Tại sao cây trồng bằng ánh sáng nhân tạo có năng suất kinh tế cao
Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo là gì?Ánh sáng nhân tạo cho cây trồng tên tiếng Anh là Artificial light. Nói một cách dễ hiểu, ánh sáng nhân tạo dùng trong nông nghiệp được mô phỏng gần giống ánh sáng mặt trời. Tích hợp với dải quang phổ trải dài từ đỏ đến xanh. Nếu trước đây nguồn sáng chủ yếu nhất ảnh hưởng đến sự phát triển của cây là mặt trời. Thì bắt đầu từ thế kỷ 19, các nhà khoa học đã nghiên cứu thử nghiệm và cho biết ánh sáng nhân tạo cũng rất tốt cho sự phát triển của cây trồng. Show
Với tốc độ đô thị hóa ngày càng tăng cao, diện tích đất nông nghiệp dường như phải nhường chỗ cho những tòa cao ốc, chung cư,… Điều này dẫn đến sự phát triển của những mô hình trồng cây trong nhà. Tuy nhiên đi kèm theo đó là điều kiện chiếu sáng tự nhiên kém, khiến cây chậm phát triển. Trồng cây bằng ánh sáng nhân tạo sẽ giúp cây tích nước, quang hợp và sinh trưởng tốt hơn kể cả trong điều kiện thiếu sáng. Ngoài ra mô hình trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo còn hạn chế tình trạng cháy cây, sâu bệnh và các loại nấm gây hại. Ưu điểm khi trồng cây dưới ánh sáng nhân tạoHiện nay, nguồn ánh sáng nhân tạo cho cây trồng chủ yếu đến từ đèn LED nông nghiệp. Sử dụng đèn LED có rất nhiều ưu điểm tối ưu hơn so với sử dụng đèn chiếu sáng thông thường.
Nhiệt độ là một nhân tố quan trọng trong quá trình phát triển của cây trồng. Đèn LED có mức phát thải nhiệt thấp hơn đèn thông thường. Ta có thể sử dụng đèn LED trồng cây mà không lo cây bị cháy lá.
Các loại đèn LED tiết kiệm từ 60 – 80% điện năng so với các bóng đèn thông thường. Ngoài ra đèn LED không phát tán nhiệt quá cao, ta không cần trang bị hệ thống làm mát. Từ đó tiết kiệm tối đa chi phí.
Cây trồng bằng ánh sáng nhân tạo phát triển nhanh hơn sử dụng đèn thông thường từ 2 – 3 lần. Giúp chúng ta tiết kiệm được rất nhiều thời gian trồng trọt.
Ánh sáng là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của cây trồng. Tuy nhiên cây sẽ không hấp thụ toàn bộ dãy ánh sáng mà chỉ hấp thụ một số bước sóng nhất định. Tùy theo từng loại cây và giai đoạn phát triển. Chúng ta sẽ lựa chọn, điều chỉnh bước sóng sao cho phù hợp. Đa phần thực vật hấp thụ chủ yếu 2 loại bước sóng đỏ và xanh dương. Tham khảo thêm: Các Bước Sóng Quang Hợp Cho Cây Phát Triển -Bước sóng đỏ: Cây ăn quả và ra hoa cần bước sóng đỏ để hoàn thành vòng đời của chúng. -Bước sóng xanh: Cây phải có bước sóng màu xanh để tạo ra tán lá rộng. Một cây khỏe mạnh có lá mạnh mẽ để hấp thụ năng lượng của ánh sáng để tăng trưởng tối đa.
Khi đất trồng nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp. Việc phát triển những mô hình trồng cây trong nhà kính, ban công hay trong vườn nhà là điều cần thiết. Đèn LED mô phỏng gần giống như ánh sáng mặt trời. Khiến cây phát triển, vươn đọt, ra hoa ngay cả khi hoàn toàn không có ánh sáng tự nhiên. Từ đó giúp mở rộng diện tích trồng trọt.
Tuổi thọ của các bóng đèn LED cao gấp 5 lần bóng đèn thông thường. Chất lượng Lumen của đèn cũng ổn định hạn chế tình trạng chớp tắt, ánh sáng phân bổ không đều. Nhờ đó, đèn có khả năng chiếu ánh sáng ổn định cho cây. Nhược điểm của trồng cây dưới ánh sáng nhân tạoSở hữu nhiều lợi ích vượt trội, tuy nhiên ánh sáng nhân tạo cũng tồn tại nhiều nhược điểm. Dù không quá ảnh hưởng đến hiệu quả khi trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo. Chúng ta vẫn nên tìm hiểu về nhược điểm của chúng để có sự chuẩn bị tốt nhất.
