La recherche de méthodes pour optimiser la qualité et la puissance du cannabis a conduit les cultivateurs à explorer divers aspects de l'éclairage, le rayonnement ultraviolet étant l'un des plus débattus ces dernières années. Bien qu'invisible à l'œil humain, la lumière UV joue un rôle fondamental dans le développement des plantes et, potentiellement, dans la production des composés que nous apprécions tant dans le cannabis.
Qu'est-ce que la lumière ultraviolette ?
La lumière ultraviolette est un type de rayonnement électromagnétique qui se situe au-delà de l'extrémité violette du spectre visible, en dessous de 400 nanomètres. Le soleil émet de l'énergie sous forme de rayonnement qui comprend différentes longueurs d'onde, mais heureusement la couche d'ozone filtre une grande partie du rayonnement le plus nocif avant qu'il n'atteigne la surface de la Terre. Elle est classée en trois catégories principales selon sa longueur d'onde :
- UVA (315-400 nm) - Le rayonnement UVA représente environ 3% des photons de la lumière solaire qui traversent l'atmosphère et est le moins énergétique des trois.
- UVB (280-315 nm) - plus courte en longueur d'onde et donc plus énergétique, elle constitue moins de 0,15% de la lumière solaire qui atteint la surface de la Terre.
- UVC (180-280 nm) - est presque complètement absorbée par la couche d'ozone et n'atteint pas nos plantes dans des conditions naturelles, bien qu'elle puisse être utilisée à des fins de désinfection spécifiques dans des applications contrôlées.
Le mécanisme de défense des plantes contre les UV
Pour comprendre comment fonctionne la lumière UV dans le cannabis, il est essentiel de comprendre le concept de photomorphogenèse, qui est la capacité des plantes à répondre et à s'adapter à différentes longueurs d'onde lumineuses. Lorsque les plantes de cannabis sont exposées au rayonnement ultraviolet, elles activent un système complexe de réponse au stress abiotique. Cette réponse n'est pas aléatoire : dans la nature, les plantes qui poussent dans les zones de haute montagne ou à des latitudes proches de l'équateur reçoivent une irradiation UV plus élevée et ont développé des mécanismes de protection plus sophistiqués.
La principale façon dont le cannabis se défend contre le rayonnement UV est la production de trichomes, ces minuscules structures glandulaires qui recouvrent les fleurs et les feuilles de leur aspect cristallin caractéristique. Les trichomes capitulés pédonculés, les plus grands et les plus pertinents pour les cultivateurs, atteignent entre 50 et 100 microns de largeur et peuvent mesurer jusqu'à 300 microns de hauteur. À l'intérieur de ces structures, les cannabinoïdes, les terpènes et les flavonoïdes sont synthétisés et stockés, agissant comme un « écran solaire » naturel pour la plante.
Tout ce qui brille n'est pas forcément puissant. Seuls les trichomes glandulaires pédonculés (avec un "bâton") produisent du THC/CBD. Recherchez des têtes laiteuses et ambrées, pas seulement des paill
L'exposition à la lumière ultraviolette augmente-t-elle la production de cannabinoïdes ?
L'intérêt scientifique pour la relation entre la lumière UV et la production de cannabinoïdes a commencé il y a des décennies. L'étude pionnière de Lydon, Teramura et Coffman, publiée en 1987 dans la revue Photochemistry and Photobiology, a été la première à documenter que l'exposition au rayonnement UVB augmentait la concentration de delta-9-tétrahydrocannabinol (THC) dans les tissus floraux et foliaires des plantes de cannabis, bien que d'autres cannabinoïdes n'aient pas été affectés. Ce travail est devenu une référence classique et a généré la croyance répandue que la lumière UV pouvait augmenter la puissance du cannabis jusqu'à 28%.
Cependant, la science moderne a remis en question ces résultats. Une étude plus récente de Rodriguez-Morrison et ses collaborateurs, publiée dans Frontiers in Plant Science en 2021, n'a trouvé aucune augmentation significative de la concentration de cannabinoïdes équivalents de THC, CBD ou CBG dans les cultivars modernes exposés au rayonnement UVB. Les chercheurs ont observé que l'exposition aux UV provoquait de nombreuses réponses de stress morphologiques et physiologiques chez les plantes, mais sans se traduire par une augmentation commercialement pertinente des cannabinoïdes dans les inflorescences.
Pourquoi cette divergence ? L'explication la plus plausible réside dans l'évolution de la génétique du cannabis. Les variétés utilisées dans l'étude de Lydon de 1987 contenaient environ 3% de cannabinoïdes, tandis que les cultivars modernes de cannabis médicinal atteignent des concentrations supérieures à 15-20%. Comme le note une étude de Westmoreland publiée dans Frontiers in Plant Science en 2023, il est possible que les anciennes variétés aient eu un plus grand potentiel de régulation à la hausse des cannabinoïdes induite par le stress, tandis que les génotypes modernes fonctionnent déjà près de leur capacité maximale de production de THC.
