Optimale Stickstoffversorgung
Einleitung
Lange Zeit war das gängige Theorem in der Cannabiszucht das hohe Kaliumgaben die Qualität und Ertragsleistung von Cannabis positiv beeinflussen. Kalium erhöht den osmotischen Druck in Pflanzen was dazu führt das Pflanzen mehr Wasser einlagern, was bei fruchttragenden Pflanzen zu deutlich schwereren Früchten führt. Bei der Optimierung von Cannabis jedoch hat nicht etwa Kalium einen entscheidenden Einfluss auf realisierbare Ertragsleistungen, sondern Stickstoff.
Gleichzeitig reagieren die Sekundärmetaboliten von Cannabispflanzen sehr sensibel auf verschiedene Stickstoffgaben, wodurch die Höhe der verabreichten Stickstoffgaben nicht nur entscheidend für spezifische Ertragsleistungen ist, sondern auch maßgeblich die Menge und Art der produzierten Cannabinoide und Terpene beeinflusst.
Aus diesem Grund ist eine gezielte Auseinandersetzung mit der Frage der optimalen Stickstoffversorgung ein absolut zentrales Anliegen das jedem Züchter bekannt sein sollte.
Einfluss auf die Ertragsleistung
Erstaunlicherweise zeigen Cannabispflanzen in der Blütenphase eine sehr hohe Stickstofftoleranz, wodurch gaben bis zu 300 mg/l ohne toxische Anzeichen realisierbar sind. Ab einer Stickstoffversorgung die höher ist als ca. 160 mg/l, sind jedoch bei den meisten Genotypen rückläufige Ertragsleistungen zu beobachten. Aus einer ertragsoptimierten Perspektive sollte deshalb ein Nährstoffregime eingeführt werden das eine Versorgung von rund 160mg/l Stickstoff gewährleistet.
Abbildung 1, eigene Darstellung: Erwartete Ertragsleistung in Abhängigkeit der N-Versorgung. Es ist zu beachten das sich die angegeben Werte auf konstante N-Gaben über die gesamte Kulturzeit beziehen.
Einfluss auf Cannabinoid-Produktion
Die höhe der Stickstoffgaben hat nicht nur einen signifikanten Einfluss auf die Ertragsleistungen von Cannabiskulturen, sondern auch wesentlich auf die Produktivität hinsichtlich Cannabinoiden.
Abbildung 2, eigene Darstellung: Die Konzentration von säurehaltigen (carboxylierten) Cannabinoiden, einschließlich THCA, CBDA, THCVA und CBCA, nimmt in den Blütenständen mit zunehmender N-Versorgung deutlich ab (Konzentrationen skaliert auf 100%).
Abbildung 3, eigene Darstellung: Die Konzentration aller nicht-sauren (decarboxylierten) Formen von Cannabinoiden, einschließlich THC, CBD und CBN, sowie CBGA weisen mit zunehmender N-Versorgung bis ca. 160 mg/l steigende Werte auf (Konzentrationen auf 100% skaliert).
Wie dem Sachverhalt zu de- sowie carboxylierten Cannabinoiden zu entnehmen ist, sind Versuche beide Gruppen von Cannabinoiden zu maximieren nicht möglich. Während der Gehalt an decarboxylierten Cannabinoiden mit steigender Sticksstoffversorgung bis zu einem Wert von ca. 160mg/l zunimmt, sinkt die Konzentration an carboxylierten Säuren durchgehend.
Beabsichtigt ein Züchter jedoch die Gesamtkonzentration an Cannabinoiden zu maximieren, sollte eine Stickstoffversorgung von ca. 160mg/l angestrebt werden. Anpassungen zugunsten spezifischer Cannabinoide können je nach Präferenz des Züchters individuell angestrebt werden.
Einfluss auf Terpenenproduktion
Die Konzentrationen der meisten der im Pflanzenmaterial identifizierten Terpene wird durch die N-Versorgung signifikant beeinflusst, wobei zwischen verschiedenen Gruppen von Terpenen Variationen auftreten.
Bei den Monoterpenen werden drei Haupttendenzen festgestellt:
- die Konzentrationen von α-Pinen und β-Pinen sinken mit abnehmender N-Versorgung
- Myrcen und ipsdienol-Konzentrationen reagieren nicht auf unterschiedliche N-Versorgungen
- Die Konzentrationen der meisten Monoterpene, einschließlich δ-2-Caren, Linalool, Fenchol, (E)-β-Cimene, Borneol, Terpinen-4-ol und α-Terpineol nehmen mit zunehmender N-Versorgung ab.
