Influenza della pratica di potatura sulla crescita e sullo sviluppo della canapa industriale (Cannabis Sativa L.) nel sud della California

A cura di Arianna Bozzolo, Ph.D.¹ e Nathanael Gonzales-Siemens²

¹ Direttore, Rodale Institute Centro biologico della California
² Direttore dell'azienda agricola, Rodale Institute Centro biologico della California

Introduzione

È noto che la produzione di biomassa nella pianta di canapa varia a seconda della natura della crescita varietale e delle condizioni nutrizionali e ambientali. A questo proposito, la rimozione della gemma terminale dello stelo principale (cimatura) è considerata un importante aggiustamento per la geometria della pianta. Sono stati raccolti dati considerevoli sugli effetti della rimozione della struttura del frutto sulla crescita e sulla resa di diverse piante annuali. Kennedy (1991) ha indicato che la rimozione prolungata delle strutture fruttifere (cioè i boccioli dei fiori) ha aumentato le dimensioni della pianta del cotone, l'altezza della pianta, il numero di rami simpodiali e l'allegagione. Ahmed e Abdel-Al (1990) hanno deflorato piante di cotone, che hanno mostrato una risposta positiva per l'altezza della pianta, il numero di inter-nodi e il peso delle capsule. Studi hanno dimostrato che la copertura del tabacco ha influenzato in modo significativo la crescita e lo sviluppo della pianta, inclusa la crescita delle radici (Qi YC et al., 2012) e la qualità delle foglie (Weeks et al., 1986). Inoltre, la copertura altera molti processi biologici come il metabolismo del carbonio e dell'azoto, la fotosintesi e il metabolismo secondario (Guo HX, 2011). La copertura della canapa industriale può aumentare la biomassa vegetale totale e la produzione di boccioli di fiori, portando a maggiori livelli di composti cannabinoidi estraibili (Bòcsa et al., 1998) e, infine, migliorandone il valore come medicinale. Sebbene la cimatura sia stata utilizzata come pratica culturale su una varietà di colture, non sono disponibili prove sufficienti per determinare il modo in cui la potatura influisce sul fenotipo della pianta di canapa e sul carico del raccolto. Pertanto, in questo studio abbiamo studiato gli effetti del topping sulla crescita della canapa industriale e sulla produzione di biomassa presso il Rodale Institute Centro biologico della California a Camarillo, CA.

Studio sul campo

Materiali e Metodi

Una prova è stata condotta su un terreno argilloso limoso di Pacheco presso il Rodale Institute California Organic Center situato presso la McGrath Family Farm a Camarillo, CA, per determinare l'effetto della cimatura su tre varietà di canapa industriale per la produzione di CBD. Il suolo è stato dismato e fertilizzato con 7.5-5-7.5 NPK a 833 libbre / acro. Il 26^th di giugno, sono state formate aiuole ed è stata stesa la pacciamatura di plastica nera insieme all'irrigazione a goccia. A partire dalla metà di luglio, le piante sono state fertilizzate una volta alla settimana con un fertilizzante 10-0-0 (Ferticell® Explorer) a 2 lbs / gal e un fertilizzante 2-20-2 (Ferticell® Active ™ NPK) a 2.8 lbs / gal fino al 15 agosto^th. Le ultime tre applicazioni di fertilizzanti includevano un fertilizzante a base di micronutrienti 1-0-0 (Microelements ™ 1-0-0 Ferticell®) a 1 pinta / acro. Tutti gli emendamenti sulla fertilità sono stati approvati per l'uso in sistemi biologici certificati USDA. Il 10 luglio^th, le piantine fornite dalla Ventura Seed Company sono state trapiantate in un disegno a parcella divisa con la pratica della cimatura come trattamento principale e le varietà come fattore secondario con quattro repliche. Le piante sono state trapiantate a una distanza di 4 piedi per 7 piedi, 1556 piante per acro. All'inizio di agosto, le piante maschili venivano tagliate, messe in sacchetti di plastica e rimosse dal campo.

La raccolta dei dati sulla crescita delle piante è iniziata due settimane dopo il trapianto ed è stata ripetuta a intervalli di 15 giorni registrando le caratteristiche morfologiche, come l'altezza della pianta e il numero di nodi. La pratica del topping è stata eseguita durante la prima settimana di agosto, rimuovendo il nodo apicale del germoglio principale (Foto 1).

Le piante sono state raccolte in base alla valutazione visiva della maturità dell'infiorescenza il 25 settembre^thOttobre 17^th e novembre 3^rd rispettivamente per le varietà First Frost, Grape Soda e Cherry Soda. Le piante sono state campionate in modo distruttivo e al momento del raccolto sono stati misurati i pesi a secco totali della biomassa sopra e sotto terra. Tutti i dati sono stati analizzati utilizzando Co-Stat Statistical Software (versione 6.201; CoHort Software) con separazione dei mezzi eseguita utilizzando il test Student-Newman-Keuls.

