Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm xác định quang phổ, cường độ và thời gian chiếu sáng đèn LED phù hợp cho sinh trưởng, năng suất cải củ, cải phụng thu non và xà lách trưởng thành trong điều kiện phòng tối; xác định thời gian chiếu sáng bổ sung đèn LED phù hợp cho sinh trưởng, năng suất của cải củ, cải phụng thu non và xà lách trưởng thành trồng nhiều tầng trong điều kiện nhà lưới.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã ngành: 62 62 01 10 PHAN NGỌC NHÍ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG LED (Light-Emitting Diodes) SẢN XUẤT RAU ĂN LÁ TRONG NHÀ Cần Thơ, 2020 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: PGS.TS Trần Thị Ba Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ Họp tại: Vào lúc Phản biện 1: Phản biện 2: Có thể tìm hiểu luận án thư viện: DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Phan Ngọc Nhí, Nguyễn Thị Kiều Khun, Trần Thanh Hậu, Võ Thị Bích Thủy Trần Thị Ba, 2018 Ảnh hưởng cuả quang phổ đèn LED đến sinh trưởng suất xà lách thủy canh Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, số chuyên đề Phát triển nông nghiệp bền vững tác động biến đổi khí hậu: Thách thức hội tháng 8/2018: 199-205 Phan Ngọc Nhí, Trần Thị Ba, Võ Thị Bích Thủy, Nguyễn Bình Khang, Bùi Thị Cẩm Thu Hồ Thị Cẩm Nhung, 2019 Ảnh hưởng cường độ thời gian chiếu sáng đèn LED đến sinh trưởng suất cải phụng thu non Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam, số năm 2019: 54-59 Phan Ngọc Nhí, Trần Thị Ba, Võ Thị Bích Thủy, Mai Phúc Thạnh, Nguyễn Phương Uyên Nguyễn Thị Anh Thư, 2019 Ảnh hưởng thời gian chiếu bổ sung đèn LED đến sinh trưởng suất xà lách trồng thủy canh nhiều tầng nhà lưới Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số năm 2019: 43-48 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Tính từ năm 2007, 50% dân số giới sinh sống khu vực thành phố theo ước tính đến năm 2050 số đạt 70% Vì thế, ngày nhiều người bắt đầu quan tâm đến sản xuất nông nghiệp thị (Despommier, 2010) Nơng nghiệp thị có lợi ích giúp người dân thành phố thực việc trồng trọt sở thích, hoạt động giải trí sống ngày hai tạo nguồn thực phẩm an tồn cho gia đình hay lớn cung cấp cho người dân sống gần (Kozai, 2016) Trước thực trạng đó, nhiều người dân thành phố tận dụng sân thượng hay ban công để trồng rau cho gia đình sử dụng Tuy nhiên, với diện tích trồng nhỏ hẹp lại thêm thiếu ánh sáng mặt trời nên gây nhiều khó khăn cho người trồng Đèn LED xem nguồn ánh sáng nhân tạo tối ưu việc thay ánh sáng mặt trời cho quang hợp (Shimizu et al., 2011) Đèn LED có nhiều ưu điểm bật tiêu hao điện năng, kích thước nhỏ, tuổi thọ kéo dài nhiệt lượng tỏa ra thấp loại đèn huỳnh quang đèn cao áp (Gupta and Jatothu, 2013, Tewolde et al., 2016) Quan trọng cơng nghệ đi-ốt phát sáng (LED) tạo bước sóng đơn sắc xanh dương đỏ phù hợp cho hấp thu tối đa ánh sáng chlorophyll a chlorophyll b hệ thống quang hợp trồng (Shimokawa et al., 2014) Ở Việt Nam, việc nghiên cứu, ứng dụng ánh sáng nhân tạo LED sản xuất nông nghiệp bắt đầu trọng phát triển Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng đèn LED rau, đặc biệt nhóm rau ăn Chính việc nghiên cứu ứng dụng ánh sáng nhân tạo LED sản xuất rau ăn cần thiết thời điểm 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định quang phổ, cường độ thời gian chiếu sáng đèn LED phù hợp cho sinh trưởng, suất cải củ, cải phụng thu non xà lách trưởng thành điều kiện phòng tối - Xác định thời gian chiếu sáng bổ sung đèn LED phù hợp cho sinh trưởng, suất cải củ, cải phụng thu non xà lách trưởng thành trồng nhiều tầng điều kiện nhà lưới 1.5 Những đóng góp luận án - Luận án xác định được: + Đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương (quang phổ) phù hợp cho sinh trưởng, suất cải củ trắng, cải phụng thu non xà lách trưởng thành + Khi sử dụng đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương có cường độ 107 μmol.m.s chiếu sáng 20 giờ/ngày đêm cho kết sinh trưởng, suất cải củ, cải phụng thu non xà lách trưởng thành hiệu nghiệm thức khác -1 + Với điều kiện trồng nhiều tầng nhà lưới, cải củ, cải phụng thu non xà lách bổ sung đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương cường độ 107 μmol.m2 -1 s 16 giờ/ngày đêm cho hiệu sản xuất tốt - Luận án thể ưu điểm bật việc ứng dụng ánh sáng nhân tạo LED sản xuất rau nhiều tầng so với mơ hình sản xuất truyền thống Là tiền đề để xây dựng, phát triển mơ hình ứng dụng đèn LED trồng rau sản xuất thương mại 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Luận án đóng góp kết nghiên cứu ứng dụng ánh sáng LED sản xuất Làm phong phú thêm sở khoa học cho nghiên cứu sau để tiếp cận xu hướng phát triển sản xuất rau nhà quốc gia có nơng nghiệp tiên tiến - Kết sử dụng bổ sung giáo trình giảng dạy