Báo cáo định hướng sản phẩm chiếu sáng

BÁO CÁO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN PHẨM PHỤC VỤ SẢN XUẤT THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG I Tình hình nghiên cứu chiếu sáng nhân tạo trồng trọt CNC giới Việt Nam Trên giới, nước tiên tiến - vùng ôn đới – ánh sáng tự nhiên từ mặt trời không dồi nước nhiệt đới, mùa đông, mưa, tuyết… có nhu cầu phát triển chiếu sáng nhân tạo trồng trọt Mặt khác, nhu cầu giống sạch, nhu cầu rau hoa sạch, nhu cầu nâng cao chất lượng, sản lượng, hiệu ngành trồng trọt sở sản xuất giống, nhà kính, nhà lưới khu cung cấp thực phẩm cho đô thị lớn, rau gia đình hộ gia đình đô thị….có nhu cầu phát triển chiếu sáng nhân tạo trồng trọt Vì chiếu sáng nhân tạo nông nghiệp nghiên cứu áp dụng tương đối phổ biến nhiều nước tiên tiến giới Việc bổ sung ánh sáng cần thiết để thúc đẩy sinh trưởng phát triển trồng vào vụ đông ( S.O.Grimstad et al., 1987) Chính ống huỳnh quang nguồn bổ sung ánh sáng chủ yếu nhiều năm (Kristoffersen, 1952; 1965) Nối tiếp công trình nghiên cứu sử dụng đèn Natri với áp suất cao áp suất thấp đề điều khiển sinh trưởng phát triển trồng Kết cho thấy mức sáng chất lượng ánh sáng có ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển trồng Ở phạm vi rộng điều kiện nghèo ánh sáng tự nhiên vào mùa đông, nguồn ánh sáng với phổ chiếu sáng hẹp phân bố lượng không đồng có hiệu thấp so với nguồn ánh sáng có phổ rộng có phân bố lượng đồng (Grimstad, 1981; 1982) Grimstad (1987) sử dụng nguồn sáng bổ sung từ đèn huỳnh quang, đèn natri với áp suất cao thấp để điều khiển thành công sinh trưởng hoa Sinningia T.R.Marks & S.E Simpson (1999) nghiên cứu ảnh hưởng xạ tới sinh phát triển chồi in vitro giống Disanthus cercidifolius Rhođoendron Với loại môi trường, điều kiện sinh truởng in vitro cần phổ chiếu sáng khác mức sáng khác Khi phổ sáng trắng đèn huỳnh quang Phiplip nhuộm màu màng lọc cellulose acetate, ánh sáng đỏ thúc đẩy kéo dài chồi hình thành chồi nách, ánh sáng xanh lại kìm hãm sinh trưởng chồi giảm hàm lượng chlorophyll Bằng cách sử dụng màng lọc đơn lớp đa lớp với mật độ ánh sáng trung bình, cách nuôi cấy chuyển động gần tới nguồn chiếu sáng, tia xạ từ ánh sáng trắng bị biến đổi Tất phép nuôi cấy sinh trưởng tốt mức chiếu sáng thấp (c 11 µmol m-2 s-1 ) sinh trưởng hàm lượng diệp lục giống Disanthus cercidifolius Rhođoendron nuôi cấy bị giảm xạ tăng Trong giống thuộc họ Rhododendron, xạ tăng thúc đẩy phát triển chồi ngẫu nhiên.Chồi Crataegus chịu dải rộng tia xạ, kéo dài chồi bị kìm hãm mức xạ cao nhất, hàm luợng diệp lục không bị ảnh hưởng Tại Việt nam, bước đầu có những nghiên cứu ánh sáng đơn sắc nhân giống vô tính thực vật nghiên cứu thực nghiệm Theo kết nghiên cứu Viện nghiên cứu sinh học Đà Lạt: sử dụng ánh sáng LED đơn sắc, với tỉ lệ 70% LED đỏ, 30% LED xanh có tác dụng tăng số dâu tây, cường độ chiếu sáng 60µmol.m-2.s-1 giúp sinh trưởng tốt cường độ chiếu sáng khác Tính phổ biến mở rộng chưa cao điều kiện trồng Việt Nam Chất lượng ánh sáng những nhân tố quan trọng ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển hình thái thực vật Ánh sáng đỏ-cam với bước sóng 610-720nm ánh sáng xanh tím với bước sóng 400-510 nm phổ ánh sáng chủ yếu để kích thích sinh trưởng thực vật (Pepper et al., 2001) Nguồn sáng LED phát cách có hiệu dải hẹp sử dụng cách có hiệu nhân giống số loài thân gỗ thân thảo (Di et al., 2008, Huang et al., 2008) Qua tài liệu nước thu thập được, chiếu sáng nhân tạo sử dụng trồng nước tiên tiến phổ biến dùng loại sau: - Ánh sáng nguồn sáng huỳnh quang (FL, CFL) phóng điện áp suất thấp có phổ phát xạ phù hợp với sinh trưởng thực vật - Ánh sáng nguồn sáng phóng điện cao áp (Natri Metal Halide) dùng phối hợp hai loại với nhau, bổ sung thêm phổ phát xạ loại nguồn khác - Ánh sáng đơn sắc LED Tuy nhiên nhiều vấn đề khoa học chưa thống giá cao nhiều ba loại nên sử dụng trung tâm nghiên cứu, chưa phổ biến đại trà rộng rãi - Vấn đề phổ ánh sáng, cường độ chiếu sáng, quang hình thái, quang chu kỳ loại cây, giai đoạn tài liệu nêu có vai trò quan trọng, song không cụ thể Với loại trồng phổ biến vùng nhiệt đới, Việt Nam lại tài liệu Hơn nữa với nhiều giác độ khác nhau, tài liệu nhiều ý kiến khác nhau, cần có thử nghiệm thực tế Tiếp thu những thành tựu chiếu sáng nhân tạo ngành trồng trọt giới, nghiên cứu làm chủ khoa học-công nghệ việc thiết kế, công nghệ chế tạo vật liệu sản phẩm hệ thống chiếu sáng chuyên dụng phù hợp với thực tiễn Việt Nam cho ngành sản xuất số loại giống trồng, hoa cúc, long với qui mô công nghiệp, cung cấp thương phẩm tạo điều kiện áp dụng phổ biến hệ thống chiếu sáng chuyên dụng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao Việt Nam mục tiêu nhiệm vụ 2/ Tình hình sử dụng chiếu sáng nhân tạo trồng trọt Việt Nam nay: 15.2.1/ Nhu cầu sử dụng chiếu sáng nhân tạo ngành trồng trọt Việt Nam phát triển lớn nhanh a/ Trong sở sản xuất giống phương pháp nuôi cấy mô, chiếu sáng nhân tạo thiếu, phải liên tục 18 thắp đèn ngày Cả nước có 50 sở nghiên cứu khoa học nông nghiệp, sở nghiên cứu đầu tư từ đến 10 phòng nuôi cấy mô Tại 60 tỉnh thành phố Việt Nam, tỉnh có sở nuôi cấy mô Riêng tỉnh Lâm Đồng