Risultati

Quando i dati sono stati analizzati confrontando le medie per varietà per tutti i trattamenti, Grape Soda ha mostrato il maggior numero di nodi rispetto alle altre due varietà per la durata dell'esperimento. Cherry Soda ha aumentato il numero di nodi durante la seconda parte della stagione, raggiungendo valori simili registrati per Grape Soda. La varietà First Frost ha mostrato un numero basso di nodi rispetto alle altre due varietà per tutte le date di campionamento (Fig. 1a). L'altezza della pianta varia in base alla varietà. Alla prima data di campionamento, le due varietà di Soda avevano altezze simili. Successivamente, Grape Soda ha mostrato un'altezza della pianta maggiore rispetto alle altre due ed è rimasta più alta fino alla raccolta. Dopo la prima data di campionamento, quando Cherry Soda e Grape Soda non hanno mostrato alcuna differenza di altezza, l'altezza della pianta di Cherry Soda era significativamente inferiore sia a Grape Soda che a First Frost, fino al 17 agosto^th campionamento quando Cherry Soda ha espresso un fenotipo intermedio tra Grape Soda e First Frost e lo ha mantenuto fino alla raccolta.

First Frost ha mostrato le altezze maggiori rispetto a Grape Soda e Cherry Soda durante la prima data di campionamento; in seguito, le piante di First Frost avevano altezze maggiori rispetto a Cherry Soda, ma simili a Grape Soda fino a metà agosto. La crescita è rallentata durante la seconda parte della stagione, terminando alla raccolta con piante più corte rispetto alle altre varietà (Fig.1b).

Quando i dati sono stati analizzati per varietà e trattamento, la cimatura ha ridotto l'altezza complessiva della pianta in First Frost e Cherry Soda durante alcune date di campionamento, ma non ha avuto alcun impatto sull'altezza di Grape Soda in qualsiasi momento.

L'effetto di copertura sul numero di nodi differiva per varietà e data di campionamento. Il riempimento della varietà Grape Soda ha ridotto il numero di nodi nelle piante trattate durante le due date di campionamento dopo la potatura, ma non sono state mostrate differenze al momento della raccolta.

In Cherry Soda, il topping ha ridotto il numero di nodi nelle piante trattate durante una data di campionamento dopo la potatura e non sono state riscontrate differenze dopo. L'impatto del rabbocco sull'altezza di Cherry Soda era rilevabile alla data di campionamento prima del raccolto ma non al momento della raccolta.

Il numero di nodi di First Frost non differiva in nessun momento. Il recupero delle piante dopo la potatura ha richiesto più tempo rispetto alle varietà di Soda: differenze significative tra i trattamenti sono state evidenziate durante le due date di campionamento dopo il taglio della cimatura.

Alla raccolta, Cherry Soda e Grape Soda, potate o non potate, hanno prodotto una biomassa fuori terra e totale più elevata rispetto a First Frost. La produzione di biomassa delle piante in cima all'uva e alla ciliegia al momento del raccolto era maggiore di quella delle piante di controllo senza cima. Non sono state notate differenze tra i trattamenti per la biomassa sotterranea.

La produzione di biomassa delle piante in superficie First Frost non differiva dalle piante di controllo, ma la produzione di massa delle radici era maggiore nelle piante in cima. Tuttavia, la produzione totale di biomassa non differiva tra i trattamenti (Fig. 3).

Discussione e conclusione

I tagli di potatura che rimuovono le punte in crescita scollegano i percorsi delle citochinine auxine nelle piante. La rimozione della punta del germoglio rilascia punti di crescita dormienti, come gemme laterali ed epicormiche. Questa nuova crescita richiede risorse per sopravvivere. La nuova espansione della crescita è spesso a scapito dell'apparato radicale e della salute generale della pianta, poiché l'allocazione delle risorse cambia drasticamente. La capacità di una pianta di superare lo stress di un taglio è rivelata dalla rapidità con cui la pianta guarisce e ristabilisce la crescita, ed è spiegata in questo esperimento da differenze o somiglianze in altezza tra piante potate e non potate durante le date di campionamento successive al evento di potatura. In questa ricerca, la cimatura non ha diminuito l'altezza delle piante e il numero di nodi alla raccolta per tutte le varietà.

In questo studio qui presentato, sono state riportate la crescita e la produzione di tre varietà di canapa industriale dopo la pratica della potatura. È stato dimostrato che la cimatura, una forma di potatura che rimuove il meristema apicale per promuovere la ramificazione laterale, ha influenzato positivamente la produzione di canapa, aumentando la biomassa fuori terra delle piante delle varietà Grape Soda e Cherry Soda. L'incremento percentuale della produzione fuori terra e totale di biomasse è stato pari al 34.9% nelle piante sommerse con una produzione per ettaro di 1.75 tonnellate, contro 1.12 tonnellate delle piante non potate. Quindi, secondo i risultati preliminari qui esposti, si può raccomandare di incorporare questa procedura di gestione della chioma nelle pratiche di coltivazione della canapa per la produzione di Grape Soda e Cherry Soda. Il peso delle piante fuori terra della varietà First Frost con la cima e senza la cima non differiva; pertanto, una pratica di cimatura su questa varietà non è attualmente consigliata.

In questo esperimento, la cimatura è stata eseguita una sola volta, prima della fioritura. Tuttavia, è necessario studiare gli effetti delle date di cimatura anticipate e la frequenza del taglio, così come gli effetti della cimatura sulle concentrazioni di cannabinoidi nella foglia, che alla fine determinano il valore economico del raccolto. Ulteriori analisi considereranno la produzione di cannabinoidi, il profilo dei cannabinoidi, il valore economico e i costi di manodopera associati alla copertura.