tài liệu tham khảo cho nghiên cứu ảnh hưởng ánh sáng nhân tạo đến số loại rau ăn - Đáp ứng nhu cầu tự sản xuất số loại rau ăn người dân khu đô thị, thành phố lớn thiếu không gian canh tác ánh sáng tự nhiên - Góp phần quan trọng việc xây dựng quy trình sản xuất rau non xà lách trưởng thành theo hướng sản xuất nhiều tầng nhằm tăng sản lượng rau đơn vị diện tích - Là tảng quan trọng cho sở ứng dụng ánh sáng LED sản xuất rau nhiều tầng theo quy mô sản xuất thương mại CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1.1 Khái quát sản xuất trồng nhà Thuật ngữ “plant factory” sử dụng chủ yếu châu Á, để mô tả sở sản xuất nơng nghiệp có ngun tắc hoạt động sở sản xuất công nghiệp điển hình Các sở thiết kế cẩn thận, đầy đủ khu vực tương ứng cho giai đoạn phát triển trồng Điều kiện môi trường bên sở sản xuất nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, nồng độ CO tiêu chuẩn dung dịch dinh dưỡng kiểm sốt theo u cầu Các sở cịn trang bị hệ thống cảm biến điều khiển q trình tự động hóa số cơng đoạn nhà máy (Ting et al., 2016) Đèn huỳnh quang, đèn Natri cao áp đèn LED thường sử dụng làm nguồn chiếu sáng đơn lẻ nguồn chiếu sáng hỗn hợp cho nhà máy sản xuất trồng (Zhang et al., 2015) Trong năm gần đây, đèn LED lựa chọn tốt nguồn ánh sáng nhân tạo có Đèn LED có khả giảm chi phí điện tiêu thụ nhờ trình chuyển đổi hiệu điện sang bước sóng ánh sáng phù hợp cho trồng, đồng thời giảm chi phí làm mát cho nhà máy sản xuất nhờ lượng nhiệt tỏa thấp nguồn sáng nhân tạo khác Bên cạnh đó, thiết kế đèn LED nhỏ gọn phù hợp với việc lắp đặt theo thiết kế trồng nhiều tầng Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao trở ngại lớn việc phát triển ứng dụng đèn LED sản xuất nông nghiệp (Ting et al., 2016) 2.2.2 Ảnh hưởng ánh sáng đến phát sinh hình thái trồng Theo Higuchi and Hisamatsu (2016), ánh sáng khơng sử dụng cho q trình quang hợp trồng mà ánh sáng tín hiệu điều chỉnh sinh trưởng phát triển suốt chu kì sống chúng Khi chất lượng ánh sáng, cường độ ánh sáng thời gian chiếu sáng thay đổi kéo theo biến đổi hình thái thực vật Có thể nhận thấy qua thay đổi cấu trúc hình dáng thực vật nẩy mầm hạt, khởi phát hoa, mở rộng kích thước lá, tránh lân cận, vươn dài thân tổng hợp sắc tố Các tín hiệu ánh sáng tiếp nhận tế bào cảm quang, ảnh hưởng đến đồng hồ sinh học trực tiếp kích hoạt phản ứng sáng Từng bước sóng ánh sáng khác ảnh hưởng lên giai đoạn phát triển trồng Hệ thống quang hợp phản ứng rõ rệt với ánh sáng đỏ (bước sóng 600-680 nm) ánh sáng xanh (bước sóng 380- 480 nm) (Roberto, 2003) Chính thế, nghiên cứu ảnh hưởng bước sóng đèn LED đến sinh trưởng suất trồng, hầu hết tác giả sử dụng bước sóng thuộc ánh sáng đỏ xanh dương 2.2.3.1 Ánh sáng xanh dương Ánh sáng xanh dương có bước sóng từ 400-500 nm, có khả kìm hãm kéo dài thân nhiều loại trồng (Cosgrove, 1981) Việc kết hợp với ánh sáng đỏ điều cần thiết để trồng không bị kéo dài mức (Randall and Lopez, 2014) Ánh sáng xanh có khơng có ánh sáng đỏ ảnh hưởng đến mật độ độ khí khổng Tuy nhiên, thêm lượng ánh sáng xanh dương định vào ánh sáng đỏ độ mở khí khổng gia tăng đáng kể so với ánh sáng đỏ đơn sắc Sự gia tăng độ mở khí khổng làm tăng hấp thu CO2 dẫn đến tăng hoạt động trình quang hợp (Kinoshita et al., 2001) Yêu cầu ánh sáng xanh dương cần thiết cho phát triển bình thường trồng Sự đáp ứng lại trồng ánh sáng xanh dương lần đưa Wheeler et al (1991), đồng thời chứng minh có liên hệ chiều dài thân đậu nành với hàm lượng ánh sáng xanh dương Nghiên cứu Yorio et al (1998) đối tượng lúa mì, khoai tây, đậu nành, xà lách cải củ kết luận để đảm bảo sinh trưởng phát triển bình thường cần phải cung cấp tối thiểu cường độ ánh sáng xanh dương 30 µmol.m -2.s-1 Phổ ánh sáng 450 nm cho phép cryptochrome phototropin phản ứng trồng Cryptochrome làm thay đổi nhịp sinh học (chuyển từ chu trình hơ hấp sang chu trình quang hợp) Protein phototropin kích thích mở khí khổng, uốn cong phía ánh sáng giúp phát triển thân hình thành chất diệp lục Bước sóng ánh sáng xanh dương cịn kích thích tăng trưởng thực vật thơng qua hình thành rễ mạnh mẽ quang hợp với cường độ cao Phổ ánh sáng dùng giai đoạn giống, non giai đoạn sinh trưởng Nếu muốn ngừng phát triển bước sóng phải giảm bớt loại bỏ (Cosgrove, 1981) 2.2.3.2 Ánh sáng đỏ Ánh sáng đỏ có bước sóng khoảng 600-700 nm Một vai trò phổ biến ánh sáng đỏ tham gia vào hoạt động sinh lý quan trọng quang hợp Cụ thể, ánh sáng đỏ đèn LED bước sóng 660 nm, gần với đỉnh hấp thụ diệp lục tố (Massa et al., 2008) Do đó, đèn LED màu đỏ sử dụng để thúc đẩy hiệu hoạt động quang hợp, dẫn đến tăng sinh khối suất tổng Tuy nhiên, ánh sáng đỏ đơn sắc khơng đủ để làm cho trồng đạt suất chất lượng tối ưu Trong điều kiện có ánh sáng đỏ đơn sắc, trục hạ diệp nhiều loại hai mầm bị vươn dài