Một bóng LED có giá đắt hơn bóng đèn thông thường rất nhiều. Tuy nhiên hiệu quả mà nó mang lại cực kỳ tuyệt vời. Nếu bạn sử dụng lâu dài thì sẽ tiết kiệm rất nhiều chi phí điện năng, nước… Vì cơ bản ánh sáng nhân tạo sẽ không tiêu tốn quá nhiều điện và giảm đáng kể quá trình bốc hơi của nước.
Loại đèn sử dụng phải là đèn sở hữu bước sóng ánh sáng chuẩn xác thì mới tiến hành được việc canh tác. Một vài sai sót nhỏ cũng khiến cho quá trình phát triển của cây bị gián đoạn.
Thời gian đầu khi mới sử dụng đèn ánh sáng nhân tạo khách hàng thường gặp khó khăn trong quá trình lắp đặt. Thiết kế độ cao đặt đèn sao cho phù hợp để đèn phân tán đến toàn bộ thân cây là yếu tố quan trọng. Nếu đặt đèn sai độ cao cũng ảnh hưởng đến quá trình canh tác. Khi sử dụng đèn LED quang hợp Zako chúng tôi luôn sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc. Kể cả cách lắp đặt, thiết kế độ cao hay quy trình sử dụng sản phẩm đều được hỗ trợ hết mình từ đội ngũ nhân viên. Ứng dụng ánh sáng nhân tạo cho cây trồng bằng cách sử dụng đèn LedTin tức / Thiết Bị Điện / Đèn Led / Tư Vấn Mua Đèn Led - 20/08/2021
Sử dụng ánh sáng nhân tạo cho cây trồng đang ngày càng được nhiều người sử dụng bởi không chỉ giúp cây khỏe mạnh mà còn thúc đẩy quá trình phát triển. Tuy nhiên để hiểu rõ hơn về ứng dụng trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo chúng ta cần biết ánh sáng này là gì? Tại sao nên dùng ánh sáng nhân tạo đèn Led để chiếu sáng? Hãy theo dõi bài viết dưới đây để biết thêm thông tin nhé. @mucluc Ánh sáng nhân tạo – nguồn sáng mới cực tốt cho cây trồngTrước đây, ánh sáng mặt trời được biết tới như một nguồn sáng chính cho sự phát triển của cây. Ánh sáng giúp cây quang hợp, chuyển đổi nước và CO2 thành đường Glucose. Đường được chuyển hóa sẽ làm năng lượng cho các quá trình phát triển của cây. Tuy nhiên, bắt đầu từ thế kỷ 19, ánh sáng nhân tạo cho cây trồng đã trở nên phổ biến hơn. Người ta đã phát hiện ra rằng, ánh sáng nhân tạo cũng rất tốt cho sự phát triển của cây trồng.Vậy tại sao nên sử dụng ánh sáng nhân tạo? Tại sao nên dùng ánh sáng nhân tạo?Hiện nay, tại nhiều nơi trên thế giới, tốc độ đô thị hóa đang diễn ra nhanh chóng. Đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp để nhường chỗ cho các tòa chung cư, tòa văn phòng… Do đó, việc trồng cây xanh ngoài trời, trồng rau đang ngày càng khó khăn hơn. Vì thế, thay vì trồng rau xanh ngoài trời, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển việc trồng cây trong nhà và sử dụng ánh sáng nhân tạo cho cây trồng. Cách làm này giúp cây phát triển tốt mà không cần sử dụng tới các chất kích thích có hại. Và công nghệ led trong trồng trọt đã được ra đời. Ánh sáng nhân tạo từ đèn led phát nhiệt thấp. Vì thế ánh sáng này sẽ giúp cây phát triển thuận lợi hơn. Hiện nay, ánh sáng led đã được ứng dụng rất phổ biến tại nhiều nơi trên thế giới. Đã được ứng dụng rộng rãiHiện nay, ánh sáng nhân tạo cho cây trồng đang được sử dụng rộng rãi. Một trong những cơ quan đầu tiên sử dụng công nghệ này đó là Cơ quan Hàng không và Không gian Quốc gia (NASA). Hiện nay, NASA đang sử dụng đèn led để trồng cây trong không gian cho các phi hành gia. