[Diễn đàn] [Diễn đàn] > Nghiên Cứu Công Nghệ Cây Trồng > Công Trình Đang Nghiên Cứu
Điều lệ sinh hoạt   Có bài mới Có bài mới Kênh RSS - Hợp tác-Thử nghiệm ứng dụng LED cho nông nghiệp
  Tìm kiếm trong diễn đàn   Events   Đăng ký Đăng ký  Đăng nhập Đăng nhập


HƯỚNG DẪN ĐƯA HÌNH ẢNH LÊN DIỄN ĐÀN - 08.2018


VĂN HÓA - QUY TẮC ỨNG XỬ VÀ NỘI QUY DIỄN ĐÀN RAU SẠCH

Hợp tác-Thử nghiệm ứng dụng LED cho nông nghiệp

 Trả lời bài  Trả lời bài 
Tác giả
Nội dung
  Chủ đề  Tìm kiếm Chủ đề Tìm kiếm  Tùy chọn chủ đề Tùy chọn chủ đề
Newstart6789 Xem từ trên xuống
Member
Member


Gia nhập: 16 Aug 2015
Địa chỉ: Lâm Đồng/HCM
Status: Offline
Points: 4
Tùy chọn đăng bài Tùy chọn đăng bài   Thanks (0) Thanks(0)   Trích dẫn Newstart6789 Trích dẫn  Trả lời bài Trả lời Direct Link To This Post Chủ đề : Hợp tác-Thử nghiệm ứng dụng LED cho nông nghiệp
    Đã đăng: 06 Sep 2015 lúc 8:58pm
Chào các bác,

Em đã tham gia điễn đàn cũng lâu rồi nhưng chỉ vào để đọc bài và tìm hiểu một số thông tin. Học hỏi kiến thức của các bác cũng nhiều mà chưa có dịp chia sẻ lại.

Vậy nên hôm nay Em mạo muội làm topic để chia sẻ với các bác một vài kiến thức mà em tìm hiểu được trong thời gian qua cũng như những nghiên cứu mà em đang thực hiện.

Sơ lược nội dung bài viết :

A. Ảnh hưởng của các bước sóng ánh sáng,cường độ ánh sáng tới sự quang hợp của cây trồng.

B. Tiềm năng ứng dụng công nghệ LED cho nông nghiệp công nghệ cao.

C. Một vài mẫu thử nghiệm 

D. Cơ hội hợp tác nghiên cứu-thử nghiệm, thương mại sản phẩm.

A.1 Ảnh hưởng của bước sóng ánh sáng tới sự sinh trưởng của cây trồng(đơn vị bước sóng ánh sáng là nm)

Sau nhiều nghiên cứu về tác động của ánh sáng lên tốc độ tăng trưởng của thực vật, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các sắc tố quang hợp khác nhau sử dụng các bước sóng khác nhau và trong mỗi giai đoạn sinh trưởng khác nhau thì cây cần các bước sóng khác nhau.

1. Ánh sáng tia cực tím (bước sóng 10nm - 400nm)

Mặc dù tiếp xúc quá nhiều với tia cực tím (tia UV) sẽ gây nguy hiểm cho hệ thực vật, tuy nhiên với một lượng nhỏ vừa đủ ánh sáng cận cực tím sẽ có lợi. Trong nhiều trường hợp tia UV có vai trò quan trọng trong việc hình thành màu sắc thực vật,mùi vị và hương liệu. Nghiên cứu cho thấy ánh sáng UV ở bước sóng 385nm thúc đẩy sự tích tụ hợp chất phenolic, tăng cường hoạt động chống oxy hóa của chất chiết xuất từ thực vật. ACE nào đang trồng các loại nấm hoặc thảo dược có thể nghiên cứu và thử nghiệm bước sóng này để nâng cao phẩm chất sản phẩm của mình ^_^

2. Ánh sáng xanh dương (bước sóng 430 - 450nm)

Phổ ánh sáng 450nm cho phép cryptochromes và phototropins phản ứng trong cây trồng.

Cryptochromes sẽ làm thay đổi nhịp sinh học (chuyển từ chu trình hô hấp sang chu trình quang hợp). protein phototropins kích thích cây mở khí khổng, uốn cong về phía ánh sáng giúp phát triển thân cây và hình thành chất diệp lục.

Bước sóng này kích thích tăng trưởng thực vật thông qua hình thành rễ mạnh mẽ và quang hợp với cường độ cao. Được dùng trong giai đoạn cây giống, cây non trong giai đoạn sinh trưởng. nếu muốn cây ngừng phát triển thì bước sóng này phải được giảm bớt hoặc loại bỏ.

3. Ánh sáng xanh lá cây (bước sóng 500nm – 550nm)

Ánh sáng xanh lá cây hầu như không có tác dụng quang hợp cho cây, thường được trộn một tỉ lệ nhỏ với ánh sáng xanh dương và đỏ để tạo ánh sáng tổng hợp cho mắt người dễ quan sát.

4. Ánh sáng đỏ (bước sóng 640nm – 680nm)

Protein phytochrome có trong hầu hết các loại thực vật rất nhạy cảm với ánh sáng đỏ và đỏ xa, ánh sáng đỏ sẽ kích thích phytochrome chuyển đổi thành phytochrome FR(Pfr) . Thực vật có hoa dựa vào protein này để điều chỉnh thời điểm ra hoa(dựa vào nồng độ Pfr) và thiết lập nhịp sinh học, ngoài ra nó cũng điều tiết các phản ứng khác như sự nảy mầm của hạt giống, kéo dài thân cây, kích thước-hình dạng và số lượng lá.