mức (Hoenecke et al., 1992) Nhưng kết hợp với ánh sáng xanh (400 -500 nm) lại kiểm soát dãn dài thân, cuống ngăn chặn bất thường hình thái khác so với sử dụng ánh sáng đỏ (Goins et al., 1998, Kigel and Cosgrove, 1991) Ánh sáng đỏ bước sóng quan trọng trình quang hợp, hoa, đậu trái Được dùng để mở rộng chu kì ánh sáng, kích thích hoa cho ngày dài (cây long, hoa lay ơn,…) ngăn chặn hoa ngày ngắn (hoa cúc…) Đặc biệt với ánh sáng đỏ phát từ đèn Natri cao áp tốt cho hoa hình thành trái (Roberto, 2003) Để tạo điều kiện tối hảo cho sinh trưởng trồng, yếu tố định nằm chỗ chọn nguồn sáng thích hợp màu sắc, cường độ thời gian chiếu sáng (Roberto, 2003 Sirtatutas et al., 2014) Ở số loài thực vật xà lách, thuốc lá, ánh sáng yếu tố quan trọng tác động đến trình nẩy mầm hạt Theo Borthwick et al (1952) chứng minh rằng, ánh sáng đỏ (600-700 nm) thúc đẩy nẩy mầm đa số giống xà lách ánh sáng đỏ xa (700-800 nm) cho kết ngược lại Ánh sáng đỏ thúc đẩy trình nẩy mầm hạt giống cách bổ sung GA vào hạt giống Nhưng trái lại, bổ sung ABA ngăn chặn trình nẩy mầm Như vậy, hàm lượng nội sinh GA ABA điều chỉnh ánh sáng Trong thực tế, hàm lượng nội sinh GA ABA điều chỉnh trái ngược điều kiện sáng Phytochrome điều chỉnh sinh tổng hợp GA q trình nẩy mầm ABA tích lũy hạt kích hoạt tình trạng ngủ nghỉ làm ngăn cản trình nẩy mầm CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1.1 Thời gian, địa điểm: từ tháng 5/2016 đến tháng 1/2019 Nhà lưới Nghiên cứu Rau sạch, khoa Nông Nghiệp, trường Đại học Cần Thơ 3.1.2 Vật liệu: Các loại đèn LED với bước sóng tỉ lệ bước sóng khác cung cấp cơng ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đơng Giống xà lách GN 63 cung cấp công ty trách nhiệm hữu hạn Nguyên Nông (Gino) Giống cải củ trắng cải xanh đuôi phụng (cải phụng) thu non công ty trách nhiệm hữu hạn thương mại Trang Nơng cung cấp (b) (c) (a) (d) Hình 3.1 Đèn LED với quang phổ khác sử dụng thí nghiệm (a) đèn LED biến áp, (b) LED đỏ (c) LED xanh dương (d) LED 50% đỏ: 50% xanh dương Hình 3.2b Kệ tầng trồng rau thực tế bố trí 3.2 Nội dung nghiên cứu: nội dung với thí nghiệm (4 thí nghiệm rau thu non thí nghiệm thực xà lách trưởng thành) (Hình 3.5) Hình 3.5 Sơ đồ bước nghiên cứu luận án 3.3 Phương pháp nghiên cứu (1) Ảnh hưởng quang phổ đèn LED: bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên với lặp lại rau non lặp lại xà lách trưởng thành Các nghiệm thức bao gồm loại quang phổ đèn LED ánh sáng tự nhiên (Hình 3.6): (1) LED đỏ (660 nm), (2) LED xanh dương (450 nm), (3) LED trắng, (4) LED 50% đỏ:50% xanh dương, (5) LED 60% đỏ:40% xanh dương, (6) LED 70% đỏ:30% xanh dương, (7) LED 80% đỏ:20% xanh dương (8) Ánh sáng tự nhiên (ĐC) (2) Ảnh hưởng cường độ thời gian chiếu sáng đèn LED: bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên yếu tố với lần lặp lại Yếu tố A gồm thời gian chiếu sáng: 14/10, 16/8, 18/6, 20/4, 22/2 24/0 (sáng/tối) Yếu tố B gồm mức cường độ ánh sáng: 40, 66, 107 137 μmol.m-2.s-1, tương ứng 1, 2,3 thành đèn LED 80% đỏ:20 % xanh dương (chọn từ nội dung 1) (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Hình 3.6 Các nghiệm thức quang phổ đèn LED ánh sáng tự nhiên (a) LED đỏ, (b) LED xanh dương, (c) LED trắng, (d) LED 50% đỏ:50% xanh dương, (e) LED 60% đỏ:40% xanh dương, (f) LED 70% đỏ:30% xanh dương, (g) LED 80% đỏ:20% xanh dương (h) ánh sáng tự nhiên (3) Ảnh hưởng thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED điều kiện trồng nhiều tầng nhà lưới: bố trí hồn tồn ngẫu gồm nghiệm thức với lần lặp lại rau non lần lặp lại xà lách trưởng thành Các nghiệm thức gồm: (1) Bổ sung 10 giờ, (2) Bổ sung 12 giờ, (3) Bổ sung 14 giờ, (4) Bổ sung 16 giờ, (5) Bổ sung 18 (6) Bổ sung 20 Sử dụng đèn LED 80% đỏ: 20% xanh dương, cường độ 107 μmol.m-2.s-1 (chọn từ nội dung 2) Hình 3.7 b Tầng trồng rau non với đèn LED Hình 3.8 Tổng quan khu vực bố trí thí nghiệm bổ sung ánh sáng đèn LED kệ tầng trồng xà lách (4) Hiệu mơ hình trồng rau ăn nhà có sử dụng đèn LED so với sản xuất truyền thống: bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên gồm nghiệm thức với 7-9 lần lặp lại Các nghiệm thức gồm: Trồng kệ (3 tầng) có sử dụng đèn LED (80% đỏ: 20% xanh dương, cường độ 107 μmol.m-2.s-1 thời gian chiếu sáng bổ sung 16 giờ/ngày đêm - chọn từ nội dung 3) (Kệ tầng thủy canh + LED), xanh dương LED đơn sắc xanh dương (với chiều cao dao động từ 13,9 - 14,6 cm thời điểm thu hoạch) Các nghiệm thức LED trắng, LED 50% đỏ: 50% xanh dương đối chứng cho chiều cao thấp (Bảng 4.15 Hình 4.7) Tác động kéo dài thân ánh sáng LED đỏ giải thích tương tự rau non Bảng 4.15 Chiều cao xà lách ảnh hưởng quang phổ đèn LED qua NSKG Chiều cao xà lách (cm) qua NSKG Quang phổ đèn LED 14 21 28 35 LED đỏ 3,98a 10,1a 14,8a 20,7a LED xanh dương 2,90b 5,89b 9,39b 14,6b