Hydroponické pěstování léčebného konopí

Tomáš Janypka

Bachelor's thesis

Hydroponic Growth of Medicinal Cannabis

Abstract:

Průmyslová produkce léčebného konopí setého (Cannabis sativa L.) za poslední roky dosáhla nevídaného rozvoje a má potenciál dalšího růstu s uvolňující se legislativou. Konopí se ve světě pěstuje za léčebným i rekreačním využitím. V souvislosti s jeho pozitivním efektem na lidské zdraví se pěstuje i u nás v České republice. Pěstování i jeho produkty jsou předmětem výzkumů týkajících se jak optimalizace růstových podmínek konopí, tak jeho léčebného potenciálu a vlivu různých sekundárních metabolitů, kterými působí kanabinoidy a terpeny na lidskou psychiku a fyziologii. Kanabinoidy jsou účinnými látkami, které dokáží působit na naše tělo a mozek. Nejznámějším kanabinoidem je tetrahydrokanabinol (THC), které má psychoaktivní účinky. Tato práce se soustředila na samotnou produkci konopí a pěstební požadavky ve vnitřních podmínkách a hydroponii. Dnes se spekuluje o přínosu hydroponie a o jejích výhodách oproti běžnému způsobu pěstování v půdě. Častým argumentem pro hydroponii je její šetrnost k životnímu prostředí. V práci se tomuto tématu částečně věnuji, rozdělením hydroponických systémů na otevřené a uzavřené. Skupina uzavřených systémů má menší spotřebu vody a minerálních hnojiv, čímž by se dala označit za šetrnější variantu, nicméně v průmyslu, který podléhá volnému trhu je vysoký tlak na výnosnost produkce. Proto se v dnešní době hojně využívají otevřené pěstební systémy, které jsou jednoduché z konstrukčního hlediska a současně na obsluhu. Bohužel spotřebovávají znatelně více vody a hnojiv, které se plně nevyužité odvádí do odpadu. Dále se ve své práci věnuji indoor (vnitřnímu) pěstování a jeho specifikům. Hlavně se zaměřuji na důležité podmínky, které rostliny potřebují pro svůj růst a vývoj. Důležitým faktorem pěstování rostlin, kterému věnuji podstatnou část práce se týká umělého světelného záření a požadavkům rostlin na něj. Dalšími zmíněnými parametry, kterým jsem se věnoval byla vlhkost, koncentrace oxidu uhličitého, cirkulace vzduchu atd. V praktické části jsem měl za úkol srovnat výsledky experimentu, které se týkaly přírůstku biomasy a obsahu základních kanabinoidů, kterými jsou kyselina tetrahydrokanabinolová (THCA) a kanabidiol (CBD), ve dvou odlišných pěstebních cyklech. Cykly se od sebe lišily použitým systémem využití živného roztoku. V 1. cyklu se jednalo se o hydroponický uzavřený systém, který recykluje odpadní živný roztok a ve 2. cyklu o otevřený hydroponický systém, který rostlinám dodává vždy čerstvý živný roztok. Ukázalo se, že lepší vliv na přírůstek biomasy má systém 1. cyklu recyklující živný roztok a zároveň tento systém dosáhl vyššího obsahu kanabinoidu THCA v porovnání s 2. cyklem. Druhý cyklus měl horší výsledky v přírůstku biomasy a obsahu THCA, ale měl větší obsah kanabinoidu CBD napříč měřenými vzorky.

Abstract:

The industrial production of medicinal cannabis (Cannabis sativa L.) has achieved unprecedented development in recent years and has the potential for further growth as legislation is relaxed. Cannabis is cultivated worldwide for both medicinal and recreational use. Due to its positive effect on human health, it is also cultivated in the Czech Republic. Cultivation and its products are the subject of research into the optimisation of the growth conditions of cannabis, its therapeutic potential and the effect of the various secondary metabolites by which cannabinoids and terpenes act on the human psyche and physiology. Cannabinoids are potent substances that can act on our bodies and brains. The best known cannabinoid is THC, which has psychoactive effects. This work has focused on the actual production of cannabis and the growing requirements under indoor conditions and hydroponics. Today, there is speculation about the benefits of hydroponics and its advantages over conventional soil cultivation. A common argument for hydroponics is its environmental friendliness. In this thesis I partially address this topic by dividing hydroponic systems into open and closed systems. The closed systems group has a lower water and mineral fertiliser consumption, which would make it a more environmentally friendly option, however, in an industry that is subject to the free market there is high pressure on the profitability of production. For this reason, open cultivation systems, which are both simple in design and easy to operate, are nowadays widely used. Unfortunately, they consume considerably more water and fertiliser, which, if not fully used, is disposed of as waste. In my work I also focus on indoor growing and its specifics. I mainly focus on the important conditions that plants need for their growth and development. An important factor of plant cultivation to which I devote a significant part of my work concerns artificial light and the requirements of plants for it. Other parameters I mentioned were humidity, carbon dioxide concentration, air circulation, etc. In the practical part, I had to compare the results of the experiment, which concerned the biomass gain and the content of essential cannabinoids (THCA and CBD) in two different growing cycles. The cycles differed in the nutrient solution utilization system used. Cycle 1 was a hydroponic closed system that recycles the waste nutrient solution and cycle 2 was an open hydroponic system that always supplies fresh nutrient solution to the plants. The Cycle 1 system recycling the nutrient solution proved to have a better effect on biomass growth and also achieved a higher THCA cannabinoid content compared to Cycle 2. Cycle 2 had poorer results in biomass increment and THCA content, but had higher cannabinoid CBD content across the samples measured.

Keywords

lékařské konopí, hydroponie, technologie pěstování, indoor, klimatické podmínky

Keywords

hydroponics, medical cannabis, indoor, climatic conditions, growing technology

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Pavel Tlustoš, CSc. dr. h. c.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Horticulture