Respuesta del Cannabis Medicinal al Suministro de Nitrógeno


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Autor: Equipo Editorial INTAGRI

La industria del cannabis (Cannabis sativa L.) está teniendo una rápida evolución alrededor del mundo, sobre todo en los mercados medicinales y recreativos. No obstante, la información técnica de su cultivo es bastante restringida debido a su estado legal en muchas partes del mundo, a pesar de que su uso ha sido difundido y aceptado ya en la parte medicinal, industrial e incluso recreativa e algunos casos. El entendimiento de la biología y fisiología de la planta es indispensable para apoyar el desarrollo de esquemas de cultivo modernos.

Plantas de cannabis en campo

Desarrollo del cannabis medicinal

La planta de cannabis medicinal tienen dos principales fases en su desarrollo: la fase vegetativa, bajo un fotoperiodo largo y la fase reproductiva, bajo un fotoperiodo corto. Durante el fotoperiodo largo el tallo principal de la planta de cannabis se ramifica de forma monopoidal, que producen ramas laterales; las cuales a su vez producen ramas de segundo y tercer orden. Al momento de pasar de un fotoperiodo largo a uno corto las yemas apicales y laterales del tallo principal y ramas laterales desarrollan inflorescencias, que son la base del rendimiento comercial del cannabis medicinal.  Por lo tanto, la arquitectura de la planta que se logra en la fase vegetativa afecta su potencial reproductivo y de rendimiento cuando hay un fotoperiodo corto.

El nitrógeno en el desarrollo del cannabis

La nutrición mineral es uno de los principales factores que afectan el desarrollo vegetativo de la planta de cannabis. El nitrógeno es uno de los nutrimentos más abundantes dentro de las plantas por ser componente de muchas moléculas (proteínas, clorofila, ácidos nucleicos, entre otros) relacionadas al metabolismo y fisiología de las plantas; por lo tanto, es uno de los factores principales que regulan el desarrollo, arquitectura y producción de la planta.

Aunque existen muchos estudios del efecto del nitrógeno en C. sativa, la mayoría se relacionan con el cáñamo (variedad no-psicotrópica del cannabis) que se cultiva para fibra o producción de semilla. La mayoría de los estudios realizados mencionan que para un crecimiento adecuado para fibra es de entre 60 a 150 kg de nitrógeno por hectárea y niveles por encima incrementan rendimiento pero afectan la resistencia de la fibra. Por otro lado, se ha reportado que niveles de 120 hasta 240 kg de nitrógeno por hectárea favorecen mayor biomasa, rendimiento en semilla, contenido de proteínas, crecimiento de la planta y tamaño de la inflorescencia. No obstante, resultados contradictorios se han informado cuando se habla del metabolismo secundario de la planta, donde altos niveles de nitrógeno afectan el contenido del ingrediente psicoactivo (THC). Debe destacarse que el cáñamo ha sido domesticado y mejorado para la producción de fibra, por lo que derivar una respuesta de fertilización con nitrógeno para el cannabis medicinal no es recomendable.

Existe poca información acerca de la nutrición en general y en específico para nitrógeno en cannabis medicinal. Sin embargo, algunos estudios han permitido tener algunos acercamientos a las posibles interacciones del crecimiento de la planta y el metabolismo secundario con el suministro de nutrimentos. En estos estudios han reportado variabilidad en el contenido de cannabinoides (incluyendo THC y CBD) al aplicar distintas dosis de nutrimentos; además de encontrar que hay variabilidad en las respuestas dentro de los genotipos. Recientemente Saloner y Bernstein (2020) evaluaron distintas dosis de nitrógeno (30, 80, 160, 240 y 320 ppm de N) en cannabis medicinal bajo un fotoperiodo largo (18 horas luz/6 horas oscuridad) de 32 días obteniendo los siguientes resultados:

Características visuales de la planta. En las concentraciones más bajas (30 y 80 ppm de N) se encontraron los síntomas típicos de deficiencia de nitrógeno. El crecimiento de la planta, desarrollo y coloración fue adecuado en las dosis de 160 a 240 ppm de nitrógeno, con un desarrollo restringido en la raíz en la concentración de 240 ppm de nitrógeno. La concentración de 320 ppm de nitrógeno presento síntomas de exceso al tener una planta más pequeña y con un color verde oscuro.

Crecimiento y desarrollo de la planta. Concentraciones de 30 y 80 ppm de nitrógeno son insuficientes para sostener el crecimiento de la parte aérea y raíz de la planta. Las dosis por arriba de 160 ppm de N restringen el crecimiento y la acumulación de biomasa. El crecimiento y desarrollo adecuado de la planta se encontró a la concentración de 160 ppm de nitrógeno.

Concentración de macronutrimentos. El fósforo presentó una adecuada acumulación en la raíz a 160 ppm de nitrógeno y la acumulación del fósforo en la parte aérea no fue influida significativamente.  En cuanto a la acumulación de potasio, se tuvieron los mejores resultados también a 160 ppm de nitrógeno, sobre todo en raíces y tallo, pues en las hojas no hubo una diferencia significativa. Respecto al calcio y magnesio, la acumulación máxima en raíces se observó con 160 ppm de nitrógeno. En hoja la máxima acumulación de magnesio se vio en 160 ppm de nitrógeno, mientras que en calcio esta sucedió con una concentración de 30 ppm de nitrógeno. 