LED trắng 2,60c 5,13d 8,57cd 12,0d c d e LED 50% đỏ:50% xanh dương 2,50 4,90 7,67 12,2d c cd d LED 60% đỏ:40% xanh dương 2,55 5,23 8,36 13,4c c b bc LED 70% đỏ:30% xanh dương 2,58 5,89 9,05 13,9bc b bc bc LED 80% đỏ:20% xanh dương 2,98 5,56 9,02 13,9bc c d cd Ánh sáng tự nhiên – ĐC 2,48 4,99 8,58 12,2d F ** ** ** ** CV (%) 8,53 6,52 4,75 4,58 Trong cột số có chữ theo sau giống khác biệt khơng ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Hình 4.7 Xà lách mức quang phổ thời điểm thu hoạch (a) LED đỏ, (b) LED xanh dương, (c) LED trắng, (d) LED 50% đỏ:50% xanh dương, (e) LED 60% đỏ:40% xanh dương, (f) LED 70% đỏ:30% xanh dương, (g) LED 80% đỏ:20% xanh dương (h) ánh sáng tự nhiên b Số Kết thí nghiệm cho thấy, LED 80% đỏ:20% xanh dương cho kết số nhiều (ngoại trừ thời điểm 14 NSKG) Cụ thể thời điểm thu 14 hoạch - 35 NSKG, xà lách trồng ánh sáng LED 80% đỏ:20% xanh dương có số cao (17,5 lá/cây), khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng (11,9 lá/cây) LED đơn sắc đỏ LED đỏ, xanh dương kết hợp theo tỉ lệ 70:30, 60:40 50:50 cho kết số trung bình dao động từ 15,1-15,3 lá/cây, kết thấp tìm LED đơn sắc xanh dương LED trắng (Bảng 4.16) Quang phổ đèn LED làm ảnh hưởng đến số xà lách, ánh sáng LED đỏ, xanh dương kết hợp LED đơn sắc đỏ cho phát triển số nhanh điều kiện ánh sáng tự nhiên từ thời điểm 21 NSKG đến thu hoạch, tốt ánh sáng LED 80% đỏ: 20% xanh dương Bảng 4.16 Số xà lách ảnh hưởng quang phổ đèn LED qua NSKG Quang phổ đèn LED LED đỏ LED xanh dương LED trắng LED 50% đỏ:50% xanh dương LED 60% đỏ:40% xanh dương LED 70% đỏ:30% xanh dương LED 80% đỏ:20% xanh dương Ánh sáng tự nhiên – ĐC F CV (%) Số xà lách (lá/cây) qua NSKG 14 21 28 35 1,62b 5,40a 9,60bc 16,7b 1,13d 4,19bc 7,55d 10,9e 1,23cd 4,05c 7,46d 10,6e cd a c 1,24 5,08 9,58 15,2c bd a c 1,38 5,20 9,57 15,1c bd a ab 1,40 5,21 10,2 15,3c bc a a 1,46 5,09 10,3 17,5a a b d 1,91 4,45 8,06 11,9d ** ** ** ** 17,7 6,92 6,57 5,07 Trong cột số có chữ theo sau giống khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% a Khối lượng Khối lượng xà lách thủy canh trồng đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương LED đơn sắc đỏ đạt cao (30,5 31,0 g), LED 70% đỏ:30% xanh dương, 60% đỏ:40% xanh dương 50% đỏ:50% xanh dương (24,2, 21,2 20,0 g, tương ứng), khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức ánh sáng tự nhiên (14,4 g), LED trắng cho kết khối lượng xà lách thấp (Hình 4.9) Mặc kết tương đương khối lượng cây, nhiên qua thực tế quan sát từ nghiên cứu, xà lách trồng nghiệm thức LED đỏ thể vươn dài lóng, kích thước lớn yếu ớt, thay đổi đặc tính hình thái giống - non có khuynh hướng cuộn lại thành búp trưởng thành giống GN 63 Trong xà lách trồng LED 80% đỏ:20% xanh dương gần giữ đặc tính vốn có giống, giống trồng điều kiện ánh sáng mặt trời bình thường 15 Khối lượng (g/cây) 36 31,0a 30,5a 24,2b 27 21,2c 20,0c 18 14,4d 13,8d 9,23e Đỏ Xanh dương Trắng 50R:50B 60R:40B 70R:30B 80R:20B ASTN-ĐC Quang phổ đèn LED Hình 4.9 Khối lượng xà lách ảnh hưởng quang phổ đèn LED thời điểm thu hoạch b Năng suất tổng suất thương phẩm Sử dụng ánh sáng LED 80% đỏ:20% xanh dương LED đơn sắc đỏ cho suất xà lách cao nhất, cao 111 đến 114% so với nghiệm thức đối chứng (Hình 4.10) Khi tỉ lệ ánh sáng LED đỏ giảm dần từ 70% đỏ:30% xanh dương xuống 50% đỏ:50% xanh dương khuynh hướng suất xà lách giảm theo, nhiên cao từ 38,5 đến 67,5% so với nghiệm thức ánh sáng tự nhiên Ánh sáng LED trắng cho suất xà lách thấp – tương đương 64,1% so với nghiệm thức đối chứng 3,2 Năng suất (kg/m2) 2,51a 2,4 Năng suất tổng Năng suất thương phẩm 2,18a 1,96b 1,72c 1,62c 1,6 1,12d 0,96e 0,8 0,0 Đỏ Xanh dương 1,33c 0,75e 2,47a 2,08a 1,66b 1,38c 1,17d 1,08d 0,67f Trắng 50R:50B 60R:40B 70R:30B 80R:20B ASTN-ĐC Quang phổ đèn LED Hình 4.10 Năng suất xà lách ảnh hưởng quang phổ đèn LED thời điểm thu hoạch 16 Khuynh hướng kết tương tự tìm thấy tiêu suất xà lách thương phẩm (Hình 4.10) Như vậy, kết thí nghiệm thấy khối lượng cây, suất tổng suất thương phẩm xà lách thủy canh có xu hướng gia tăng theo gia tăng tỉ lệ ánh sáng LED đỏ Tuy nhiên, cần có kết hợp với ánh sáng xanh dương để kiểm sốt dãn dài thân, cuống ngăn chặn bất thường hình thái khác so với sử dụng ánh sáng đỏ (Goins et al., 1998, Hoenecke et al., 1992) Kết thí nghiệm phù hợp với nghiên cứu Shin et al (2014) Zhang et al (2017) cho ánh sáng đỏ kết hợp ánh sáng xanh dương với tỉ lệ 80R:20B làm tăng khối lượng (g/cây) 4.2 Ảnh hưởng cường độ ánh sáng thời gian chiếu sáng đèn LED 4.2.1 Cải củ cải phụng thu non a Khối lượng Kết Bảng 4.32 cho thấy, có tương tác nhân tố cường độ thời gian chiếu sáng đến khối lượng cải củ thu non, cường độ 107 137 μmol.m-2.s1 kết hợp thời gian chiếu sáng 20 22 giờ/ngày đêm cho khối lượng cao (1,12-1,15 