có tới 59 phòng nuôi cấy mô, năm cung cấp tỷ giống cho nước xuất Chỉ riêng doanh nghiệp Đà Lạt – Công ty Công nghệ Sinh học Rừng Hoa Đà Lạt có phòng nuôi cấy mô với 500 giá (2.500 tầng) đợt cung cấp 20-30 triệu giống Chi phí điện dùng chiếu sáng điều hoà nhiệt độ (để bảo đảm nhiệt độ yêu cầu) chiếm tới 55% chi phí sản xuất giống Chiếu sáng phòng nuôi cấy mô (In-vitro) chưa ý nghiên cứu nghiêm túc, thị trường lại sản phẩm chiếu sáng chuyên dụng cho trồng trọt, tất sở phải sử dụng đèn dùng cho mục đích chiếu sáng phục vụ hoạt động thị giác để nhìn rõ, lãng phí lớn điện năng, chất lượng giống không cao, suất hiệu thấp Hiện đa số phòng nuôi cấy mô Việt Nam sử dụng đèn huỳnh quang T10, công suất ống đèn 40W, sử dụng đèn dùng cho mục đích chiếu sáng thông thường có sẵn thị trường mà quang phổ có đỉnh bước sóng 555nm, phù hợp với vùng phổ nhạy mắt người hoạt động thị giác để nhìn cho rõ Hiệu suất sáng đèn huỳnh quang T10 vốn thấp, quang phổ lại phổ bước sóng màu blue vùng (400nm – 500nm) Red (600nm – 700nm) đỉnh phổ hấp thụ chất diệp lục cây, hiệu suất quang hợp sử dụng loại đèn thấp Để thắp sáng ống đèn phần lớn sở nuôi cấy mô Việt nam sử dụng balast sắt từ tổn hao balast cao (tới 10W – 12W), tổn hao làm cho nhiệt độ phòng tăng cao, phải bố trí điều hòa hoạt động liên tục để bảo đảm nhiệt độ yêu cầu 22 ÷ 25 0C Tại phòng này, lại không sử dụng chao chụp Ánh sáng đèn phát hướng phía, chao chụp tập trung ánh sáng vào bề mặt đặt giống (bề mặt cần chiếu sáng) hiệu suất chiếu sáng đèn thấp Một số sở nuôi cấy mô sử dụng đèn Double Wing, ống đèn T5 (Φ17,5 mm) sử dụng ballast điện tử hiệu suất cao, tổn hao ballast đèn huỳnh quang thông thường dùng cho mục đích chiếu sáng, hiệu cao với quang hợp giống Nhược điểm lớn đèn phân bố ánh sáng không đều, độ đồng ánh sáng chiếu lên bình nuôi cấy mô không đạt yêu cầu (Chỉ đạt hệ số đồng 0,4, yêu cầu tối thiểu phải đạt 0,65), giống không đạt độ đồng Quá trình vận hành hệ thống chiếu sáng nhân tạo phòng nuôi cấy mô, việc lựa chọn nguồn sáng chuyên dụng có phổ thích hợp với quang hợp giống thiết kế bố trí đèn tạo đồng phân bố ánh sáng, chưa nghiên cứu phù hợp cường độ chiếu sáng với loại (ưa sáng, ưa bóng, trung tính), bình túi dị dưỡng hay tự dưỡng giai đoạn khác nhân giống Phân bổ phổ xạ nguồn sáng quang hình thái giống chưa quan tâm Việc nghiên cứu trình chiếu sáng thích hợp để huấn luyện nuôi cấy mô trước chuyển vườn ươm chưa ý Hiện phòng nuôi cấy mô sử dụng đèn huỳnh quang T10 40W đèn Double Wing để thúc đẩy quang hợp Phổ phát xạ đèn huỳnh quang thường Chỉ tiêu Giá trị Công suất điện đầu vào (Pin) 47,3W Công suất quang xạ vùng 400 ÷ 800 nm (Poptic) 8,36 W Hiệu suất 17,7 % Công suất quang vùng 400 ÷ 500nm (PBlue) 3,53 W 7,47 % Công suất quang vùng 600 ÷ 700 nm (Pr) 1,10 W 2,33 % Công suất xạ hấp thụ hấp thụ Chlorophyll 3,09 W 6,53% Như vậy, công suất tiêu thụ đèn 47,3W mà có 3,09W Chlorophyll hấp thụ (6,53%) Phổ phát xạ đèn Double Wing Chỉ tiêu Giá trị Hiệu suất Công suất điện đầu vào (Pin) 69 W Công suất quang xạ vùng 400 ÷ 800 nm (Poptic) 15,2 W 21,9 % Công suất quang vùng 400 ÷ 500nm (PBlue) 6,09 W 8,82 % Công suất quang vùng 600 ÷ 700 nm (Pr) 3,10 W 4,49 % Công suất xạ hấp thụ hấp thụ Chlorophyll 5,26 W 7,63 % Như vậy, công suất tiêu thụ đèn 69W mà có 5,26W chlorophyll hấp thụ (7,63%) Chiếu sáng cho nông nghiệp chao chụp, hiệu suất chiếu sáng hữu ích thấp : Hình 1: Trong tầng tủ nuôi cấy mô lắp đèn HQ T10 – 40W, chao chụp, ánh sáng bị phân tán phía, chiếu sáng hữu ích đạt 30% 35% Hình 2: Trong tầng tủ nuôi cấy mô lắp đèn thiết kế có chao chụp tập trung ánh sáng lên bình nuôi cấy mô, chiếu sáng hữu ích đạt 70% - 75% Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng chuyên dụng cho phòng nuôi cấy mô nâng cao hiệu suất sử dụng điện năng, nâng cao hiệu suất quang hợp, nâng cao chất lượng giống, hạ thấp chi phí điện yêu cầu xúc b/ Hiện trạng sản xuất hoa cúc Hoa cúc loại hoa trồng phổ biến Việt Nam, tổng diện tích có khoảng 11000 hecta, nhiều địa phương phát triển với quy mô công nghiệp Trong theo thống kê đến tháng 5/2012, riêng tỉnh Lâm Đồng có tới 7.000 hecta trồng hoa cúc sản xuất hoa cúc thương phẩm, Hà Nội có 2.000 hecta, Tỉnh khác có khoảng 2.000 hecta Do yêu cầu khống chế thời kỳ hoa thời vụ, vùng trồng hoa cúc sử dụng đèn thắp sáng đêm Việc sử dụng loại đèn thắp sáng hoa cúc không hợp lý đèn dây tóc 100W, 75W, đèn compact dùng cho mục đích chiếu sáng thông thường bán thị trường, cộng với chu kỳ thắp sáng không hợp lý nên lượng điện sử dụng lãng phí Chỉ đơn cử điện thắp sáng 7000 hecta hoa cúc Lâm Đồng: Mặc dù gần Đà Lạt thay bóng đèn sợi đốt 60W, 75W, 100W bóng đèn HQ compact 20W số trang trại, tính toàn dùng đèn compact 20W: Cây chiếu sáng sau trồng với thời gian từ 4-8 giờ/đêm (tùy thuộc vào mùa giống cây), mật độ đèn chiếu sáng 1.900 đèn/hecta Mỗi đợt chiếu kéo dài từ 20-30 ngày tùy thuộc vào giống hoa hoa cúc ưa sáng hay nhạy sáng Như vậy, với 3-4 vụ thu hoạch năm số đêm chiếu sáng cho hecta hoa cúc kéo dài từ 60-80 ngày/năm yêu cầu lượng điện 1.900 đèn x x 60 ngày x 20W = 9.120 kWh/năm Vậy tính đến 5/2012, tổng lượng điện cần thiết cho chiếu sáng 7.000 