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, ánh sáng đèn led có thể thúc đẩy sự tăng trưởng của cây trồng, tái sinh tế bào. Bên cạnh đó, Panasonic cũng đang trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo từ đèn led. Hàng năm sản lượng của công ty có thể lên tới 80 tấn. Và số lượng sản lượng hàng năm hứa hẹn sẽ còn tiếp tục tăng trong tương lai. Tại trang trại của Panasonic, tất cả các loại rau đều được trồng bằng ánh sáng nhân tạo, 100% không sử dụng ánh sáng mặt trời. Các chậu rau được xếp thành nhiều tầng để tiết kiệm diện tích. Tại đây, người ta có thể trồng tới 40 loại rau, từ rau xà lách, cải cho tới củ cải trắng… Theo các nhà nghiên cứu, ánh sáng đèn led giúp tiết kiệm năng lượng hơn so với bóng đèn truyền thống. Nhờ vậy, lượng CO2 thải ra sẽ giảm đáng kể, góp phần bảo vệ môi trường. SỬ DỤNG ÁNH SÁNG NHÂN tạo TRONG TRỒNG TRỌT và NUÔI cấy mô
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (513.81 KB, 18 trang ) BỘ CÔNG THƯƠNG sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (khoảng từ 400nm đến 700nm). Ánh sáng có rất nhiều ứng dụng trong trồng trọt, vì những tác dụng ấy, và cũng như để kéo dài thời gian tác dụng của ánh sáng, con người để tự tạo ra ánh sáng để phục vụ cho chính công việc sản xuất, trồng trọt của mình. Ánh sáng đó được gọi là ánh sáng nhân tạo. Như chúng ta đã biết, ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển và sinh trưởng của thực vật. Dựa vào những ảnh hưởng đó, chúng ta đã biết ứng dụng ánh sáng trong trồng trọt và nuôi cấy mô. 3 MỤC LỤC 4 I. Các loại ánh sáng nhân tạo Hiện nay, ở nước ta, ánh sáng nhân tạo được sử dụng chủ yếu là ánh sáng được cung cấp bởi bóng đèn dây tóc, đèn LED, đèn compact,…. Tuy nhiên, bong đèn tròn có rất nhiều hạn chế so với các loại bong khác. Bóng đèn tròn có cường độ sáng mạnh, nhưng đồng thời lượng nhiệt tỏa ra rất lớn, có tuổi thọ thấp và hao tốn nhiều điện năng so với các loại bóng khác. Vì vậy, ứng dụng trong trồng trọt, ngày nay, đã có sự chuyển dần sang dử dụng các loại đèn khác thay thế, để tiết kiệm chi phí. Đèn tròn vẫn là loại đèn truyền thống sử dụng trồng trọt. Ưu điểm của đèn LED so với bong đèn truyền thống: • Kích thước nhỏ gọn hơn • Lượng điện năng tiêu thụ trên một đơn vị phát sáng thấp hơn, ít tỏa nhiệt lượng không cần thiết. • Cho phép người sử dụng chọn lựa cách thiết kế linh động tùy theo nhu cầu về không gian cũng như đòi hỏi cụ thể về kỹ thuật • Quang phổ ánh sáng có thể được thay đổi bằng cách lựa chọn những màu sắc cụ thể nhằm đáp ứng một cách chuyên biệt theo yêu cầu mỗi loài cây cụ thể. • Có tuổi thọ & độ bền cao, hiệu suất lượng tử cao • Sử dụng điện thế thấp, giảm gây nguy hiểm hay tại nạn khi sử dụng Hình 1: hệ thống đèn LED trong trồng trọt 5 Ưu điểm của việc sử dụng bóng đèn compact huỳnh quang 3 phổ cho chiếu sáng nông nghiệp: • Kết cấu đặc biệt của bóng đèn được phủ một lớp huỳnh quang bên ngoài thành ống, cho phổ ánh sáng tập trung vào ánh sáng xanh và đỏ, giúp kích thích cây trồng thực hiện phản ứng quang học, từ đó kích thích tăng trưởng. Cho nên vào ban đêm, cây vẫn thực hiện tốt quá trình quang hợp. • Bóng đèn huỳnh quang