g/cây) cường độ 40 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 14,16 18 giờ/ngày đêm cho khối lượng thấp (0,57-0,58 g/cây) Bảng 4.32 Khối lượng (g/cây) cải củ thu non thời gian chiếu sáng với mức cường độ ánh sáng đèn LED thời điểm thu hoạch Thời gian (sáng/tối) (A) 14/10 16/8 18/6 20/4 22/2 24/0 Trung bình (B) F CV (%) = 3,46 40 0,57k 0,58k 0,58k 0,73j 0,79i 0,85gh 0,68c Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) 66 107 137 0,80i 0,81hi 0,86g 0,82gi 0,96f 1,01de gi de 0,83 1,01 1,07c 0,96f 1,15a 1,14a 0,98ef 1,14a 1,12ab 1,01de 1,08bc 1,05cd 0,90b 1,03a 1,04a ** ** F(A) , F(B) , F(A x B)** Trung bình (A) 0,76d 0,84c 0,87b 1,00a 1,01a 1,00a Những số có chữ theo sau giống cột hàng khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% Kết ảnh hưởng tương tự cường độ thời gian chiếu sáng đến khối lượng tìm thấy giống cải phụng thu non (Bảng 4.33), cường độ 107 137 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 20, 22 24 giờ/ngày đêm cho khối lượng cải phụng đạt cao (0,36-0,37 g/cây), thấp cường độ 40 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 14/10 16/8 Trong thí nghiệm này, 17 cường độ chiếu sáng cao thời gian chiếu sáng kéo dài làm gia tăng khối lượng cải củ cải phụng thu non Sự ảnh hưởng khác biệt khối lượng dẫn đến khác biệt suất Bảng 4.33 Khối lượng (g) cải phụng thu non thời gian chiếu sáng với mức cường độ ánh sáng đèn LED thời điểm thu hoạch Thời gian (sáng/tối) (A) 14/10 16/8 18/6 20/4 22/2 24/0 Trung bình (B) F CV (%) = 0,09 40 0,11kl 0,10l 0,13j 0,15i 0,13j 0,15i 0,13c Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) 66 107 137 0,18h 0,26e 0,27e 0,21g 0,31c 0,30cd g d 0,21 0,29 0,30cd f a 0,25 0,37 0,37a d ab 0,29 0,36 0,36ab 0,28e 0,36ab 0,37a 0,24b 0,33a 0,33a ** ** F(A) , F(B) , F(A x B)** Trung bình (A) 0,21c 0,23b 0,23b 0,28a 0,28a 0,29a Những số có chữ theo sau giống cột hàng khác biệt khơng ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% b Năng suất thương phẩm Năng suất thương phẩm cải củ thu non có tương tác cường độ thời gian chiếu sáng đèn LED (Bảng 4.36), cường độ 107 μmol.m-2.s-1 kết hợp với thời gian chiếu sáng 20/4 22/2 (3,30 3,32 kg/m 2) cao tương đương cường độ 137 μmol.m-2.s-1 kết hợp chiếu sáng 18, 22 24 giờ/ngày đêm (3,14-3,37 kg/m2) thấp cường độ 40 μmol.m-2.s-1 kết hợp chiếu sáng 14, 16 18 giờ/ngày đêm (1,852,01 kg/m2) Bảng 4.36 Năng suất thương phẩm (kg/m2) củ thu non thời gian chiếu sáng với mức cường độ ánh sáng đèn LED thời điểm thu hoạch Thời gian (sáng/tối) (A) 14/10 16/8 18/6 20/4 22/2 24/0 Trung bình (B) F CV (%) = 6,15 40 1,85h 1,99h 2,01h 2,28g 2,27g 2,25g 2,11c Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) 66 107 137 fg de 2,34 2,88 2,95ce 2,53f 2,98ce 3,12bd 2,82e 2,99ce 3,14ac ce ab 2,91 3,30 3,10bd e ab 2,81 3,32 3,37a bd ce 3,08 2,97 3,26ab b a 2,75 3,07 3,16a F(A)**, F(B)**, F(A x B)** Trung bình (A) 2,50c 2,66b 2,74b 2,90a 2,94a 2,89a Những số có chữ theo sau giống cột hàng khác biệt khơng ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% 18 (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 4.11 Cải củ thu non mức thời gian chiếu sáng (a) 14/10, (b) 16/8, (c) 20/4, (e) 22/2 (f) 24/0 với cường độ ánh sáng 107 μmol.m-2.s-1 thời điểm thu hoạch Kết Bảng 4.37 cho thấy, có tương tác cường độ thời gian chiếu sáng đèn LED đến suất thương phẩm cải phụng thu non, cường độ 137 μmol.m2 -1 s kết hợp chiếu sáng 20, 22 24 giờ/ngày đêm đạt cao (2,10-2,25 kg/m2), khác biệt không ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức cường độ 107 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 20/4 22/2 (2,22 2,23 kg/m 2) Theo Michael (2015), đa số nghiên cứu ứng dụng đèn LED để trồng sử dụng ánh sáng đèn có cường độ nhỏ 200 µmol.m-2.s-1 Bảng 4.37 Năng suất thương phẩm (kg/m2) cải phụng thu non thời gian chiếu sáng với mức cường độ ánh sáng đèn LED thời điểm thu hoạch Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) Thời gian Trung bình (sáng/tối) (A) (A) 40 66 107 137 14/10 0,96j 1,33fh 1,76de 1,81de 1,47c 16/8 1,04ij 1,49f 1,87de 1,85de 1,56b hi f de de 18/6 1,16 1,48 1,87 1,85 1,59b 20/4 1,21gi 1,71e 2,22a 2,16ab 1,82a 22/2 1,22gi 1,92ce 2,23a 2,25a 1,90a 24/0 1,39fg 1,98bd 1,96bd 2,10ac 1,86a Trung bình (B) 1,16c 1,65b 1,98a 2,00a ** ** F F(A) , F(B) , F(A x B)* CV (%) = 8,92 Những số có chữ theo sau giống cột hàng khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan; ** *: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% 5% 19 (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 4.12 Cải phụng thu non mức thời gian chiếu sáng (a) 14/10, (b) 16/8, (c) 20/4, (e) 22/2 (f) 24/0 với cường độ ánh sáng 107 μmol.m-2.s-1 thời điểm thu hoạch 4.2.2 Xà lách thủy canh a Khối lượng Kết Bảng 4.50 cho thấy, khối