hecta hoa cúc Lâm Đồng ~50.400 MWh/năm Với tốc độ mở rộng diện tích trồng hoa cúc nay, chắn thời gian ngắn nữa, việc thiếu điện cho chiếu sáng hoa cúc trở thành thực Hơn nữa, với giá điện ngày tăng những năm gần đây, chi phí cho điện chiếu sáng dần trở nên chiếm tỷ lệ lớn tổng chi phí cho trồng cúc Trong nhân giống ngắt ngọn, giống mẹ cần phải phát triển dinh dưỡng tới mức độ sinh nhiều ngọn, phải xanh tốt để ngắt nhiều làm nhiều giống tốt Quá trình phải khống chế không hoa Trong trồng hoa thương phẩm, giai đoạn phát triển dinh dưỡng phải tạo cành đủ cao, độ mập, số lá… chuyển sang giai đoạn phát triển sinh sản, hoa để bảo đảm chất lượng độ đồng cành hoa cúc thương phẩm Ngoài người trồng hoa phải khống chế thời gian hoa vào ngày lễ, tết, 8-3, 20-10…Các yêu cầu đòi hỏi phải điều khiển hoa cúc Hoa cúc loại ngày ngắn (SDP), hoa đêm đủ dài từ 8-10 giờ/ chu kỳ 24 Muốn khống chế cúc không hoa, phải dùng chiếu sáng vào đêm, ngắt quãng đêm Các cánh đồng trồng cúc Việt Nam thường dùng đèn sợi đốt, đèn compact dùng cho mục đích chiếu sáng thông thường để điều khiển hoa Tác động nhân tố ngoại cảnh có liên quan đến nhịp sinh học, nhịp điệu ngày đêm điều khiển nở hoa, yếu tố nhiệt độ, độ ẩm nhiều ý nghĩa, mà ánh sáng nhân tố ngoại cảnh quan trọng Để tiếp nhận tín hiệu tác động ánh sáng, chấp nhận tín hiệu tác động tế bào thực vật quan trọng Phytochrome Chất có đỉnh phổ hấp thụ bước sóng đỏ (660 nm) đỏ xa (730 nm) nhạy cảm với tín hiệu ngoại cảnh mức độ yếu Điều khiển hoa cúc cần bước sóng thích hợp với cường độ không lớn ngắt quãng đêm quãng thời gian ngắn Việc sử dụng nguồn sáng dùng chiếu sáng thông thường không thích hợp, quang trì không hợp lý, gây lãng phí lượng lớn Chưa kể thiếu chao chụp nên ánh sáng không tập trung vào đối tượng cúc Đui đèn thắp sáng trời mưa có độ ẩm cao, lại không an toàn cho người trồng trọt Hiện dùng đèn dây tóc, đèn CFL chiếu sáng hoa cúc long, hiệu thấp, tiêu tốn nhiều điện Phổ phát xạ đèn dây tóc Chỉ tiêu Giá trị Công suất điện đầu vào (Pin) 76,2W Công suất quang xạ vùng 400 ÷ 800 nm (Poptic) 7,72 W 10,1 % Công suất quang vùng 600 ÷ 700 nm (Pr) 2,26 W 2,96 % Công suất xạ hấp thụ hấp thụ Phytochrome(Pr) 1,32 W 1,73 % Hiệu suất Như vậy, công suất tiêu thụ đèn 76,2W mà có 2,26W dải bước sóng (600 ÷ 700nm) sắc tố phytocrome Pr hấp thụ 1,32W (1,73%) Phổ phát xạ đèn CFL Chỉ tiêu Giá trị Hiệu suất Công suất điện đầu vào (Pin) 17,6 Công suất quang xạ vùng 400 ÷ 800 nm (Poptic) 3,65W 20,7% Công suất quang vùng 600 ÷ 700 nm (Pr) 0,68 W 3,84% Công suất xạ hấp thụ hấp thụ Phytochrome(Pr) 0,37W 2,13% Như vậy, công suất tiêu thụ đèn 17,6W mà có 0,68W dải bước sóng 600 ÷ 700nm sắc tố phytocrome Pr hấp thụ 0,37W (2,13%) Nghiên cứu hệ thống thiết bị chiếu sáng nhân tạo chuyên dụng cho trồng cúc để tiết kiệm lượng, an toàn thiết bị người sử dụng yêu cầu búc xúc c/ Bài toán cấp thiết long: Thanh long loại mang lại hiệu kinh tế cao (240 – 320 triệu VNĐ/ha, năm Từ xóa đói giảm nghèo trở thành làm giàu cho nông dân Bình Thuận long trở thành ngành trồng trọt mũi nhọn sản phẩm xuất chủ yếu Tỉnh Bình Thuận Thống kê tháng 5/2012, tổng cộng nước diện tích trồng long tới 25.000 hecta (Bình Thuận 18.000hecta, Tây Ninh 2.000 hecta, Tiền Giang 2.500 hecta) Thanh long loại ngày dài (LDP), Nam Trung Bộ Nam Bộ nước ta mùa hè (từ tháng đến tháng 8) hoa đậu trái tốt, thu hoạch sản lượng cao nên giá rẻ hiệu kinh tế thấp Mùa Đông từ tháng đến tháng năm sau, ngày ngắn, cần điều khiển hoa, kết trái để có trái vụ vào dịp tết, cần lượng điện lớn để chong đèn kích thích hoa, kết trái Cũng nơi trồng hoa cúc, việc sử dụng chiếu sáng nhân tạo nguồn sáng thông thường quy trình chưa tối ưu đòi hỏi lượng điện sử dụng lớn, lại không an toàn cho người thiết bị Trong điều kiện tốc độ phát triển diện tích trồng long cao, điện cung cấp năm 2012 lại bị cắt giảm 50% (theo thông báo Phó GĐ Sở NN & PTNT Bình Thuận tháng 8/2012) Vấn đề thiếu điện phát triển diện tích long trầm trọng Cụ thể sử dụng điện chiếu sáng nay: Để chiếu sáng cho long người nông dân sử dụng chủ yếu đèn dây tóc công suất 60W (đèn tròn) với mật độ 1.000-1.300 đèn/hecta (tính trung bình 1.200 đèn/hecta) dần chuyển đổi dùng xen kẽ đèn dây tóc đèn huỳnh quang compact (20W) theo tỉ lệ đèn dây tóc/1 đèn huỳnh quang compact Để kích thích long hoa, tùy vào giống tùy vào tuổi long, thời gian chiếu sáng cho kéo dài từ 15 đến 21 ngày đợt trung bình đợt / năm Thời gian chiếu sang đêm 7-8 tiếng 9-10 tối kết thúc vào 5-6 sáng hôm sau Với 18.000 hecta Bình Tthuận nói riêng, để tránh ạt vào vụ bà tiến hành chiếu sáng luân phiên khoảng 30% diện tích đợt tương ứng với khoảng 6.000 hecta nay, lượng điện tiêu thụ thực tế cho héc ta Thanh Long (nếu dùng đèn dây tóc) đợt chiếu sáng là: 1.200 bóng x 60W x x 15 đêm = 8.640 KWh/đợt, tương ứng với 26.000 KWh/ năm (3 đợt) Tổng lượng điện tiêu thụ cho chiếu sáng Thanh Long nói riêng Tỉnh Bình Thuận cho đợt chiếu sáng 6.000 hecta x 8.640 KWh = 51.840.000 KWh (51.840 MWh) ~ 155.000 MWh năm Đây số vượt qua khả cung ứng ngành điện lực Bình Thuận, dẫn tới việc cắt điện luân phiên cánh đồng trồng long làm giảm đáng kể suất, chất lượng sản phẩm long