còn cho ánh sáng đều khắp nên cây trồng tăng trưởng đều đặn. • Do chủ yếu được sử dụng để treo lắp ngoài trời nên bóng đèn có kết cấu bầu nhựa, kín nhằm chống nước, chống ẩm, đảm bảo độ bền và đảm bảo an toàn cho người sử dụng. II. Sử dụng ánh sáng nhân tạo trong trồng trọt 1. Cơ sở lý thuyết Ánh sáng là yếu tố vô cùng quan trọng cho sự sinh trưởng của cây vì nó ảnh hưởng đến quá trình quang hợp. Nhờ có quá trình quang hợp, mà cây tổng hợp được các chất hữu cơ cần thiết để cấu tạo nên cơ thể và tích lũy trong cây để tiến hành sinh trưởng. Để kéo dài thời gian quang hợp trong ngày, cũng như khả năng tổng hợp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, ta đã sử dụng ánh sáng của bong đèn (đèn tròn, đèn LED, đèn compact). Có thể gọi là “mặt trời nhân tạo”. Các “mặt trời nhân tạo” giúp cho cấy trồng có thể thực hiện quá trình quang hợp vào ban đêm hoặc trong điều kiện không có ánh sáng hoặc thiếu sáng. Bên cạnh đó, nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có độ ẩm không khí cao, giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, nhưng cũng là điều kiện thuận lợi để sâu bệnh phát triển. Do đó, những “mặt trời nhân tạo” giúp hạn chế sâu bệnh, từ đó cắt giảm bớt lượng thuôc trừ sâu. 2. Ứng dụng và thực trạng II.1. Ứng dụng • Kích thích sự phát triển của cây trồng 6 Ánh áng có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình quang hợp. Theo các nghiên cứu của các nhà khoa học, quang hợp tiến hành tốt nhất khi chiếu ánh sáng đỏ và xanh. Người ta sử dụng hai chùm sáng màu đỏ và màu xanh có đỉnh cực đại ở độ dài sóng 662nm và 430nm. Ở những bước sóng này, quang phổ của đèn LED tạo ra gần trùng với quang phổ hấp thụ của diệp lục tố trong cây trồng. Sẽ giúp quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ, khả năng tổng hợp các chất sẽ đạt hiệu quả cao. • Việc dùng đèn LED trong công nghiệp còn giúp cải thiện chất lượng nông sản, giúp tăng gía trị dinh dưỡng giảm nồng độ nitrat của rau quả, tạo ra các sản phẩm sạch, trái vụ, có giá trị kinh tế cao. • Những phát triển gần đây trong công nghệ đèn LED đang tạo ra những cơ hội mới trong việc điều khiển ánh sáng nhân tạo cung cấp cho sản xuất cây trồng trong điều kiện có kiểm soát. II.2. Thực tiễn Mặc dù dùng đèn led chiếu sáng cho nông nghiệp vẫn đang ở giai đoạn khởi đầu, nhưng hàng trăm bằng phát minh về áp dụng đèn led chiếu sáng trong nông nghiệp đã được trao cho các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và Mỹ. Ở nước ta, các nghiên cứu đưa đèn led vào ứng dụng trong nông nghiệp cũng đã được triển khai. Một số nghiên cứu trên cây hoa cúc, khoai tây cho thấy, khi sử dụng các bóng đèn led cây phát triển nhanh hơn, chiều cao và số lá của cây tăng nhanh so với sử dụng các loại bóng đèn truyền thống. Với cây hoa cúc, mầm cây mập hơn, dài hơn và tươi hơn. Về mặt tiêu thụ điện, các thí nghiệm trên cây hoa cúc cũng cho thấy thời gian chiếu sáng chỉ bằng một nửa đèn khác (4 tiếng thay vì 8 tiếng) nhưng tốc độ sinh trưởng vẫn đuổi kịp các cây cúc chiếu sáng bằng các loại đèn khác Tương tự, những nghiên cứu trên cây khoai tây nuôi cấy mô cũng cho thấy, sử dụng các loại bóng đèn led cho cây trồng đã tiết kiệm được khoảng 30% điện năng tiêu thụ so với các đèn truyền thống. Tuy nhiên cần lưu ý, đèn led ứng dụng cho các loại có thể khác nhau về phổ ánh sáng của đèn, tỷ lệ ánh sáng xanh/đỏ, về cường độ và thời gian chiếu sáng 7 Ngoài ra, đèn led ứng dụng cho các thời kỳ sinh trưởng (nẩy mầm, ra hoa, kết trái ) của cùng một loại cây cũng khác nhau (về tỷ lệ ánh sáng xanh/đỏ, về cường độ, chu kỳ chiếu sáng/tối ). Nước ta có dự án sử dụng đèn huỳnh quang trong chiếu sáng nông nghiệp được triển khai tại nhiều địa phương như: Tiền Giang, Bình Thuận, Ninh Thuận, Phú Yên…, dự án sử dụng bóng đèn huỳnh quang trong chiếu sáng nông nghiệp thay thế cho đèn sợi đốt đã và đang mang lại những hiệu quả rõ nét. Hình 2: trồng thanh long Từ nhiều năm nay, ở một số địa phương trên cả nước, bóng đèn sợi đốt được sử dụng để chiếu sáng cho cây trồng nhằm kích thích cây tăng trưởng. Tuy nhiên, đèn sợi đốt cho ánh sáng mạnh mà không đều nên khi sử dụng để chiếu sáng, khu vực cây trồng gần bóng đèn sẽ sinh trưởng mạnh hơn khu vực ở xa bóng đèn. Thêm đó, đèn sợi đốt lại tiêu tốn rất nhiều điện năng trong sử dụng. Từ thực tế đó, bắt đầu từ năm 2005, Công ty CP bóng đèn phích nước Rạng Đông bắt đầu liên kết với Trung tâm Đèn tiết kiệm điện năng triển khai thực hiện dự án sử dụng bóng đèn huỳnh quang trong chiếu sáng nông nghiệp Kết quả là không chỉ mang lại hiệu quả cao trong kích thích cây trồng tăng trưởng, còn có hiệu quả cao trong tiết kiệm điện (bóng đèn huỳnh quang có khả năng tiết kiệm khoảng 80% điện năng so với đèn sợi đốt). Ví dụ: Trồng hoa cúc, sau khi xuống giống được 3 ngày, bà con sẽ thắp điện mỗi đêm khoảng 5-6h liên tục trong 25-30 ngày đê tránh cho cúc “ngủ đêm”, dễ “đóng nụ” sớm. 8 Tương tự như hoa cúc, để cây thanh long sinh trưởng và phát triển tốt, ánh sáng là điều không thể thiếu. Cung cấp đủ ánh sáng sẽ giúp độ đường tăng, chất lượng thanh long tăng lên. Thanh long phù hợp với nhiệt độ từ 15-35°C, nếu dưới nhiệt độ đó cây sẽ phát triển chậm hoặc không sinh trưởng được. Ánh sáng còn giúp cho thanh long ra hoa trái vụ, tăng lợi nhuận cho nông dân. Cây muốn sinh trưởng tốt cần được thắp sáng 9-10 giờ/ngày trong thời gian từ 10-15 đêm, cả đầu vụ và cuối vụ. Hình 2: sử dụng ánh sáng nhân tạo trong trồng trọt thăng long. III. Sử dụng ánh sáng nhân tạo trong nuôi cấy mô. 1. Khái niệm Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là phạm trù khái niệm chung cho tất cả các loại nuôi cấy nguyên liệu thực vât hoàn toàn sạch các vi sinh vật, trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo, trong điều kiện vô trùng. 9 Nuôi cấy mô tế bào là phương sử dụng các điều kiện nhân tạo để duy trì sự sống của tế bào trong ống nghiệm (trong điều kiện in vitro). Nuôi cấy mô tế bào sử dụng các điều kiện như nhiệt độ, ánh sáng, thành phần dinh dưỡng, phytohoomon… để điều khiển quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào, mô nuôi cấy theo mục tiêu và yêu cầu đặt ra . Hình 4: nuôi cấy mô tế bào thực vật Ánh sáng nhân tạo dược sử dụng trong phòng nuôi cấy (phòng nuôi cấy sáng). Ánh sáng ảnh hưởng mạnh tới quá trính phát sinh hình thái của mô nuôi