Il semble que les génotypes modernes fonctionnent déjà près de leur capacité maximale de production de THC.
La lumière UVA face à l'UVB
Un aspect important souvent négligé est la différence entre les effets de la lumière UVA et UVB. La recherche de Magagnini, Grassi et Kotiranta, publiée dans Medical Cannabis and Cannabinoids en 2018, a démontré que l'irradiation de courte longueur d'onde, comme les rayons UVA et la lumière bleue, déclenche le système de réponse au stress de la plante. Un niveau modéré de stress peut entraîner une activité accrue des métabolites secondaires et, potentiellement, une plus grande accumulation de cannabinoïdes et de terpènes.
La lumière UVA a l'avantage d'être la plus sûre tant pour les plantes que pour les travailleurs. Elle n'endommage pas de manière significative l'ADN végétal et peut stimuler la production de métabolites secondaires sans causer les dommages photomorphogéniques graves que peut provoquer le rayonnement UVB. D'autre part, la lumière UVB est plus ionisante et, bien que certains cultivateurs rapportent de meilleurs résultats avec elle, elle comporte également de plus grands risques de dommages tant pour les plantes que pour les personnes qui travaillent dans la culture.
L'utilisation germicide de la lumière UVC
Bien que la lumière UVC ne soit pas adaptée pour stimuler la production de cannabinoïdes en raison de son énergie élevée, elle a des applications spécifiques dans la culture du cannabis. Le rayonnement UVC peut être utilisé comme outil de désinfection pour le contrôle des champignons, des bactéries et de certains parasites. Cette application, connue sous le nom d'irradiation germicide ultraviolette, est efficace pour purifier l'eau, l'air et les surfaces.
Cependant, il est essentiel que l'utilisation d'UVC soit réalisée avec une extrême prudence et jamais en présence de plantes ou de travailleurs, car elle peut causer des dommages graves aux tissus végétaux et humains. Son application doit être brève, contrôlée et réalisée par du personnel formé avec l'équipement de protection approprié.
Considérations de sécurité
La mise en œuvre d'un éclairage UV dans une culture de cannabis n'est pas une décision à prendre à la légère. L'exposition prolongée au rayonnement UVB peut causer des dommages à la peau et aux yeux des travailleurs, il est donc impératif d'utiliser des lunettes de protection spécifiques aux environnements de culture avec UV. Les lunettes de soleil conventionnelles peuvent ne pas offrir une protection suffisante contre l'intensité des lampes UV utilisées dans les cultures d'intérieur.
De plus, le rayonnement UV peut dégrader les matériaux plastiques et d'autres composants de la salle de culture, ce qui implique des coûts supplémentaires de maintenance et de remplacement. Il est recommandé de couvrir la peau lors d'expositions prolongées et de s'assurer que les minuteries et les systèmes de contrôle fonctionnent correctement pour éviter les expositions accidentelles.
Sources
- Lydon, J., Teramura, A. H., & Coffman, C. B. (1987). UV-B radiation effects on photosynthesis, growth and cannabinoid production of two Cannabis sativa chemotypes. Photochemistry and Photobiology, 46(2), 201-206.
- Rodriguez-Morrison, V., Llewellyn, D., & Zheng, Y. (2021). Cannabis inflorescence yield and cannabinoid concentration are not increased with exposure to short-wavelength ultraviolet-B radiation. Frontiers in Plant Science, 12, 725078.
- Llewellyn, D., Golem, S., Jones, A. M. P., & Zheng, Y. (2022). Indoor-grown cannabis yield increased proportionally with light intensity, but ultraviolet radiation did not affect yield or cannabinoid content. Frontiers in Plant Science, 13, 974018.
- Westmoreland, F. M., Bugbee, B., & Doe, M. (2023). Elevated UV photon fluxes minimally affected cannabinoid concentration in a high-CBD cultivar. Frontiers in Plant Science, 14, 1220585.
- Magagnini, G., Grassi, G., & Kotiranta, S. (2018). The effect of light spectrum on the morphology and cannabinoid content of Cannabis sativa L. Medical Cannabis and Cannabinoids, 1(1), 19-27.
- Kim, K., Kook, H. S., Jang, Y. J., Lee, W. H., Kamala-Kannan, S., Chae, J. C., & Lee, K. J. (2013). The effect of blue-light-emitting diodes on antioxidant properties and resistance to Botrytis cinerea in tomato. Journal of Plant Pathology & Microbiology, 4(9).
- Pate, D. W. (1983). Possible role of ultraviolet radiation in evolution of Cannabis chemotypes. Economic Botany, 37(4), 396-405.
- Hazekamp, A., Tejkalová, K., & Papadimitriou, S. (2005). Cannabis: from cultivar to chemovar II - a metabolomics approach to cannabis classification. Cannabis and Cannabinoid Research, 1(1), 202-215.