thu hoạch, làm giảm khả xuất thu nhập bà nông dân Đồng chí Bí thư Tỉnh Ủy Bình Thuận ông Huỳnh Văn Tý Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn Bình Thuận đặt vấn đề xúc phải giải 15.3/ Các vấn đề đặt cần giải nhiệm vụ nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ 15.3.1/ Đối với đối tượng sản xuất giống sản xuất hoa cúc, long có qui mô lớn, diện tích trồng trọt phát triển nhanh cần tập trung nghiên cứu mặt sinh học, vật liệu mới, qui trình sản xuất qui mô công nghiệp hệ thống chiếu sáng chuyên dụng cung cấp thương phẩm cho sở sản xuất nông nghiệp Việt Nam Đó hệ thống chiếu sáng chuyên dụng sử dụng đèn phóng điện áp suất thấp (đèn huỳnh quang, đèn CFL) có phổ xạ phù hợp với phòng nuôi cấy mô, điều khiển hoa cúc long theo ý muốn Chi phí đầu tư hệ thống không lớn, phù hợp với sức mua nhà nông để có khả ứng dụng phổ biến Việt Nam Hệ thống bao gồm: ● Đèn huỳnh quang, huỳnh quang compact tráng lớp bột phát quang chuyên dụng ● Chấn lưu điện tử hiệu suất cao tổn hao thấp ● Đèn compact có bầu nhựa kín, keo gắn chịu nước, chấn lưu điện tử chịu độ ẩm cao, đui đèn kín phù hợp với điều kiện chiếu sáng trời, chịu mưa, chịu nước tưới ẩm ● Chao chụp đèn kèm theo nâng cao hiệu suất chiếu sáng hữu ích Nội dung bao gồm: ● Nghiên cứu chế tạo chất phát quang chuyên dụng sở kết thử nghiệm mẫu công thức thí nghiệm sinh học khác ● Nghiên cứu thiết kế, qui trình công nghệ chế tạo hệ thống chiếu sáng chuyên dụng ● Thực nghiệm ứng dụng hệ thống chiếu sáng với qui mô nhỏ, qui mô đại trà số sở sản xuất nông nghiệp, xây dựng qui trình chiếu sáng nhân tạo nông nghiệp công nghệ cao ● Thiết kế bố trí hệ thống chiếu sáng phòng nuôi cấy mô, vườn hoa cúc long 15.3.2/ Tiến hành nghiên cứu chế tạo thực nghiệm hệ thống thiết bị chiếu sáng chuyên dụng sử dụng nguồn sáng HID (cao áp Natri Metal halide) có cải tiến phổ xạ, phối hợp hai loại với bổ xung thêm nguồn sáng khác để tạo phổ phát xạ thích hợp cho kích thích sinh trưởng điều khiển hoa trồng nhà kính, nhà lưới Tiến hành thử nghiệm với qui mô nhỏ 10 Nội dung bao gồm: ● Nghiên cứu sản xuất nguồn sáng cao áp HID có điều chỉnh phổ thích hợp cho mục đích chuyên dụng trồng trọt ● Thí nghiệm phối hợp loại nguồn tạo phổ xạ cường độ chiếu sáng phù hợp ● Thiết kế chấn lưu, kích, chao chụp phù hợp đối tượng sử dụng ● Thử nghiệm xây dựng qui trình sinh học sử dụng hệ thống chiếu sáng HID nông nghiệp ● Thiết kế bố trí hệ thống chiếu sáng HID nhà kính, nhà lưới ● Thông qua tác động tới sinh trưởng thực vật nguồn sáng này, bổ xung cho việc tối ưu hoá phổ phát quang chất phát quang (điểm 15.3.1) 15.3.3/ Để có sở thực nghiệm tìm phổ phát quang thích hợp cho tăng cường trình quang hợp, điều khiển hoa nhằm chế tạo chất phát quang chuyên dụng đèn phóng điện áp suất thấp (điểm 15.3.1) cần thiết phải nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống chiếu sáng chuyên dụng LED thay đổi tỷ lệ ánh sáng Blue, ánh sáng đỏ tìm bước sóng kích thích có hiệu cao điều khiển hoa cúc, long Đồng thời so sánh tác động phổ liên tục với phổ đơn sắc sinh trưởng thực vật Với nguồn sáng LED chuyên dụng điều khiển hoa cúc, long, tiến hành thăm dò sử dụng Pin lượng mặt trời đặt cánh đồng hoa cúc, long Nam Trung Bộ Nam Bộ nhiều ánh nắng mặt trời cung cấp cho đèn LED, chuẩn bị cho giai đoạn phát triển Trong thời gian – 10 năm tới chất lượng nguồn sáng LED tiếp tục nâng cao, giá thành sản phẩm hạ thấp, cần nâng cấp sở nghiên cứu, thử nghiệm, kiểm tra trình sản xuất kiểm định chất lượng sản phẩm LED Trung tâm R&D Rạng Đông nhằm phát triển việc sử dụng ánh sáng đơn sắc nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nói riêng phát triển sản phẩm chiếu sáng LED Việt Nam nói chung Tiến hành với qui mô nhỏ phục vụ cho việc nghiên cứu phổ phát xạ chất phát quang (điểm 15.3.1) thử nghiệm qui mô nhỏ nhà kính, nhà lưới Nội dung bao gồm: ● Nghiên cứu thiết kế, qui trình công nghệ sản xuất, phương pháp kiểm tra vật liệu linh kiện đầu vào, kiểm tra trình lắp ráp, kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm loại LED BOX, LED Tuýp (sử dụng nuôi cấy mô), LED Bulb, LED High Bay (sử dụng nhà kính, nhà lưới) Thông qua nâng cao chất lượng sản phẩm chiếu sáng LED Việt Nam nói chung 11 ● Tiến hành thử nghiệm sử dụng hệ thống chiếu sáng chuyên dụng LED vài sở sản xuất nông nghiệp, LED sử dụng lượng mặt trời cánh đồng trồng hoa cúc long qui mô thí nghiệm thăm dò 15.4/ Cơ sở khoa học sử dụng chiếu sáng nâng cao hiệu quang hợp 15.4.1 Điều khiển trình quang hợp để khai thác xanh: Quang hợp trình định suất trồng, tổng số chất khô quang hợp tạo chiếm 90 - 95% chất khô thực vật, – 10% chất khô lại tạo khoáng chất Ông Tirimiazep (nhà thực vật học tiếng người Nga) nói: "Bằng cách điều khiển chức quang hợp, người khai thác xanh vô hạn” Điều khiển trình quang hợp bằng: + Phổ ánh sáng kích thích + Thời gian chiếu sáng + Cường độ chiếu sáng Ông Tirimiazep có công trình nghiên cứu mối quan hệ quang hợp suất, biểu diễn công thức sau: Nkt = ((FCO2 L Kf Kkt)n)/10 000 (tấn/ha) - Trong đó: Nkt : suất kinh tế FCO2 : cường độ quang hợp gCO2/dm2/h Kf : hệ số hiệu suất quang hợp L : diện tích n : thời gian quang hợp Kkt : hệ số suất Kết luận rằng: suất tỷ lệ thuận với số quang hợp (cường độ quang hợp, hệ số hiệu suất quang hợp, quang hợp) hệ số kinh tế Quá trình quang hợp hô hấp trồng hai mặt gắn bó sinh trưởng thực vật: Phương trình tổng quát phản ứng quang hợp: Ánh sáng 12 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + Growth 6O2 Respiration Storege Ra cành, lá, trưởng thành, hoa Tích lũy Sự hô hấp Phương trình tổng quát hô hấp: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 689Kcal Màng Màng lục lạp: Cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp chủ yếu lá, bên có chứa nhiều hạt lục lạp, nơi trực tiếp tiến hành trình quang hợp nhờ chất sắc tố, mà chủ yếu sắc tố xanh (diệp lục tố, clorophin) Hạt lục lạp giữa Màng Hạt lục lạp Hạt lục lạp Màng Chất hấp thụ Chất mềm Hô hấp trình phân giải hoàn toàn chất hữu thành sản phẩm vô đồng thời Quang trìnhlượng tổng hợp glucôzơ) từ chất (CO2 H2O) 13 giảihợp phóng cungchất cấphữu chocơ các(đường phản ứng hóa học vô thểcơ nhờ năngSự lượng ánhcủa sáng thụ ban hệ sắc tố thực vật hô hấp câyđược diễnhấp vào đêm - Thực vật thượng đẳng có hai nhóm sắc tố tham gia quang hợp diệp lục carotenoit Trong diệp lục sắc tố đóng vai trò quan trọng quang hợp - Diệp lục có vai trò hấp thu lượng ánh sáng mặt trời, chuyển thành dạng lượng kích thích điện tử phân tử diệp lục - Diệp lục có vai trò vận chuyển lượng vào trung tâm phản ứng Từ phân tử diệp lục hấp thu ánh sáng trung tâm phản ứng quang hợp phải qua hệ thống cấu trúc màng thilacoit gồm nhiều phân tử diệp lục khác Năng lượng ánh sáng phải truyền qua phân tử diệp lục để đến trung tâm phản ứng (P700) - Tham gia biến đổi lượng ánh sáng thành lượng hóa học trung tâm phản ứng P700 nhờ trình quang phosphoryl hóa để hình thành nên ATP NADPH Diệp lục có khả hấp thu ánh sáng chọn lọc, số vùng ánh sáng diệp lục hấp thu mạnh nhất, số vùng bị hấp thu hơn, có vùng không bị hấp thu Điều tạo nên quang phổ hấp thu diệp lục Trong quang phổ hấp thu diệp lục, có hai vùng ánh sáng mà diệp lục hấp thu mạnh tạo nên hai đỉnh hấp thu cực đại Đó vùng ánh sáng đỏ với cực đại 662 nm vùng ánh sáng xanh tím với cực đại 430 nm Ánh sáng xanh không diệp lục hấp thu mà phản xạ toàn nên ta thấy có màu xanh Như vậy, ánh sáng mặt trời chiếu đến có ánh sáng đỏ ánh sáng xanh tím có khả biến đổi thành lượng hóa học quang hợp Nhóm sắc tố carotenoit nhóm sắc tố có màu vàng, - da cam Chúng sắc tố vệ tinh diệp lục Quang phổ hấp thụ nhóm sắc tố vùng ánh sáng xanh có bước sóng 451 – 481 nm Khả hấp thụ ánh sáng carotenoit hệ thống liên kết đơn, đôi định 15.4.2 Cơ sở khoa học việc sử dụng ánh sáng nuôi cấy mô (in-vitro): Bên cạnh yếu tố nồng độ CO 2, nước, nhiệt độ, dinh dưỡng khoáng chất ánh sáng yếu tố quan trọng trình quang hợp invitro: 14 a Cường độ ánh sáng: Khi cường độ ánh sáng tăng cường độ quang hợp tăng Điểm bù điểm bão hòa ánh sáng tiêu quan trọng cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp Điểm bù ánh sáng điểm mà có cường độ quang hợp cường độ hô hấp Khi cường độ ánh sáng lớn điểm bù I qh > Ihh có tích lũy ngược lại Điểm bão hòa ánh sáng điểm mà có cường độ quang hợp đạt cực đại không thay đổi Sau điểm bão hòa ánh sáng, cường độ ánh sáng tiếp tục tăng cường độ quang hợp đạt điểm bão hòa giới hạn nữa Khi cường độ ánh sáng mạnh quang hợp bị ức chế Mỗi loài thực vật có điểm bù điểm bão hòa ánh sáng khác Cây ưa bóng có điểm bão hòa ánh sáng thấp cây ưa sáng b Phổ ánh sáng tác động quang hợp: Phổ hấp thụ diệp lục chủ yếu tập chung vùng ánh sáng màu đỏ có phổ (600nm – 700nm) vùng ánh sáng màu xanh có phổ (400nm – 500nm), trái với độ nhạy phổ hấp thụ ánh sáng mắt người Hình a: Phổ hấp thụ diệp lục Hình b: Phổ nhạy cảm mắt người Việc dùng loại đèn dùng chiếu sáng dân dụng thông thường để chiếu sáng cho trồng, không phù hợp phổ ánh sáng loại đèn chiếu sáng thông thường thiết kế cho phổ ảnh sáng tập trung vùng phổ độ nhạy mắt người (500 - 600 nm), phổ hấp thụ diệp lục trồng tập chung khoảng ánh sáng xanh (400 - 500 nm), ánh sáng đỏ (600 700nm) ánh sáng đỏ xa (700 - 800 nm), số dẫn đến hiệu kích hấp thụ phổ ánh sáng loại đèn chiếu sáng thông thường trồng thấp (hiệu suất quang hợp thấp từ 30% - 60%) - Quang hợp xảy những vùng có ánh sáng mà diệp lục hấp thu Do vậy, có khả quang hợp vùng ánh sáng đỏ xanh tím - Nếu cường độ ánh sáng ánh sáng đỏ (600 – 700 nm) ánh sáng xanh (420 – 470 nm) chiếu đến tia đỏ có lợi cho quang hợp ánh sáng xanh 15 - Nếu số lượng tử ánh sáng ánh sáng xanh có tác dụng hoạt hóa quang hợp mạnh ánh sáng đỏ ánh sáng xanh làm tăng quang khử NADP lên lần so với ánh sáng đỏ, kích thích enzyme RDP – cacboxylaza kích thích hình thành lục lạp… Cấu trúc quang phổ ánh sáng cụ thể ánh sáng màu đỏ (R) màu xanh (B) có tác động mạnh mẽ đến phát triển sinh trưởng hình thái trồng, Ví dụ: Cây ánh sáng 100% màu đỏ: Phổ ánh sáng màu đỏ giúp thúc đẩy trình tăng trưởng chồi, lá, kéo dài thân, mở rộng Cây ánh sáng 70% đỏ, 30% xanh: - Phổ ánh sáng màu xanh giúp thúc đẩy trình tổng hợp chlorophyll, trọng lượng tươi Ánh sáng bước sóng từ 400 – 700 nm kích thích mô cấy có chứa diệp lục tố thu nhận lượng ánh sáng biến đổi thành lượng hóa học kết hợp với CO2 