Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ NĂM 2020 - 2021 Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đơn s
NTTU-NCKH-04 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ NĂM 2020 - 2021 Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng ánh sáng đơn sắc (LED: light-emitting diode) đến sinh trưởng suất rau xà lách Rasta hệ thống thủy canh hồi lưu Số hợp đồng: 2020.01.158 Chủ nhiệm đề tài: Trương Thanh Hưng Đơn vị công tác: Viện Sinh học Nông nghiệp Tất Thành Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ 8/2020 – 8/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ NĂM 2020 - 2021 Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng ánh sáng đơn sắc (LED: light-emitting diode) đến sinh trưởng suất rau xà lách Rasta hệ thống thủy canh hồi lưu Số hợp đồng: 2020.01.158 Chủ nhiệm đề tài: Trương Thanh Hưng Đơn vị công tác: Viện SHNN Tất Thành Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ 8/2020 – 8/2021 Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên Chuyên ngành Cơ quan công tác 01 Nguyễn Quang Thạch SLTV Viện SHNN Tất Thành 02 Ngô Minh Dũng Cây trồng Viện SHNN Tất Thành Ký tên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 1.1.1 Trong nước 1.1.2 Ngoài nước 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAU XÀ LÁCH 13 1.2.1 Nguồn gốc, phân bố, phân loại giá trị 13 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH 18 1.3.1 Khái niệm kỹ thuật thủy canh 18 1.3.2 Cơ sở khoa học kỹ thuỷ canh 19 1.3.3 Sơ lược lịch sử phát triển kỹ thuật thủy canh 20 1.3.4 Các hệ thống thủy canh 21 1.4 ÁNH SÁNG VÀ CÂY TRỒNG 23 1.4.1 Ảnh hưởng ánh sáng tới trồng 23 1.4.2 Ảnh hưởng bước sóng ánh sáng tới sinh trưởng trồng (đơn vị bước sóng ánh sáng nm) 25 1.5 ĐÈN LED VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ ĐÈN LED TRONG NÔNG NGHIỆP 27 1.5.1 Khái niệm đèn LED 27 1.5.2 Ưu nhược điểm đèn LED nông nghiệp 28 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Vật liệu nghiên cứu 31 2.1.1 Đèn Light – emitting dioes (LED) 31 2.1.2 Các đèn LED sử dụng nghiên cứu gồm có: 31 2.1.3 Cây trồng 31 2.1.4 Dung dịch dinh dưỡng 31 2.1.5 Hệ thống thủy canh hồi lưu (động) 32 2.1.6 Thiết bị: 33 2.2 Nội dung nghiên cứu 34 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.3.1 Bố trí thí nghiệm 35 2.3.2 Chỉ tiêu theo dõi 39 2.3.3 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số kỹ thuật (tỷ lệ ánh sáng, cường độ quang hợp, thời lượng chiếu sáng) ánh sáng đèn LED chuyên dụng (Red-Blue) đến sinh trưởng, suất, chất lượng rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 41 3.1.1 Công việc 1: Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng Red/Blue đến sinh trưởng, suất rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 41 3.1.2 Công việc 2: Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ quang hợp đèn LED (RedBlue) đến sinh trưởng, suất rau xà lách tím Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 46 3.1.3 Công việc 3: Nghiên cứu ảnh hưởng thời lượng chiếu sáng đèn LED (Red-Blue) đến sinh trưởng, suất rau xà lách tím Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 50 3.2 Nội dung 2: Ảnh hưởng tỉ lệ đèn led red/blue/Green đến sinh trưởng suất rau xà lách rasta (lactuca sativa) trồng hệ thồng thủy canh hồi lưu 54 3.2.1 Công việc 4: Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ loại ánh sáng Red/Blue/Green đến sinh trưởng, suất rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 54 3.2.2 Công việc 5: Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ quang hợp đèn LED (Red/Blue/Green) đến sinh trưởng, suất rau xà lách tím Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 58 3.2.3 Công việc 6: Nghiên cứu ảnh hưởng thời lượng chiếu sáng đèn LED (Red-Blue/Green) đến sinh trưởng, suất rau xà lách