lượng xà lách có tương tác cường độ ánh sáng thời gian chiếu đèn LED, cường độ 107 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 20 22 giờ/ngày đêm cho khối lượng xà lách tương đương (33,9 34,6 g/cây), cao tất nghiệm thức kết hợp lại thấp (5,30 g/cây) thời gian chiếu sáng 14 kết hợp cường độ 40 μmol.m-2.s-1 Bảng 4.50 Khối lượng xà lách (g/cây) thời gian chiếu sáng với mức cường độ ánh sáng đèn LED thời điểm thu hoạch Thời gian (sáng/tối) (A) 14/10 16/8 18/6 20/4 22/2 24/0 Trung bình (B) F CV (%) = 4,74 40 5,30p 8,64o 8,45o 13,1n 16,8l 17,6l 11,6d Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) 66 107 137 12,0n 17,7l 22,5gh 14,8m 21,1ij 17,4l 19,4k 21,5hi 20,0jk 22,2gi 33,9a 25,1e 27,7d 34,6a 23,2fg 24,0ef 29,4c 30,8b c a 20,0 26,4 23,1b F (A)**, F (B)**, F (A x B)** Trung bình (A) 14,4d 15,5d 17,3c 23,6b 25,6a 25,5a Những số có chữ theo sau giống cột hàng khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% 20 b Năng suất thương phẩm Năng suất thương phẩm xà lách có tương tác cường độ ánh sáng thời gian chiếu sáng (Bảng 4.52), cao tổ hợp cường độ 107 μmol.m-2.s-1 với mức thời gian chiếu sáng 20/4 22/2 (2,53-2,57 kg/m2), tổ hợp 137 với 24/0 (2,28 kg/m2) 66 với 22/2 (2,01 kg/m2), khác biệt có ý nghĩa thống kê so với tổ hợp lại Cường độ ánh sáng 40 kết hợp với thời gian chiếu sáng (từ 14-24 giờ) cho suất thương phẩm thấp (dưới 1,50 kg/m 2) Bảng 4.52 Năng suất thương phẩm xà lách (kg/m2) thời gian chiếu sáng với mức cường độ ánh sáng đèn LED thời điểm thu hoạch Thời gian (sáng/tối) (A) 14/10 16/8 18/6 20/4 22/2 24/0 Trung bình (B) F CV (%) = 5,30 Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) 40 66 107 137 0,37n 0,91l 1,29ij 1,58fg 0,64m 1,04k 1,53fg 1,24j m hi gh 0,62 1,40 1,48 1,31ij kl gh a 0,97 1,48 2,53 1,82e j d a 1,27 2,01 2,57 1,61f ij e c 1,32 1,80 2,15 2,28b 0,86d 1,44c 1,93a 1,64b ** ** F (A) , F (B) , F (A x B)** Trung bình (A) 1,04d 1,11d 1,20c 1,70b 1,86a 1,89a Những số có chữ theo sau giống cột hàng khác biệt khơng ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% Sở dĩ suất thương phẩm xà lách đạt cao tổ hợp 107 với 20/4 22/2 khối lượng suất tổng xà lách tổ hợp cao mà khối lượng thành phần suất, bên cạnh tiêu sinh trưởng (chiều cao cây, số cây) có khuynh hướng 4.3 Ảnh hưởng thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED 4.3.1 Cải củ cải phụng thu non trồng nhiều tầng điều kiện nhà lưới * Năng suất tổng suất thương phẩm Năng suất tổng suất thương phẩm cải củ thu non thời gian bổ sung đèn LED khác biệt có ý nghĩa thống kê (Hình 4.13) Năng suất cao thời gian bổ sung 18 20 giờ/ngày đêm (3,15-3,31 kg/m2), khác biệt không ý nghĩa thống kê so vớ chiếu sáng bổ sung 16 (3,05 kg/m2) thấp bổ sung 10 12 giờ/ngày đêm Năng suất thương phẩm chiếu sáng bổ sung 16, 18 20 giờ/ngày đêm tương đương (dao động 2,90-3,13 kg/m2), cao có ý nghĩa thống kê so với mức thời gian chiếu sáng 10, 12 10 (2,50-2,61 kg/m2) 21 Năng suất (kg/m+2) 4,0 3,0 Năng suất tổng 3,31a Năng suất thương phẩm 3,15a 3,13a 3,01a 3,05ab 2,90a 2,77bc 2,64c 2,57b 2,57d 2,61b 2,50b 2,0 1,0 0,0 10 12 14 16 18 Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm) 20 Hình 4.13 Năng suất cải củ thu non thời gian bổ sung ánh sáng thời điểm thu hoạch Năng suất tổng suất thương phẩm cải phụng thu non có khuynh hướng với cải củ thu non (Hình 4.14) Bổ sung ánh sáng dài (16, 18 20 giờ/ngày đêm cho suất tổng (dao động 2,81-2,95 kg/m2) suất thương phẩm (dao động 2,80-2,93 kg/m2) cao có ý nghĩa qua phân tích thống kê so với bổ sung ánh sáng ngắn 10, 12 14 (năng suất tổng dao động 2,17-2,32 kg/m2) suất thương phẩm 2,17-2,29 kg/m2) Năng suất (kg/m2) 3,6 Năng suất tổng 2,7 2,81a 2,80a 2,81a 2,80a 2,95a 2,93a 2,17b 2,17b 2,17b 2,17b 2,32b 2,29b 1,8 0,9 0,0 10 12 14 16 18 20 Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm) Hình 4.14 Năng suất cải phụng thu non thời gian bổ sung ánh sáng thời điểm thu hoạch 4.3.2 Xà lách trồng nhiều tầng điều kiện nhà lưới a Khối lượng Kết Hình 4.15 cho thấy xà lách trồng điều kiện nhà lưới kệ nhiều tầng chiếu sáng bổ sung 16, 18 20 giờ/ngày đêm cho khối lượng 22 Khối lượng (g/cây) cao (20,4-22,0 g/cây 25 NSKG đến 39,5-40,1 g/cây 31 NSKG) cao có ý nghĩa qua phân tích thống kê so với chiếu sáng bổ sung 12 14 giờ/ngày đêm thấp bổ sung 10 (12,6, 18,1 20,6 g/cây 25, 28 31 NSKG) Kết tiêu hoàn toàn phù hợp với tiêu sinh trưởng 48 25 NKSG 39,5a 34,1b 36 24 40,1a 31 NSKG 39,9a 28 NSKG 20,6d 18,1d 12,6d 27,0c 22… 15,4c 30,6a 27,6b 30,0a 22,0a 20,4a 18,4b 30,1a 20,4a 12 10 12 14 16 18 20 Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm) Hình 4.15 Khối lượng xà lách mức thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED qua thời điểm khảo sát b Năng suất thương phẩm Năng suất thương phẩm (kg/m2) Năng suất thương phẩm xà lách thời gian chiếu sáng bổ sung 16, 18 20 cho suất thương phẩm lần lược 1,61-1,73 kg/m2, 2,39-2,45 kg/m2 3,09-3,15 kg/m2, tương ứng 25, 28 31 NSKG cao nghiệm thức chiếu sáng bổ sung thời gian ngắn 10, 12 14 giờ, thấp nghiệm thức bổ sung 10 (1,02, 1,45 1,62 kg/m2, tương ứng 25, 28 31 NSKG) (Hình 4.17) 4,0 25 NKSG 28 NSKG 3,0 2,0 31 NSKG 3,15a 3,15a 3,09a 2,68b 2,45a 1,62d 1,45d 1,02d 2,13c 1,79c 1,22c 2,20b 1,61ab 1,46b 2,39a 1,73a 2,40a 1,60a 1,0 0,0 10 12 14 16 18 20 Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm) Hình 4.17 Năng suất thương phẩm xà lách mức thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED thời điểm khảo sát 23 4.4 Hiệu mơ hình trồng rau sử dụng đèn LED 4.4.1 Mơ hình sản xuất cải củ cải phụng thu non a Năng suất tổng suất thương phẩm Năng suất tổng suất thương phẩm cải củ thu non nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống kê vào thời điểm thu hoạch - 13 NSKG (Hình 4.20), cao điều kiện ngồi đồng (năng suất tổng 3,84 kg/m suất thương phẩm 3,26 kg/m2) suất thương phẩm khác biệt khơng ý nghĩa qua phân tích thống kê so với trồng kệ tầng thủy canh có chiếu sáng đèn LED (2,89 kg/m2), cao có ý nghĩa qua phân tích thống kê so với thủy canh + ánh sáng tự nhiên (2,09 kg/m2) Năng suất (kg/m2) 4,8 3,6 Năng suất tổng Năng suất thương phẩm 3,05b 2,89a 2,15c 2,4 3,84a 3,26a 2,09b 1,2 0,0 Thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện đồng Mơ hình sản xuất rau non Hình 4.20 Năng suất cải củ thu non mơ hình sản xuất Năng suất tổng suất thương phẩm cải phụng thu non cao điều kiện nhà lưới, kệ tầng thủy canh + LED (2,81 kg/m2/tầng 2,80kg/m2/tầng) với tỉ lệ suất thương phẩm/năng suất tổng 99,8%, thủy canh + ánh sáng tự nhiên (1,39 kg/m2, 100% thương phẩm) suất thương phẩm thấp (1,10 kg/m2) điều kiện đồng (Hình 4.21), theo tỉ lệ suất thương phẩm/năng suất tổng đồng đạt 78,1% Kết phù hợp với chiều cao trái với khối lượng cây, số cây, kích thước (dài rộng) đường kính gốc Sở dĩ suất tổng suất thương phẩm thấp hạt cải phụng nhỏ nên bé, đễ chịu ảnh hưởng môi trường Trong điều kiện đồng, cải củ cải phụng thu non chịu ảnh hưởng nhiều điều kiện bất lợi môi trường đối tượng sinh vật gây hại, làm giảm khả nảy mầm hạt giống, số lơ thí nghiệm bị hao hụt tác động sinh vật gây hại mầm bệnh từ mơi trường đất tăng Chính nguyên nhân dẫn đến làm giảm đáng kể suất thương phẩm rau 24 non Kết lần cho thấy ưu điểm việc trồng rau thủy canh nhà lưới song song trở ngại canh tác rau non theo phương thức truyền thống đồng 2,81a 2,80a Năng suất tổng Năng suất (kg/m2) 3,2 Năng suất thương phẩm 2,4 1,39b 1,6 1,39b 1,41b 1,10c 0,8 0,0 Thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện đồng Mơ hình sản xuất rau non Hình 4.21 Năng suất cải phụng thu non mơ hình sản xuất thời điểm thu hoạch b Sản lượng Cải củ thu non trồng thủy canh tầng có bổ sung ánh sáng đèn LED cho tổng sản lượng rau sản lượng rau thương phẩm cao (9,14 8,69 kg/m 2/vụ, tương ứng) (Bảng 4.85), cao có ý nghĩa thống kê so với trồng đồng (3,84 3,26 kg/m2/vụ, tương ứng) Trồng rau non thủy canh tầng sử dụng ánh sáng tự nhiên nhà lưới cho sản lượng tổng sản lượng sản lượng thương phẩm cải củ thu non thấp (2,15 2,09 kg/m2/vụ) Bảng 4.85 Sản lượng tổng sản lượng thương phẩm cải củ thu non mơ hình sản xuất thời điểm thu hoạch Mơ hình sản xuất Kệ tầng thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện đồng F CV (%) Sản lượng tổng (kg/m2/vụ) 9,14a 2,15c 3,84b ** 9,02 Sản lượng thương phẩm (kg/m2/vụ) 8,69a 2,09c 3,26b ** 9,68 Trong cột số có chữ theo sau giống khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan, **: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% Kết tương tự tìm thấy giống cải phụng thu non (Bảng 4.86) Trồng cải phụng thu non thủy canh kệ tầng có bổ sung đèn LED cho tổng sản lượng sản lượng thương phẩm m2 cao (8,43 8,40 kg/m2/vụ) Trong điều kiện trồng đồng thủy canh tầng nhà lưới cho sản lượng tổng (1,41 1,39 kg/m2/vụ) sản lượng thương phẩm (1,10 1,39 kg/m2/vụ) cải phụng thu non tương đương 25 Bảng 4.86 Sản lượng tổng sản lượng thương phẩm cải phụng thu non mơ hình sản xuất thời điểm thu hoạch Mơ hình sản xuất Kệ tầng thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện đồng F CV (%) Sản lượng tổng (kg/m2/vụ) 8,43a 1,39b 1,41b ** 8,19 Sản lượng thương phẩm (kg/m2/vụ) 8,40a 1,39b 1,10b ** 8,35 Như vậy, trồng cải củ cải phụng thu non thủy canh kệ tầng có bổ sung ánh sáng đèn LED cho kết sản lượng thương phẩm cao 167-664% so với trồng đồng cao 316-504% so với trồng thủy canh tầng sử dụng ánh sáng tự nhiên nhà lưới Đây ưu điểm bậc mơ hình canh tác rau nhiều tầng (khai thác không gian cao) Với việc sử dụng ánh sáng nhân tạo LED thay bổ sung ánh sáng mặt trời mang lại nhiều hiệu việc