Nhằm phát triển và triển khai ứng dụng công nghệ chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ bằng phương pháp phá đêm cho ít nhất 3 loài hoa cúc thương mại tại khu vực Tây Nguyên và xây dựng được đội ngũ cán bộ nghiên cứu có khả năng làm chủ công nghệ và kỹ năng thiết kế để cho ra được sản phẩm và giải pháp hoàn chỉnh có lợi thế cạnh tranh cao, GS.TS. Phan Hồng Khôi và các công sự tại Trung tâm Phát triển công nghệ cao - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phát triển và triển khai ứng dụng các mô hình chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ bằng đèn LED chuyên dụng nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất hoa Cúc thương mại tại khu vực Tây Nguyên”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, nhóm đề tài thu được các kết quả như sau:

1) Đã hoàn thành nghiên cứu thiết kế và chế tạo 1.000 bộ đèn LED chuyên dụng để nghiên cứu ứng dụng trong chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ cây hoa cúc thương mại với các thông số kỹ thuật như sau:

- Đèn LED chuyên dụng dạng 3U

- 250 bộ đèn LED 3U-630: dạng 3U được chế tạo từ 100 % chip LED đ (630 nm); Công suất: 7W; Hệ số công suất: 0,35; Dòng điện vào: 0,08463 A; Điện áp: 220 W; Tần số đo: 50 Hz; Phytosynthetic Photon Flux (PPF): 6,4967 µmol/s; E27; IP 65. - 650 bộ đèn LED 3U-660: dạng 3U được chế tạo từ 100 % chip LED đ sâu (660 nm); Công suất: 7 W; Hệ số công suất: 0,4568; Dòng điện vào: 0,06584 A; Điện áp: 220 W; Tần số đo: 50 Hz; Phytosynthetic Photon Flux (PPF): 11,697 µmol/s; E27; IP 65.

- Đèn LED chuyên dụng dạng thanh (LED Bar)

Đã hoàn thành nghiên cứu thiết kế và chế tạo thử 100 bộ đèn LED Bar có các thông số kỹ thuật: Kích thước: 303 x 35 x 25 (mm), v bảo vệ/tản nhiệt bằng nhôm và nhựa PC; cấp bảo vệ IP 53; Nguồn điện: 220 VAC; Công suất điện danh định: 7 W; Phát xạ ánh sáng đ bước sóng 630 nm hoặc 660 nm; Phân bố độ rọi đồng đều 60% trong góc chiếu 60^o.

2) Đã hoàn thành nghiên cứu thiết kế và chế tạo 100 bộ điều khiển đa kênh

Bộ điều khiển đa kênh gồm 5 kênh điều khiển độc lập, mỗi kênh có thể cung cấp nguồn điện 220 VAC, tối đa 1000 VA cho tải. Mỗi kênh có thể thiết lập 5 chu trình bật & tắt trong 1 ngày, phân giải 1 phút. Chu trình được lặp đi lặp lại hàng ngày. Có màn hình LCD hiển thị thời gian, trạng thái cấp điện và chương trình bật tắt điện của từng kênh. Có bàn phím dùng để thiết lập chương trình bật tắt điện cho từng kênh.

3) Đã hoàn thiện 01 Quy trình công nghệ đèn LED chuyên dụng cho chiếu sáng phá đêm cây hoa cúc; 01 Bản thiết kế kỹ thuật bộ đèn LED chuyên dụng (dạng thanh) và 01 bản thiết kế kỹ thuật bộ điều khiển thời gian.

4) Đã chế tạo, sản xuất các loại đèn LED NN sử dụng trong nhân giống cây hoa cúc.

5) Đã xây dựng được quy trình sản xuất giống hoa cúc dưới điều kiện ánh sáng LED NN

Trong giai đoạn in vitro, đèn LED TUB3R7-660 thích hợp nhất cho quá trình phát sinh đa chồi của 3 giống hoa cúc (Pha Lê, Kim Cương, Farm), còn đèn LED TUB1R5W1-660 phù hợp cho giai đoạn tạo cây cúc hoàn chỉnh. Trong giai đoạn vườn ươm, đèn LED TUB3R7-660 thích hợp nhất cho quá trình phát sinh chồi từ cây mẹ với hiệu suất nhân chồi tăng so với đèn compact là 67,91% đối với giống Pha Lê; 17,47% đối với giống Kim Cương và 26,89% đối với giống Farm. Đèn LED 9B1R5W1-660 phù hợp cho giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây con. Sử dụng các loại đèn LED trong nhân giống hoa cúc đã nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế cho quá trình sản xuất cây giống hoa cúc do đã tiết kiệm được > 50% chi phí điện năng so với đèn huỳnh quang và đèn compact 20 W.

6. Đã đánh giá ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng bằng đèn LED đến mức độ biểu hiện của 5 gen (FT, CO, Leafy, Apetala1 và Terminal Flower 1 (TFL1)) liên quan đến quá trình ra hoa của 3 loại cúc

Xác định đc 2 gen là CO và TFL là các gen chính liên quan chặt đến quá trình ra hoa ở cây hoa cúc. Giai đoạn đầu của quá trình chiếu sáng không ảnh hưởng nhiều đến sự biểu hiện của gen CO và TFL ở tất cả các giống cúc nghiên cứu. Hiệu quả phá đêm được ghi nhận ở giai đoạn muộn, sau 21 ngày chiếu sáng đối với Giống Pha lê và Farm và sau 40 ngày chiếu sáng đối với giống Kim Cương. Mức độ biểu hiện của gen CO ở lô chiếu sáng luôn thấp hơn đáng kể so với lô đối chứng. Ở điều kiện chiếu sáng 1 giờ trở lên, mức độ biểu hiện của gen TFL cao gấp khoảng từ 1,3 -1,5 lần so với lô đối chứng.

7) Đã xây dựng được quy trình chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ bằng đèn LED chuyên dụng cho 3 giống cúc thương mại tại Tây Nguyên.

8) Đã xây dựng thành công các mô hình trình diễn chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ cây hoa cúc Pha Lê/Kim Cương/Farm bằng đèn LED chuyên dụng ở trong nhà lưới.

9) Đã xây dựng thành công mô hình trình diễn chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ cây hoa Cúc Pha Lê/Kim Cương/Farm bằng đèn LED chuyên dụng ở ngoài đồng ruộng.

Các kết quả đạt được của đề tài có tính ứng dụng cao. Tuy nhiên, vẫn còn có một số tồn tại cần phải tiếp tục nghiên cứu, triển khai tiếp như cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu hoàn thiện đèn LED Bar để đèn LED Bar sớm trở thành sản phẩm thương mại. Đèn LED Bar mới chỉ được thử nghiệm ở thời gian chiếu sáng 1h/đêm và ở mô hình ngoài đồng ruộng, nên cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng đèn LED thanh (LED Bar) trong chiếu sáng cho cây hoa cúc trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng.

Để các cơ sở sản xuất dễ dàng chấp nhận áp dụng công nghệ chiếu sáng LED chuyên dụng một cách rộng rãi trong sản xuất hoa cúc, cần hỗ trợ cho người sử dụng nhận thức được lợi ích thực sự của công nghệ mới này. Dựa trên những lợi ích của đèn LED mang lại về hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường cần tiếp tục triển khai nghiên cứu ứng dụng đèn LED trong nhân giống và sản xuất các loại cây trồng khác có giá trị kinh tế cao.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19776/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)