tím Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 61 3.3 Nội dung 3: So sánh ảnh hưởng số loại đèn LED chế tạo thị trường đến hiệu kinh tế rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu 63 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 4.1 Kết luận 68 4.2 Đề xuất khuyến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 72 (Nguồn: Viện sinh học Nông nghiệp Tất Thành) 74 Cây trồng Error! Bookmark not defined Dung dịch dinh dưỡng Error! Bookmark not defined Hệ thống thủy canh hồi lưu (động) Error! Bookmark not defined Bố trí thí nghiệm Error! Bookmark not defined Chỉ tiêu theo dõi Error! Bookmark not defined Phương pháp xử lý số liệu Error! Bookmark not defined Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số kỹ thuật (tỷ lệ ánh sáng, cường độ quang hợp, thời lượng chiếu sáng) ánh sáng đèn LED chuyên dụng (RedBlue) đến sinh trưởng, suất, chất lượng rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu Error! Bookmark not defined Công việc 1: Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng Red/Blue đến sinh trưởng, suất rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu Error! Bookmark not defined Công việc 2: Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ quang hợp đèn LED (Red-Blue) đến sinh trưởng, suất rau xà lách tím Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu Error! Bookmark not defined Công việc 3: Nghiên cứu ảnh hưởng thời lượng chiếu sáng đèn LED (Red-Blue) đến sinh trưởng, suất rau xà lách tím Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu Error! Bookmark not defined Nội dung 2: So sánh ảnh hưởng số loại đèn LED chế tạo thị trường đến hiệu kinh tế rau xà lách Rasta trồng hệ thống thủy canh hồi lưu Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 91 CHƯƠNG I THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 91 CHƯƠNG 92 CHƯƠNG II MỤC TIÊU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 92 8.1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ đèn led nông nghiệp giới 93 Tình hình nghiên cứu ứng dụng đèn LED đến sinh trưởng phát triển suất trồng giới 93 Tình hình nghiên cứu ứng dụng đèn LED đến phẩm chất trồng giới 95 8.1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng cơng nghệ đèn led nông nghiệp Việt Nam 97 2.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAU XÀ LÁCH 103 8.1.3 Nguồn gốc, phân bố, phân loại giá trị 103 Nguồn gốc phân bố 103 Đặc điểm sinh thái học xà lách 104 Yêu cầu ngoại cảnh 104 Giá trị xà lách 105 Tiêu chuẩn rau xà lách an toàn (theo QĐ99) 107 2.3 108 2.4 PHƯƠNG PHÁP THỦY CANH 108 8.1.4 Khái niệm kỹ thuật thủy canh 108 8.1.5 Cơ sở khoa học kỹ thuỷ canh 109 8.1.6 Sơ lược lịch sử phát triển kỹ thuật thủy canh 110 8.1.7 Các hệ thống thủy canh 111 Hệ thống thủy canh tĩnh 111 Hệ thống thủy canh tuần hoàn 112 2.5 ÁNH SÁNG VÀ CÂY TRỒNG 112 8.1.8 Ảnh hưởng ánh sáng tới trồng 112 Cường độ xạ (cường độ ánh sáng) 113 Độ dài ngày hay quang chu kỳ (cây dài ngày hay ngắn ngày) 113 Độ dài sóng hay bước sóng ánh sáng (chất lượng ánh sáng) 113 1.3.1.4 Ảnh hưởng bước sóng ánh sáng tới sinh trưởng trồng (đơn vị bước sóng ánh sáng nm) 114 2.6 ĐÈN LED VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ ĐÈN LED TRONG NÔNG NGHIỆP 116 8.1.9 Khái niệm đèn LED 116 Ưu điểm đèn LED nông nghiệp 117 Nhược điểm việc sử dụng đèn LED 118 8.1.10 Chỉ tiêu theo dõi 123 8.2 Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng năm 2020 126 8.3 VIỆN SHNN TẤT THÀNH 127 8.4 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI 127 8.5 127 8.6 Trương Thanh Hưng 127 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATP Adenosine triphosphate CTCP Công ty cổ phần DLI Daily Light Integral (ánh sáng hàng ngày cần thiết cho quang hợp) HPS High Pressure Sodium lamp (đèn sodium cao áp) LED Light Emitting Diode (diode phát