nâng cao sản lượng rau đơn vị diện tích 4.4.2 Mơ hình sản xuất xà lách a Năng suất thương phẩm Tương tự khác biệt suất tổng, xuất thương phẩm xà lách đạt cao nghiệm thức thủy canh kệ tầng có bổ sung ánh sáng LED (1,61; 2,45 3,15 kg/m2, tương ứng 25, 28 31 NSKG), cao khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống với suất thương phẩm xà lách trồng thủy canh điều kiện ánh sáng tự nhiên nhà lưới (0,16, 0,30 0,39 kg/m 2, tương ứng) trồng đồng (0,13, 0,30 0,44 kg/m2, tương ứng thời điểm thu hoạch) (Hình 4.25) Năng suất thương phẩm (kg/m2) 3,6 3,15a 28 NSKG 2,45a 2,7 1,8 25 NSKG 1,61a 0,9 0,16b 0,30b 0,39b 0,13b 0,30b 0,44b 0,0 Thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện ngồi đồng Mơ hình sản xuất xà lách Hình 4.25 Năng suất thương phẩm xà lách mô hình sản xuất thời điểm thu hoạch 26 Sở dĩ suất tổng suất thương phẩm xà lách thủy canh kệ tầng + LED cao khối lượng cây, chiều cao cây, số cây, kích thước (chiều dài chiều rộng), đường kính gốc cao mơ hình thủy canh + ánh sáng tự nhiên điều kiện đồng b Sản lượng Sản lượng xà lách mơ hình sản xuất khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống kê vào thời điểm khảo sát (Bảng 4.96) Trồng xà lách thủy canh kệ tầng có bổ sung ánh sáng LED ln cho sản lượng thương phẩm cao thời điểm 25, 28 31 NSKG (4,83, 7,34 9,44 kg/m 2/vụ, tương ứng) Trong xà lách trồng thủy canh tầng nhà lưới cho sản lượng thương phẩm tương đương xà lách trồng đồng (0,39 0,44 kg/m 2/vụ, tương ứng 31 NSKG) Như vậy, mơ hình sản xuất có ảnh hưởng khác biệt đến sản lượng rau xà lách Việc trồng xà lách thủy canh kệ tầng có bổ sung ánh sáng LED cho sản lượng thương phẩm cao gấp 24-30 lần so với trồng thủy canh tầng sử dụng ánh sáng tự nhiên nhà lưới gấp 21-37 lần so với trồng đồng thời điểm 25-31 NSKG Bảng 4.96 Sản lượng xà lách thương phẩm mơ hình sản xuất qua thời điểm khảo sát Mơ hình sản xuất Kệ tầng thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện đồng F CV (%) Sản lượng (kg/m2/vụ) xà lách TP qua NSKG 25 28 31 4,83a 7,34a 9,44a 0,16b 0,30b 0,39b b b 0,13 0,30 0,44b ** ** ** 20,6 14,3 16,1 Trong cột số có chữ theo sau giống khác biệt khơng ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 1% TP: thương phẩm CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 KẾT LUẬN * Điều kiện phòng tối - Về quang phổ: đèn LED có quang phổ 80% đỏ: 20% xanh dương phù hợp cho sinh trưởng, suất, chất lượng cải củ, cải phụng thu non xà lách trường thành - Về cường độ thời gian chiếu sáng: + Cải củ thu non: cường độ ánh sáng 107 μmol.m-2.s-1 thời gian chiếu sáng 20/4 22/2 cho suất thương phẩm cao tương đương với cường độ 27 137 μmol.m-2.s-1 kết hợp chiếu sáng 18, 22 24 giờ/ngày đêm, cao gấp 1,561,82 lần so với tổ hợp 40 μmol.m-2.s-1 với thời gian 14/10, 16/8 18/6 + Cải phụng thu non: cường độ ánh sáng 107 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian 20/4 22/2 cho suất thương phẩm cao tương đương cường độ 137 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 20, 22 24 giờ/ngày đêm + Xà lách: cường độ 107 μmol.m-2.s-1 với thời gian chiếu sáng 20/4; 22/2 kết hợp cường độ 137 μmol.m-2.s-1 với thời gian chiếu sáng liên tục 24 giờ/ngày đêm cho suất thương phẩm cao 6,16 đến 7,11 lần so với tổ hợp 40 μmol.m-2.s-1 với thời gian 14 giờ/ngày đêm * Điều kiện nhà lưới - Trồng cải củ cải phụng thu non kệ tầng bổ sung đèn LED (quang phổ: 80% đỏ:20% xanh dương, cường độ: 107 μmol.m-2.s-1) với thời gian chiếu sáng 16, 18 20 giờ/ngày đêm cho suất thương phẩm cao nhất, cao 11-35,% so với nghiệm thức bổ sung đèn LED 10, 12 14 giờ/ngày đêm - Trồng xà lách kệ tầng bổ sung đèn LED (quang phổ: 80% đỏ:20% xanh dương, cường độ: 107 μmol.m-2.s-1) 16, 18 20 giờ/ngày đêm cho suất thương phẩm cao 56,9-69,6%, 64,8-69,0%, 90,1-94,4%, tương ứng thời điểm thu hoạch 25, 28 31 NSKG so với nghiệm thức bổ sung đèn LED 10 giờ/ngày đêm 5.2 Đề xuất - Tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm số loại trồng khác có giá trị kinh tế cao để đảm bảo hiệu kinh tế nghiên cứu - Nghiên cứu, cải tiến giảm giá thành đèn LED để ứng dụng rộng rãi vào sản xuất nông nghiệp theo hướng thương mại 28 ... ứng dụng ánh sáng nhân tạo LED sản xuất nông nghiệp bắt đầu trọng phát triển Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng đèn LED rau, đặc biệt nhóm rau ăn Chính việc nghiên cứu ứng dụng ánh sáng. .. dựng quy trình sản xuất rau non xà lách trưởng thành theo hướng sản xuất nhiều tầng nhằm tăng sản lượng rau đơn vị diện tích - Là tảng quan trọng cho sở ứng dụng ánh sáng LED sản xuất rau nhiều tầng... hình sản xuất truyền thống Là tiền đề để xây dựng, phát triển mơ hình ứng dụng đèn LED trồng rau sản xuất thương mại 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Luận án đóng góp kết nghiên cứu ứng dụng