cấy, cường độ , chu kỳ, thành phần quang phổ ánh sáng .quang phổ ánh sáng được nhiều tác giả nghiên cứu như: Pierik (1987), Reutes(1988) kết luận sự thu nhận ánh sáng của chòi In vitro phụ thuộc vào bước sống ánh sáng. 2. Cở sở lý thuyết Hiện nay, ánh sáng nhân tạo được sử dụng để nuôi cấy mô thực vật ở nước ta chủ yếu được cung cấp bởi đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn sodium và đèn thủy ngân cao áp. Trong đó, nguồn ánh sáng thường dúng là đèn huỳnh quang với balast sắt từ, không có máng phản quang và cách nhiệt, ánh sáng chiếu không tập trung vào bình nuôi nên độ rọi sáng thấp, cây trong bình phát triển chậm, không hao tốn nhiều điện năng. Việc cung cấp ánh sáng thích hợp cho sinh trưởng phát triển của cây sẽ làm tăng chất lượng cây trồng, tăng hệ số nhân, giảm điện năng tiêu phí cho chiếu sáng và giảm điện năng tiêu phí cho điều hòa nhiệt độ (giảm nhiệt độ tỏa ra khi chiếu sáng). Quá trình nuôi cấy mô tế bào diễn ra dưới ánh sáng nhân tạo trong buồng nuôi có nhiệt độ kiểm soát. 10 3. Thực tiễn 3.1. Ở Việt Nam Trong nuôi cấy nhân tạo tại việt nam sử dụng rất nhiều nguồn sáng như :ánh sáng tự nhiên, đèn dây tóc , đèn huỳnh quang, đèn LED… Các nguồn sáng nhân tạo đang sử dụng ở nước ta có phổ ánh sáng không phù hợp hoàn toàn với phổ quang hợp của cây trồng. Hiện, các nhà khoa học đang nghiên cứu để cho ra đời những sản phẩm đèn led có phổ ánh sáng phù hợp với từng loại cây trồng giúp tăng năng suất, tiết kiệm điện, đặc biệt là giúp tạo ra những sản phẩm sạch, sản phẩm trái vụ. Chiếu sáng bằng đèn led sẽ mang lại hiệu suất năng lượng sinh học cao từ đó kích thích sự phát triển của cây trồng hơn so với các loại bóng đèn truyền thống khác. Ngoài ra, đèn led còn giúp tiết kiệm điện năng. Đèn huỳnh quang sử dụng trong nuôi cấy mô tiêu tốn khoảng 30 - 40% điện tiêu thụ, trong các xí nghiệp tạo giống cây trồng đến 82% điện tiêu thụ. Sử dụng đèn led thay thế đèn huỳnh quang sẽ giảm đáng kể điện tiêu thụ. Trong các xí nghiệp trồng cây, 1m2 diện tích cây trồng tiêu thụ 0,5KW điện, nếu dùng đèn led chỉ cần 0,27KW điện. Hình 3: các nhà KH VN đang thăm quan hệ thống đèn LED phục vụ nuôi cấy nhân giống cây trồng. Đây là một ví dụ về nghiên cứu xác định hệ thống chiếu sáng thích hợp cho nuôi cấy: 11 Đối tượng, vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu – 02 giống khoai tây trồng được lưu trữ tại Viện SHNN, kí hiệu lần lượt là : + Giống Atlantic + Giống PO 7 - 02 giống chuối: + Phấn vàng (PV): Chuối Phấn Vàng của Phú Thọ + Tiêu hồng (TH): Có nguồn gốc từ xã Hòa Hậu, huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam, được Viện Nghiên cứu rau quả tuyển chọn. Vật liệu - Tiền chồi chuối in vitro có chiều cao 1cm và chưa có lá được cấy trên môi trường MS. – Đoạn thân mang mắt ngủ cây khoai tây được cấy trên môi trường MS – Hệ thống giàn đèn chiếu sáng của công ty Rạng Đông * Thời gian tiến hành: Từ ngày 22/02/2012 – 26/03/2012 * Địa điểm tiến hành thí nghiệm: Viện sinh học nông nghiệp. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn (RCD) trong phòng nuôi. Mỗi công thức thí nghiệm được nhắc lại 3 lần, mỗi lần nhắc lại ba bình tương ứng 5 cây/bình. Với quang chu kỳ chiếu sáng 16h/ngày, nhiệt độ phòng nuôi 18 – 22 o C. Các chỉ tiêu được theo dõi 10 ngày/lần. Thí nghiệm bao gồm 4 công thức thí nghiệm với các thông số kỹ thuật như sau: Công thức 1 (Thực trạng phòng nuôi hiện nay): Dùng đèn HQ T10- 40W, Balast sắt từ thường, công suất tiêu thụ 148W, công suất bức xạ B = 3.3W, R= 1.04W, công suất toàn phần 235VA, cường độ bức xạ quang hợp 35.8 µmol.m -2 .s -1 Công thức 2: Dùng 3 đèn NN-II, công suất tiêu thụ 100W (giảm 33% so với công thức 1), công suất bức xạ B = 3.3W, R = 2.0W, công suất toàn phần 102VA, cường độ bức xạ quang hợp 60.5 µmol.m -2 .s -1 (tăng 67% so với công thức 1). 12 Công thức 3: 3 đèn R/B NN-I, công suất tiêu thụ 99W (giảm 33% so với công thức 1) , công suất bức xạ B = 4.7W, R = 3.3W, công suất toàn phần 101VA, cường độ bức xạ quang hợp 58.8 µmol.m -2 .s -1 (tăng 64% so với công thức 1) Công thức 4: Đèn Box LED đơn sắc, công suất tiêu thụ 116W (giảm 22% so với công thức 1), công suất bức xạ B = 4.3W, R = 4.9W, công suất toàn phần 120VA, cường độ bức xạ quang hợp 113.5 µmol.m -2 .s -1 (tăng hơn 2 lần) . Các chỉ tiêu theo dõi và phân tích Tình hình sinh trưởng, phát triển của cây được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu: + Chiều cao (thân chính): Đo từ gốc thân chính tới đỉnh sinh trưởng của cây (cm) + Số lá : Đếm từ lá gốc tới lá ngọn (lá/cây) + Chỉ số SPAD (một chỉ tiêu đánh giá hàm lượng diệp lục) chọn 2 lá trên cùng đã mở hoàn toàn để đo SPAD (đo bằng máy SPAD 502). + Hiệu suất quang hợp thuần (NAR ): mg / cm 2 lá / ngày đêm NAR = W1, W2: Khối lượng khô của cây ở 2 thời điểm t1 và t2 L1, L2: Diện tích lá lấy mẫu lần 1 và lần 2 t là thời gian giữa 2 lần lấy mẫu Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu được xử lý thống kê theo chương trình Excel, IRRISTAT 4.1 Kết quả và thảo luận Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ chiếu sáng khác nhau lên khả năng sinh trưởng của một số cây nuôi cấy mô. 1.Cây khoai tây Thí nghiệm được bố trí trong điều kiện in vitro: Với các yếu tố môi trường MS, chế độ nhiệt là hoàn toàn giống nhau do đó sức tăng trưởng chiều cao và số lá của cây tùy thuộc vào chế độ chiếu sáng khác nhau. 13 Động thái tăng trưởng chiều cao và số lá của cây sau khi cấy và bố trí vào các công thức thí nghiệm khác nhau được thể hiện trong bảng 1. Bảng 1: Ảnh hưởng của các chế độ chiếu sáng khác nhau đến sự sinh trưởng của hai giống khoai tây Số liệu trình bày trong bảng 1 và hai hình 1a và 1b đều cho thấy: Chiều cao và số lá của hai giống khoai tây nghiên cứu trong suốt thời kỳ sinh trưởng đều tăng dần. Đây là các chỉ tiêu quan trọng thể hiện đặc trưng, đặc tính về giống. Chiều cao cây của các giống ở các công thức thí nghiệm dao động từ 5,5 – 7,46 cm ở ngày theo dõi thứ 30. Trong đó cây ở công thức thí nghiệm 2 ở cả hai giống nghiên cứu đều có sự sinh trưởng về chiều cao và số lá tốt hơn so với các công thức còn lại. Cụ thể: giống Atlantic sau 30 ngày nuôi cấy chiều cao đạt trung bình 7,46 cm, số lá trung bình 8,1 lá/ cây; giống PO 7 chiều cao trung bình đạt 6 cm, và số lá đạt 7,3 lá/cây. Sau 30 ngày nuôi cấy trên giống khoai tây Atlantic chiều cao tăng 7,6%, số lá tăng 14,8% và trên giống PO7 chiều cao tăng 22,2%, số lá tăng 28,7% so với đối chứng. 