thực phản ứng quang hợp tạo C 6H12O6 Vì vậy, nồng độ CO2 tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng để tạo C 6H12O6 Cường độ ánh sáng cao kết hợp với nồng độ khí CO2 tương ứng thúc đẩy tốc độ quang hợp cải tiến khả sinh trưởng cấy mô in-vitro Ánh sáng tác động lên cấy mô in-vitro nhiều khía cạnh khác dòng photon, phổ ánh sáng (400 -700 nm), chu kỳ chiếu sáng (chu kỳ sáng/chu kỳ tối), hướng chiếu sáng Sự hấp thụ ánh sáng cấy mô phụ thuộc vào đặc tính nguồn chiếu sáng, hình dạng bình chất liệu bình nuôi cấy Cường độ ánh sáng cao kết hợp với gia tăng khí CO bình nuôi cấy mô quang tự dưỡng thúc đẩy khả quang hợp dâu tây, làm gia tăng khối lượng cây, diện tích lá, số lượng hình thành hàm lượng diệp lục tố Cường độ ánh sáng cao nồng độ CO2 thích hợp cải tiến số lượng xòe to chuối Cường độ ánh sáng gia tăng nuôi cấy mô quang tự dưỡng cách dùng phản chiếu ánh sáng đặt bóng đèn Nồng độ khí CO2 bình nuôi cấy mô hai nhân tố quan trọng trình nuôi cấy mô quang tự dưỡng Nuôi cấy mô quang tự dưỡng không sử dụng đường chất hữu nên khí CO nguồn chất thiết yếu để thực phản ứng quang hợp Trong nuôi cấy mô quang dị dưỡng, bình nuôi 16 cấy thường thiết kế kín miệng bình nhỏ nhằm hạn chế nguồn tạp nhiễm từ bên ngoài, điều đồng nghĩa với hạn chế trao đổi khí bên bên bình Ở loại bình nuôi cấy này, thường nồng độ CO bình giảm nhanh chiếu sáng, sau vài lượng CO giảm xuống gần điểm bù Khi nồng độ khí CO2 thấp, tốc độ quang hợp giảm xuống bị ngưng điểm bù CO2 Khí CO2 cần thiết cho quang hợp Vì vậy, gia tăng hệ số trao đổi khí bình nuôi cấy điều cần thiết cho nuôi cấy mô Phương pháp trao đổi khí tự nhiên hay bơm khí trực tiếp giúp cho cấy mô sinh trưởng mạnh, phát triển cân đối có tỷ lệ sống sót cao chuyển giai đoạn vườn ươm 5/ Cơ sở khoa học sử dụng chiếu sáng kích thích điều khiển hoa cúc long a Thực vật trải qua những thay đổi phát triển (giai đoạn phát triển sinh dưỡng) dẫn tới thành thục mặt sinh sản (giai đoạn phát triển sinh sản) Sự thay đổi phát triển bên cho phép thu khả phản ứng với tín hiệu hoa Trong đường hướng điều khiển hoa mặt di truyền có tác động nhân tố ngoại cảnh nhiệt độ (một số loài phải trải qua thời kì lạnh (xuân hoá – vernalization) liên quan đến hooc-môn gibberellins; đường hướng tự dưỡng (autonomous), hoa không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh trừ điều kiện sinh dưỡng bản, thời điểm định trình phát triển, chồi trở nên “xác định” để trở thành chồi hoa Rễ ức chế hoa Ở đây, sâu phân tích đường hướng phụ thuộc ánh sáng (quang chu kỳ) Để nhân tố ngoại cảnh tác động tới cây, tế bào thực vật phải có chất nhận tín hiệu tác động (nhận biết tín hiệu tới) hệ thống dẫn truyền tín hiệu Quá trình phản ứng có ba bước: Nhận tín hiệu, dẫn truyền tín hiệu, phản ứng trả lời b Chất nhận tín hiệu cho phản ứng lục hoá (greening) 17 Chất nhận tín hiệu phản ứng phytochrome (PC), sắc tố gắn với protein đặc hiệu, hấp thụ ánh sáng Chất định vị tế bào chất, mẫn cảm với tín hiệu ngoại cảnh mức độ yếu, tín hiệu khuyếch đại chất truyền thứ cấp Chất truyền tín hiệu thứ cấp tạo tác động giữa phytochrome Gprotein G-protein hoạt hoá enzyme để tạo nên GMP dạng vòng Cyclic GMP (Chất truyền tín hiệu thứ cấp) Ca2+ - calmodulin chất truyền tín hiệu thứ cấp Phản ứng trả lời: Sự dẫn truyền tín hiệu cyclic GMP Ca 2+ - calmodulin hoạt hoá gen, gây biểu gen tổng hợp nên protein, hoạt hoá phản ứng lục hoá Phản ứng trả lời kết thúc protein có vai trò đóng phản ứng hoạt hoá (protein phophatases) c Các phytochrome hoạt động chất nhận tín hiệu ánh sáng nhiều phản ứng trả lời với ánh sáng Cơ chế hoạt động chất tiếp nhận ánh sáng Phytochrome (PC) điều khiển hoa: Sự biến đổi thuận nghịch Phytochrome Hoạt động Phytochrome tác dụng ánh sáng đỏ (R) đỏ xa (FR): 18 Cơ chế hoạt động Phytochrome sở giải thích hoa mùa ngày dài (LDP) ngày ngắn (SDP): ● Thực vật phát triển đợi kỳ hoa ● Cây LDP chờ ngày dài đêm ngắn Cây SDP chờ ngày ngắn đêm dài ● Sau hoa Cũng từ chế hoạt động Phytochrome biến đổi thuận nghịch nó, người ta dùng chiếu sáng nhân tạo để kéo dài ngày, ngắt quãng đêm để điều khiển hoa Chiếu sáng ngắt quãng đêm tốt vào thời điểm giữa đêm, chiếu sáng liên tục số giữa đêm (như thực hiện) ngắt chu kỳ đêm dài thành hai chu kỳ đêm ngắn (Nigh – Interruption Lighting) bật tắt liên tục vài đêm (Cyclic Lighting) Lựa chon bước sóng điều khiển Phytochrome, cường độ chu kỳ tắt bật hợp lý mang lại hiệu điều khiển hoa tốt với chi phí chiếu sáng thấp nhất, nâng cao hiệu cho nhà nông 19 Long days Short days ĐỀ XUẤT Định hướng khoa học công nghệ Tập trung nghiên cứu khoa học nhằm tạo sản phẩm khoa học có giá trị khoa học cao phạm vi ảnh hưởng lớn Các lĩnh vực ưu tiên nghiên cứu bao gồm vật liệu nano chức thông minh, vật liệu cho lượng, vật liệu nano linh kiện cho quang điện tử quang tử, vật liệu nano linh kiện cho cảm biến có độ nhạy cao (cảm biến sinh học) Mục tiêu có công trình công bố tạp chí hàng đầu (Nature, Science, NanoLetters, Physical Review Letters…) giai đoạn 2015-2020 Phát triển, triển khai nghiên cứu ứng dụng nhằm tạo sản phẩm quốc gia lĩnh vực: i Chiếu sắng hiệu suất cao (bao gồm chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang compact tiết kiệm điện chiếu sáng rắn dùng điốt bán dẫn) ii Cảm biến sinh học có độ nhạy cao (cảm biến DNA) 20 iii Vật liệu phủ nano nhằm gia tăng tính chất quang học, điện tính chất học sản phẩm gốm sứ thủy tinh nước iv Vật liệu ứng dụng sản xuất lượng bảo vệ môi trường Tên chương trình: Nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ chiếu sáng rắn Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm Thiết kế, Chế tạo Thử nghiệm – Cục Ứng dụng Phát triển công nghệ - Đơn vị thử nghiệm sản xuất: Công ty Cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông Tính cấp thiết: Hơn hết vấn đề lượng, tiết kiệm, sử dụng hiệu lượng lượng bảo vệ môi trường quan tâm đầu tư nghiên cứu phát triển toàn giới Đối với lượng chiếu sáng, theo báo cáo IEA (Internaltional Energy Agency), tính riêng chiếu sáng dùng bóng đèn dây tóc tiêu thụ khoảng 7% tổng lượng điện tiêu thụ (bằng ½ tổng công suất tất nhà máy điện hạt nhân) Chính việc nghiên cứu phát triển tìm kiếm nguồn lượng thân thiện với môi trường, việc nghiên cứu phát triển thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao đối tượng quan tâm nghiên cứu không nước phát triển Mỹ, Nhật Bản, Châu Âu mà triển khai nước phát triển Trung Quốc, Brasil, Ấn độ Cùng với việc phát triển công nghệ chiếu sáng rắn dùng điốt phát quang ánh sáng trắng, 10 năm gần có xu hướng nghiên cứu khác tập trung ba nước Mỹ, Nhật Bản đặc biệt Trung Quốc (dựa số lượng patent đăng ký báo công bố), việc ứng dụng công nghệ chiếu sáng rắn sản xuất nông nghiệp công nghệ cao Các nghiên cứu gần cho thấy, việc tăng trưởng loại nông nghiệp không phụ thuộc vào trình quang hợp thông thường (dùng ánh sáng trắng), mà tùy thuộc vào giai đoạn phát triển cây, tùy thuộc vào mục đích thu hoạch (cây ăn lá, củ, quả) việc chiếu sáng với bước sóng cường độ thích hợp dùng điốt phát quang (phát ánh sáng đỏ, da cam, xanh nước biển, xanh da trời) nâng cao cách đáng kể hiệu trồng Là nước nông nghiệp, trình công nghiệp hóa, đại hóa, Việt Nam phải đối mặt với nguy thiếu điện trầm trọng việc đầu tư phát triển nguồn cung cấp điện không theo kịp tốc độ tăng trưởng GDP tốc độ phát triển công nghiệp, tốc độ đô thị hóa Trong đó, thiết bị chiếu sáng chủ yếu bóng đèn dây tóc (ở vùng nông thôn) đèn huỳnh quang hiệu suất thấp (ở đô thị) Do việc thay thiết bị chiếu sáng hiệu suất thấp thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao, công suất tiêu thụ thấp nhu cầu tất yếu.Vấn đề chỗ, nay, công nghệ chiếu sáng rắn vấn đề mẻ nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng nước (Rạng đông, Điện Quang…), chưa nhà sản xuất có đủ kinh nghiệm, kiến thức để đầu tư phát triển đưa vào sản xuất thiết bị chiếu sáng hệ (mặc dù số công ty thử nghiệm nhập linh kiện chế tạo đèn chiếu sáng dùng điốt phát ánh sáng trắng) Chính vậy, thời điểm hỗ trợ Nhà Nước, sở nghiên cứu sở sản xuất công nghệ chiếu sáng rắn cần thiết Đối với giáo dục đào tạo, việc xây dựng chương trình nghiên cứu tập trung, dài hạn vừa có định hướng nghiên cứu công nghệ cao (công nghệ gốc), vừa có khả triển khai ứng dụng thực tế phục vụ đời sống sản xuất, giúp hình thành 21 hướng, đề tài nghiên cứu phục vụ không công tác đào tạo sau đại học (thạc sỹ, nghiên cứu sinh) mà thúc đẩy hoạt động nghiên cứu khoa học cán giảng dạy nói riêng trường đại học nói chung Nhận thức vai trò quan trọng công nghệ chiếu sáng rắn tương lai gần, khả ứng dụng chuyển giao công nghệ vào đời sống, sản xuất, đề nghị thực hiện“Nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ chiếu sáng”, với mục tiêu nội dung cụ thể trình bày Mục tiêu: Phát triển thành công công nghệ chiếu sáng rắn hiệu suất cao sở điốt phát quang (light emitting diode) Tạo sản phẩm quốc gia lĩnh vực chiếu sáng hiệu suất cao, chiếu sáng phát triển nông nghiệp công nghệ cao, dân dụng công nghiệp Tạo định hướng nghiên cứu ứng dụng dài hạn phục vụ hoạt động nghiên cứu giải mã công nghệ Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu phát triển công nghệ gốc (core technology) chiếu sáng rắn chế tạo điốt phát ánh sáng trắng điốt phát ánh sáng màu với bước sóng xác định nằm dải bước sóng từ tử ngoại đến hồng ngoại gần nhằm ứng dụng chiếu sáng hiệu suất cao nông nghiệp công nghệ cao - Phát triển mô hình giải pháp hệ thống chiếu sáng thông minh tích hợp công nghệ cảm biến, cảm ứng điều khiển dùng IC Thiết kế chế tạo IC điều khiển chuyên dụng cho hệ thống chiếu sáng - Phát triển thành công công nghệ chế tạo pin mặt trời dạng màng mỏng xây dựng mô hình chiếu sáng rắn sử dụng nguồn điện PMT - Xây dựng mô hình nhà – vườn nông nghiệp công nghệ cao tích hợp công nghệ chiếu sáng rắn dùng điện mặt trời, điều khiển môi trường thông minh (nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng….), xử lý nước thải Dự kiến kết quả: - Phát triển thành công công nghệ chiếu sáng rắn hiệu suất cao cở sở UV-BLUELED bột micro-, nanophosphors - Chế tạo điốt phát quang hiệu suất cao có khả phát ánh sáng trắng phát ánh sáng bước sóng khác phục vụ cho ứng dụng nông nghiệp - Các hệ thống chiếu sáng thông minh hiệu suất cao điều khiển tự động - Thiết kế chế tạo chip (IC) chuyên dụng cho điều khiển tự động thiết bị chiếu sáng - Các hệ thống cảm biến nhiệt độ, độ ẩm - Hệ thống cung cấp điện mặt trời - Xây dựng mô hình nhà vườn công nghệ cao sử dụng điốt phát quang hệ thống điều khiển điện tử (độ ẩm, nhiệt độ) hệ thống cung cấp điện (mặt trời) xử lý tái sử dụng nước thải 22 [...]