Respuesta del cannabis a diferentes dosis de nitrógeno

Concentración de micronutrimentos. La concentración de zinc en las raíces se vio favorecida con niveles bajos de nitrógeno (hasta 80 ppm de nitrógeno), mientras que su concentración en hojas y tallos fue más baja y no se ven afectadas por el suministro de nitrógeno. La acumulación de manganeso en raíces se favoreció con concentraciones altas de nitrógeno (160 a 320 ppm de nitrógeno); sin embargo, su concentración disminuyo en tallo y hojas al incrementar la concentración de nitrógeno. La concentración de Fe en las hojas fue mayor con 160 ppm de nitrógeno, mientras que en el tallo fue a 80 ppm de nitrógeno; no obstante, en las raíces el aumento adicional después de 160 ppm de nitrógeno no afectó significativamente la concentración de Fe. La concentración de Cu en los órganos de la planta fue menor que la de todos los demás micronutrimentos estudiados y no se vio afectada significativamente por los tratamientos con nitrógeno.

Intercambio gaseoso y fotosíntesis.  La tasa de fotosíntesis demostró un óptimo con un suministro de 160 ppm de nitrógeno. La tasa de transpiración, la conductancia estomática y la concentración intercelular de CO2 mantienen un comportamiento de respuesta similar, con una estabilidad entre los 30 a 160 ppm de nitrógeno y que disminuye con el aumento de nitrógeno por encima de las 160 ppm de nitrógeno.

Relaciones hídricas y contenido de pigmentos. El contenido relativo de agua en la planta se ve incrementado en un 15% al pasar de 30 a 160 ppm de nitrógeno, pero se ve reducido en un 5% al pasar de 160 a 320 ppm de nitrógeno. El potencial osmótico de la hoja, así como la eficiencia intrínseca del uso del agua, aumentó con el incremento en el suministro de N. La permeabilidad de la membrana fue menor a 160 ppm de nitrógeno en comparación con las demás concentraciones de nitrógeno analizadas. Las concentraciones de los tres pigmentos fotosintéticos analizados, clorofila a, clorofila b y carotenoides aumentaron significativamente con la elevación del suministro de nitrógeno.

Soluciones de riego y lixiviados. Las diferencias entre las concentraciones de nutrientes en la solución de riego y el lixiviado pueden apuntar al requerimiento y absorción de la planta. A concentraciones bajas (30 y 80 ppm de nitrógeno) se encontró que la concentración de nitrógeno en el lixiviado disminuye respecto a la solución de riego, lo que demuestra que el nitrógeno se absorbió a tasas más altas que el agua. Por otra parte, concentraciones elevadas (160 a 320 ppm de nitrógeno) mostraron mayor concentración de nitrógeno en los lixiviados que en la solución de riego. Aunque se demostró que la absorción de nitrógeno aumentó en todo el rango de concentraciones analizadas, con niveles de suministro superiores a 160 ppm de nitrógeno, la planta recibió más nitrógeno del que puede consumir. La conductividad eléctrica de las distintas soluciones de riego, según la concentración de nitrógeno (30, 80, 160, 240 y 320 ppm), fueron de 1.6, 1.7, 2.0, 2.5 y 2.7 dS/m.

En resumen, se encontró un retraso en el crecimiento de la planta de cannabis medicinal a concentraciones bajas de nitrógeno (30 y 80 ppm de nitrógeno) debido en gran medida a una baja biosíntesis de pigmentos y fijación de carbono, así como al deterioro en las relaciones hídricas de las plantas. El exceso de absorción de nitrógeno por encima de las 160 ppm de nitrógeno retrasó el crecimiento por una toxicidad específica de iones o una restricción inducida indirectamente de la fijación de carbono. Se concluye entonces que la función morfo-fisiológica del cultivo del cannabis medicinal bajo un fotoperiodo largo es óptima a 160 ppm de nitrógeno. Esta información contribuye a comprender un poco más sobre la fisiología del cannabis medicinal y su nutrición mineral, además de que permite orientar los requerimientos óptimos de fertirrigación para mejorar la producción. Si deseas aprender más sobre los sistemas de producción del cultivo y su nutrición participa en el “Curso Avanzado del Cultivo de Cannabis”. Mayores informes e inscripciones escriba aquí.

Cita correcta de este artículo 

INTAGRI. 2021. Respuesta del Cannabis Medicinal al Suministro de Nitrógeno. Serie Nutrición Vegetal, Núm. 144. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.

Literatura consultada

Saloner, A.; Bernstein, N. 2020. Response of Medical Cannabis (Cannabis sativa L.) to Nitrogen Supply Under Long Photoperiod. Front. Plant Sci. 11:572293. doi: 10.3389/fpls.2020.572293

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