture idriche ben progettato può raccogliere, trattare e riutilizzare l’acqua di condensa. “È importante capire cosa è necessario per eliminare il carico biologico e rimuovere il 100% dei potenziali metalli pesanti nell’acqua”, afferma.
Man mano che la cannabis e il settore CEA più in generale si evolvono, innovazioni future come il monitoraggio dei nutrienti in tempo reale miglioreranno ulteriormente l’efficienza, ma le basi, buone pratiche di irrigazione e gestione intelligente dell’acqua, rimangono la chiave per il successo a lungo termine.
Robert Eddy, M.S., è un orticoltore specializzato in efficienza delle risorse presso il Resource Innovation Institute (RII).