... thời gian 5 – 10 năm tới chất lượng nguồn sáng LED tiếp tục được nâng cao, giá thành sản phẩm hạ thấp, cần nâng cấp cơ sở nghiên cứu, thử nghiệm, kiểm tra quá trình sản xuất và kiểm định chất lượng sản phẩm LED của Trung tâm R&D Rạng Đông nhằm phát triển việc sử dụng ánh sáng đơn sắc trong nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nói riêng và phát triển sản phẩm chiếu sáng LED ở Việt Nam nói chung Tiến hành... Ánh sáng tác động lên cây cấy mô in-vitro ở nhiều khía cạnh khác nhau như dòng photon, phổ ánh sáng (400 -700 nm), chu kỳ chiếu sáng (chu kỳ sáng/ chu kỳ tối), hướng chiếu sáng Sự hấp thụ ánh sáng của cây cấy mô phụ thuộc vào đặc tính của nguồn chiếu sáng, hình dạng bình và chất liệu bình nuôi cấy Cường độ ánh sáng cao kết hợp với sự gia tăng khí CO 2 trong bình nuôi cấy mô quang tự dưỡng đã thúc đẩy khả... các thiết bị chiếu sáng chủ yếu vẫn là bóng đèn dây tóc (ở vùng nông thôn) và đèn huỳnh quang hiệu suất thấp (ở các đô thị) Do đó việc thay thế các thiết bị chiếu sáng hiệu suất thấp bằng các thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao, công suất tiêu thụ thấp là một nhu cầu tất yếu.Vấn đề là ở chỗ, cho đến nay, công nghệ chiếu sáng rắn vẫn là một vấn đề mới mẻ đối với các nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng trong... vực chiếu sáng hiệu suất cao, chiếu sáng trong phát triển nông nghiệp công nghệ cao, trong dân dụng và công nghiệp Tạo ra một định hướng nghiên cứu ứng dụng dài hạn phục vụ hoạt động nghiên cứu giải mã công nghệ Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu phát triển được các công nghệ gốc (core technology) trong chiếu sáng rắn và chế tạo được các điốt phát ánh sáng trắng và điốt phát ánh sáng màu với bước sóng xác định. .. nhằm tạo ra các sản phẩm quốc gia trong lĩnh vực: i Chiếu sắng hiệu suất cao (bao gồm chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang compact tiết kiệm điện và chiếu sáng rắn dùng điốt bán dẫn) ii Cảm biến sinh học có độ nhạy cao (cảm biến DNA) 20 iii Vật liệu phủ nano nhằm gia tăng tính chất quang học, điện và tính chất cơ học của các sản phẩm gốm sứ và thủy tinh trong nước iv Vật liệu mới ứng dụng trong sản xuất năng... vùng ánh sáng đỏ và xanh tím - Nếu cùng cường độ ánh sáng của ánh sáng đỏ (600 – 700 nm) và ánh sáng xanh (420 – 470 nm) chiếu đến lá thì tia đỏ có lợi cho quang hợp hơn ánh sáng xanh 15 - Nếu cùng số lượng tử ánh sáng thì ánh sáng xanh có tác dụng hoạt hóa quang hợp mạnh hơn ánh sáng đỏ vì ánh sáng xanh làm tăng quang khử NADP lên 2 lần so với ánh sáng đỏ, kích thích enzyme RDP – cacboxylaza và kích... Quang…), chưa một nhà sản xuất nào đã có đủ kinh nghiệm, kiến thức để đầu tư phát triển và đưa vào sản xuất các thiết bị chiếu sáng thế hệ mới này (mặc dù một số công ty đã thử nghiệm nhập linh kiện và chế tạo các đèn chiếu sáng dùng điốt phát ánh sáng trắng) Chính vì vậy, ở thời điểm này sự hỗ trợ của Nhà Nước, của các cơ sở nghiên cứu đối với các cơ sở sản xuất trong công nghệ chiếu sáng rắn là hết sức... – 700nm) và vùng ánh sáng màu xanh có phổ (400nm – 500nm), trái với độ nhạy phổ hấp thụ ánh sáng của mắt người Hình a: Phổ hấp thụ diệp lục của cây Hình b: Phổ nhạy cảm của mắt người Việc dùng các loại đèn dùng trong chiếu sáng dân dụng thông thường để chiếu sáng cho cây trồng, là không phù hợp bởi phổ ánh sáng của các loại đèn chiếu sáng thông thường được thiết kế cho phổ ảnh sáng tập trung trong... nghệ chiếu sáng rắn trong tương lai gần, cũng như khả năng ứng dụng và chuyển giao của công nghệ này vào đời sống, sản xuất, đề nghị thực hiện“Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ chiếu sáng , với mục tiêu và các nội dung cụ thể được trình bày dưới đây Mục tiêu: Phát triển thành công công nghệ chiếu sáng rắn hiệu suất cao trên cơ sở điốt phát quang (light emitting diode) Tạo ra được sản phẩm. .. trình công nghệ sản xuất, phương pháp kiểm tra vật liệu linh kiện đầu vào, kiểm tra quá trình lắp ráp, kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm các loại LED BOX, LED Tuýp (sử dụng trong nuôi cấy mô), LED Bulb, LED High Bay (sử dụng trong nhà kính, nhà lưới) Thông qua đó nâng cao chất lượng sản phẩm chiếu sáng LED của Việt Nam nói chung 11 ● Tiến hành thử nghiệm sử dụng hệ thống chiếu sáng chuyên dụng ... cứu hệ thống chiếu sáng chuyên dụng cho phòng nuôi cấy mô nâng cao hiệu suất sử dụng điện năng, nâng cao hiệu suất quang hợp, nâng cao chất lượng giống, hạ thấp chi phí điện yêu cầu xúc b/ Hiện... hoa Trong trồng hoa thương phẩm, giai đoạn phát triển dinh dưỡng phải tạo cành đủ cao, độ mập, số lá… chuyển sang giai đoạn phát triển sinh sản, hoa để bảo đảm chất lượng độ đồng cành hoa cúc... điện tử chịu độ ẩm cao, đui đèn kín phù hợp với điều kiện chiếu sáng trời, chịu mưa, chịu nước tưới ẩm ● Chao chụp đèn kèm theo nâng cao hiệu suất chiếu sáng hữu ích Nội dung bao gồm: ● Nghiên