sáng) NADPH Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate PFAL Plant Factory with Artificial Lighting TNHH TM Trách nhiệm hữu hạn Thương mại UV Ultraviolet CT Công thức LSD0,05 Độ lệch chuẩn mức ý nghĩa 5% CV Coeffiicient of variation (hệ số biến thiên) Lux Là đơn vị dùng để tính cơng suất ánh sáng, lượng ánh sáng chiếu bề mặt cụ thể Lượng Lumen mét vuông = LUX PAR Photo-synthetically Active Radiation” (bức xạ hoạt tính quang hợp) Đây bước sóng ánh sáng mà thực vật bạn sử dụng để quang hợp PPF Photosynthetic Photon Flux (dịng photon hữu hiệu cho quang hợp) µmol/s Thể số lượng photon rơi xuống giây PPFD Photosynthetic Photon Flux Density (mật độ dòng photon hữu hiệu cho quang hợp) µmol/m2/s Thể số lượng photon rơi xuống bề mặt chiếu sáng mét vuông giây DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Ảnh hưởng loại đèn đến màu sắc rau xà lách 12 Hình 1.2 Mơ hình thủy canh tĩnh 23 Hình 1.3 Mơ hình thủy canh tuần hồn -23 Hình 1.4: Quang phổ hấp thụ diệp lục -25 Hình 1.5: Sự phát photon/ánh sáng đèn LED từ đường giao chất bán dẫn loại p n điện cung cấp 28 Hình 1.6: Bốn loại cấu hình đèn LED 29 Hình 0.2 Bộ điều chỉnh tỉ lệ ánh sáng đèn LED 33 Hình 0.1 Hệ thống thuỷ canh hồi lưu kết hợp đèn LED 33 Hình 0.1 Xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 28 ngày trồng tỉ lệ ánh sáng đèn LED R600-700/B400-500 khác CT1: đèn led trắng(ĐC), CT2: R600-700/B400-500 = 8/2, CT3: R600-700/B400-500 = 7/3, CT4: R600-700/B400-500 = 6/4 - 42 Hình 0.2 Bước sóng đèn led trắng đèn led R600-700/B400-500 tỉ lệ khác - 45 Hình 0.2 Xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 28 ngày trồng cường độ ánh sáng đèn LED R600-700/B400-500 (8/2) khác CT1: cường độ (110 µM/m2/s), CT2: cường độ (130 µM/m2/s), CT3: cường độ (150 µM/m2/s), CT4: cường độ (180 µM/m2/s) 47 Hình 0.3 Năng suất xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 28 ngày trồng cường độ ánh sáng LED R600-700/B400-500 (8/2) khác CT1: cường độ (110 µM/m2/s), CT2: cường độ (130 µM/m2/s), CT3: cường độ (150 µM/m2/s), CT4: cường độ (180 µM/m2/s) 49 Hình 0.4: Xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 28 ngày trồng đèn LED R600-700/B400-500=8/2 cường độ chiếu sáng 180 µM/m2/s thời lượng chiếu sáng (ngày/đêm) khác CT1: 10/14 (ngày/đêm), CT2: 12/12 (ngày/đêm), CT3: 14/10 (ngày/đêm), CT4: 16/18 (ngày/đêm) 51 Hình 0.6: Xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 28 ngày trồng đèn LED R600-700/B400-500=8/2 cường độ chiếu sáng 180 µM/m2/s thời lượng chiếu sáng (ngày/đêm) khác CT1: 10/14 (ngày/đêm), CT2: 12/12 (ngày/đêm), CT3: 14/10 (ngày/đêm), CT4: 16/18 (ngày/đêm) 52 Hình 3.7 tỉ lệ ánh sáng loại đèn LED thí nghiệm -54 Hình 0.8 Xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 35 ngày trồng đèn led trắng đèn led R600-700/B400-500/G500-600 tỉ lệ khác CT1: đèn led trắng, CT2: đèn led R600-700/B400-500/G500-600 =6/3/1, CT3: đèn led R600-700/B400-500/G500-600 =7/2/1, CT2: đèn led R600-700/B400-500/G500-600 =8/1/1 56 Hình 0.9 xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 35 ngày trồng đèn led R600-700/B400-500/G500-600 (7/2/1) cường độ quang hợp khác CT1: cường độ (110 µM/m2/s), CT2: cường độ (130 µM/m2/s), CT3: cường độ (150 µM/m2/s), CT4: cường độ (180 µM/m2/s) - 59 Hình 0.10 xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 35 ngày trồng đèn led R600-700/B400-500/G500-600 (7/2/1) thời lượng chiếu sáng (ngày/đêm) khác CT1: 10/14 (ngày/đêm), CT2: 12/12 (ngày/đêm), CT3: 14/10 (ngày/đêm), CT4: 16/8 (ngày/đêm) - 62 Hình 3.11: phổ ánh sáng đèn thí nghiệm - 65 Hình 0.12 Xà lách Rasta trồng phương pháp thủy canh hồi lưu sau 35 ngày trồng ở đèn LED chế tạo khác CT1: LED Trắng R660/B450/G550=32/35/33, CT2: LED vàng R660/B450/G550=57/17/26, CT3: LED R600-700/B400-500/G500-600=7/2/1, CT4: LED R600-700/B400-500 = 8/2 66