Die Konzentration der Sesquiterpene variiert ebenfalls zwischen Verschiedenen N-Gaben:
- (E)-α-Bergamotin, 5- Epi-7-epi-α-Eudesmol und β-Selinen Konzentrationen sind bei tiefen Gaben von 30mg/l am höchsten, verändern sich mit zunehmender N-Gabe jedoch nur noch geringfügig
- α-Bulnesen und α-Guaien, Selina-3,7(11)-dien, α+β-Eudesmol, 10- epi-γ-Eudesmol, Eremoligenol, γ-Eudesmol, Guaiol und α-Huminen, sind rückläufig mit zunehmender N-Gabe.
Hinsichtlich der Optimierung der Terpenenkonzentration kann zusammenfassend festgehalten werden das diese mit abnehmender N-Versorgung signifikant ansteigt.
Das Dilemma der optimalen N-Versorgung
Wie aufgezeigt wurde, stellte die Stickstoffversorgung den ambitionierten Züchter vor Herausforderungen. Bestmögliche Ertragsleistungen sowie eine höchstmögliche Qualität – gemessen and Cannabinoid-Gehalten und Terpenen – sind unter dem Aspekt optimaler Stickstoffversorgung nicht vereinbar.
Ein Ansatz um dieses Dilemma zu umgehen ist es die Ernte grundsätzlich nicht in qualitative und quantitative Aspekte differenziert voneinander getrennt zu denken. Wenn nämlich die Qualitätsmerkmale wie Cannabinoid-Gehalte und Terpene mit dem Ertrag multipliziert und dadurch quantifiziert werden, ergibt sich ein anderes Bild. Dann ist das entscheidende Kriterium hinsichtlich der Beurteilung der Ernteleistung die Menge an geernteten Wirkstoffen. Und so wird es auch möglich das Dilemma der optimalen Stickstoffversorgung zu umgehen da nun ein einziger Wert maximiert werden muss.
Optimum für maximale Wirkstoffkonzentration
Die optimale Stickstoffversorgung zur Erreichung hoher qualitativer Merkmale sowie hohen Ertragsleistungen liegt bei ca. 160 mg/l. Diese Werte beziehen sich auf Empfehlungen für erdlose Systemen. Bei der Cannabiszucht in Topferden wird eine Reduktion der empfohlenen Stickstoffversorgung von rund 25% empfohlen. Diese Werte sind bereits in den Düngeschemas von Canusol berücksichtigt.
Bei dieser Verabreichungsmenge sind optimierte Erträge zu erwarten, ohne das der Gehalt an Cannabinoiden und Terpenen zu stark beeinträchtigt wird. Somit kann argumentiert werden das bei dieser Stickstoffversorgung die Menge an produzierten Wirkstoffen am höchsten ist.
Es sollte an dieser Stelle jedoch angemerkt werden das sowohl Ertragsleistungen wie auch Qualität von unzähligen anderen Determinanten abhängt und somit die optimale Stickstoffversorgung nur einer von vielen Punkten ist der einen entscheidenden Einfluss auf die beiden hat. Auch wenn bei dieser Verabreichungsmenge qualitative Merkmale nicht maximiert sind, können unter diesem Nährstoffregime äußerst hochwertige Blüten produziert werden.
Optimale Versorgung für maximale Qualität
Wer sich trotzdem entscheidet Ertragseinbussen in Kauf zu nehmen um die Qualität seiner zukünftigen Ernte zu maximieren sollte frühzeitig mit einer Reduktion der Stickstoffversorgung beginnen. Das herkömmliche „Flushen“ von rund einer Woche reicht nicht aus um signifikante Veränderungen in den Nährstoffgehalten in Cannabispflanzen zu bewirken. Insbesondere nicht wenn die Pflanzen in Topferden kultiviert werden.
Canusol empfiehlt deshalb den üblichen Empfehlungen der Düngeschemas von Canusol zu folgen, jedoch schon ca. ab der 4.-5. Blütenwoche Early Flower durch Late Flower zu ersetzen. Zudem kann die Dossierung individuell, je nach Bedürfnis der Kultur, reduziert werden. Dadurch sind deutlich gesteigerte Werte an Cannabinoiden- und Terpenen auf Kosten der Ertragsleistung zu erwarten.
Quellen
Saloner, A., & Bernstein, N. (2020). Response of Medical Cannabis (Cannabis sativa L.) to Nitrogen Supply Under Long Photoperiod. Frontiers in Plant Science, 11. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.572293
Saloner, A., & Bernstein, N. (2021). Nitrogen supply affects cannabinoid and terpenoid profile in medical cannabis (Cannabis sativa L.). https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113516
Saloner, A., & Bernstein, N. (2021). Effect of Potassium (K) Supply on Cannabinoids, Terpenoids and Plant Function in Medical Cannabis. Agronomy 2022, 12, 1242. https://doi.org/10.3390/agronomy12051242