2. Cây chuối: 14 Ảnh hưởng của các chế độ chiếu sáng khác nhau đến sinh trưởng của cây chuối cấy mô được trình bày ở bảng 2 và các hình 2a, 2b. Qua đó chúng tôi nhận thấy chiều cao, số lá trên cây tăng liên tục và thể hiện rõ nhất ở 30 ngày sau khi cấy chuyển. Tuy nhiên, sự sinh trưởng thân lá của cây không phụ thuộc tuyến tính vào cường độ bức xạ quang hợp. Ở độ sai khác tin cậy 95%, công thức 3 đạt sinh trưởng tốt nhất hơn hẳn các công thức khác trên cả 2 giống chuối nghiên cứu. Trên giống PV chiều cao tăng 13,5%; số lá tăng 9,1% so với đối chứng, giống TH chiều cao tăng 20,8%; số lá tăng 25% so với đối chứng. Bảng 2: Ảnh hưởng của các chế độ chiếu sáng đến sinh trưởng của hai giống chuối 3.2. Sự phát triển trên thế giới Trên thế giới nuôi cấy mô phát triển rất mạnh, Trung Quốc(2007) hơn 10 triệu doanh nghiệp phát triển lĩnh vực này,có hơn 300 tổng diện tích nuôi cấy mô thực vật trong 200triệu m 2 giá trị sảng lượng đem lại hằng năm hơn 200 tỷ đồng.Sử dụng ánh sáng nhân tạo từ đèn LED là nguồn chiếu sáng chính của các cơ sở Nhật Bản nền nông nghiệp rất phát triển họ sử dụng các quy trình công nghệ hiện đại, đèn LED được sử dụng thay cho các nguồn chiếu sáng truyền thống. 15 KẾT LUẬN Ánh sáng là một trong những nhân tố sinh trưởng quan trọng cho cây trồng. Nhờ việc sử dụng ánh sáng nhân tạo vào nông nghiệp, đã giúp cho người dân cải thiện mùa vụ, tăng năng suất cây trồng và tăng nguồn thu kinh tế. Việc ứng dụng ánh sáng nhân tạo trong nông nghiệp đã tạo ra những bước tiến đáng kể, góp phần thúc đẩy nên nông nghiệp trên Thế Giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng phát triển. Khoa học phát triển, nền nông nghiệp cũng phát triển, theo đó để phục vụ một cách tốt hơn cho nông nghiệp hiện đại, các loại “mặt trời nhân tạo” sẽ ngày càng thay đổi và cải tiến. Xây dựng và thiết kế mô hình ứng dụng chiếu sáng nhân tạo thế hệ mới trong: phòng nuôi cấy mô, nhà kính nhà lưới, trại nhân giống, vườn cây đảm bảo chất lượng ánh sáng, độ đồng đều ánh sáng, hình thức chiếu sáng hợp lý sẽ được áp dụng ngày một rộng rãi và trở nên phổ biến. 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Vũ Văn Vụ, 2009, Sinh lý học thưc vật, NXB giáo dục Việt Nam. 2. hp://www.baomoi.com/Cay-phat-trien-nhanh-sach-nho-den-led/79/9557627.epi 3. hp://khamphamoi.com/post/detail/itemid/3832 4. hp://www.baomoi.com/Su-dung-den-huynh-quang-trong-chieu-sang-nong-nghiep- Dung-bo-qua/150/5356337.epi 5. hp://miennui.most.gov.vn/csdl/index.php? op,on=com_technology&task=viewDetail&id=100&Itemid=30 17 18 Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo – giải pháp giúp nâng cao năng suất cây trồngBy Kiên Trung 444 Ánh sáng nhân tạo ( Artificial light ) là một hình thức sử dụng ánh sáng từ đèn led có dải quang phổ từ đỏ đến xanh, nhằm mô phỏng ánh sáng mặt trời một cách gần đúng nhất. Theo nghiên cứu và nhiều cuộc thử nghiệm, nhiều nhà khoa học đã kết luận rằng ánh sáng nhân tạo có thể đảm bảo sự phát triển của cây trồng, thậm chí còn làm tăng năng suất cây trồng. |