Ánh sáng đỏ là bước sóng quan trong nhất đối với quá trình quang hợp, ra hoa, đậu quả. Được dùng để mở rộng chu kỳ ánh sáng, kích thích cây ra hoa cho cây dài ngày (cây Thanh Long,hoa Lay Ơn,…) hoặc ngăn chặn ra hoa ở cây ngắn ngày(Hoa cúc…).

5. Đỏ xa (bước sóng 730nm)

Mặc dù bước sóng 730nm nằm phạm vi quang hợp của cây nhưng nó tác động mạnh mẽ trong việc chuyển đổi phytochrome FR(Pfr) thành phytochrome R (Pr). Các loại cây ngắn ngày sẽ ra hoa dựa trên nồng độ protein phytochrome R (Pr), vậy nên bước sóng này thường được dùng ở cuối chu kỳ ánh sáng(mỗi ngày là 1 chu kỳ ánh sáng) để kích thích ra hoa ở cây ngắn ngày.

A.2 Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng tới sự sinh trưởng của cây trồng (đơn vị cường độ ánh sáng là lux).



Nguồn : http://www.greenmanspage.com/lighting.html
Chú ý : Cường độ sáng ở bảng trên được tính cho các nguồn sáng là ánh sáng mặt trời

B. Tiềm năng và ứng dụng LED trong nông nghiệp công nghệ cao

LED (Light-Emitting Diode) là một công nghệ chiếu sáng dựa trên nền công nghệ bán dẫn,với nhiều ưu điểm vượt trội. LED đang dần thay thế cho các công nghệ chiếu sáng khác trong cả nông nghiệp và dân dụng .

Ưu điểm :

1. LED có dải quang phổ hẹp, nên cây có thể hấp thụ hầu hết ánh sáng phát ra.

2. Có thể chế tạo được dải bước sóng bất kỳ

3. Tuổi thọ rất cao lên đến 30000h(theo datasheet hãng gửi cho em là 40.000-45.000h nhưng em trừ hao còn 30.000h) như vậy nếu sử dụng 12h/ngày thì dùng được khoảng 7 năm.

4. Hiệu suất phát sáng cao,tỏa ít nhiệt nên giảm chi phí tiền điện máy lạnh trong các trại giống 

5. LED có đế bằng kim loại, cover bằng plastic nên chịu lực tác động tốt hơn,không bị nứt,bể khi trời mưa hoặc nhiệt độ thay đổi đột ngột như các loại bóng khác có vỏ bằng thủy tinh(đèn sợi đốt, đèn compact…)

Nhược điểm :

1. Giá thành còn cao hơn nhiều so với các công nghệ chiếu sáng khác(gấp 3-5 lần). Bà con nông dân khó tiếp cận được với công nghệ này.

2. Không có nhiều nhà sản xuất tham gia vào lĩnh vực này. Hầu hết các đèn có trên thị trường sử dụng các tỉ lệ bước chung cho tất cả các loại cây và các giai đoạn,chưa có đèn chuyên dụng cho từng loại cây,từng giai đoạn sinh trưởng dẫn đến hiệu quả chiếu sáng chưa được tối ưu.

Đến đây các bác chắc cũng đã nắm được kiến thức cơ bản về chiếu sáng cho cây trồng và lựa chọn được thiếu bị chiếu sáng hiệu phù hợp nhất với mình. Trong khuôn khổ bài viết này em chỉ phân tích sâu vào chiếu sáng cho cây sử dụng công nghệ LED vì em cho rằng đó là phương pháp hiệu quả nhất và sẽ là tương lai của nông nghiệp công nghệ cao. Nếu bác nào cùng ý kiến với em xin mời theo em xuống dưới :

Như đã nói ở trên, mỗi giai đoạn của cây sẽ có nhu cầu về tỉ lệ các phổ ánh sáng khác nhau,cường độ ánh sáng khác nhau.

1. Các giai đoạn sinh trưởng và tỉ lệ phổ ánh sáng phù hợp :

Cây trồng nói chung có 3 giai đoạn sinh trưởng :

+ Giai đoạn cây giống

+ Giai đoạn tăng trưởng thực vật

+ Giai đoạn ra hoa và đậu trái

Từ 3 giai đoạn sinh trưởng này ta có 5 cách trộn ánh sáng:

+ F1 : Tốt nhất cho cây giống. Phổ này giúp cây phát triển rễ và lá,phù hợp cho các trại giống.

+ F2 : Tốt nhất cho thời kỳ tăng trưởng . Phổ này giúp cây phát triển mạnh về cành lá, phù hợp cho các loại rau lấy lá.

+ F3 : Tốt nhất cho ra hoa . Phổ ánh sáng này kích thấy cây ngày dài ra hoa(thanh long), hãm sự ra hoa của cây ngắn ngày(hoa cúc).

+ F4 : Sử dụng cho mục đích chung. Phổ ánh sáng này này tương thích với hầu hết các loại cây,các giai đoạn sinh trưởng, phù hợp với quy mô nhỏ, tài chính eo hẹp.

+ F5 : Tốt nhất cho mắt người. Phổ này có thêm ánh sáng xanh lá cây tạo ra ánh sáng tổng hợp mà mắt người dễ nhìn nhất, phù hợp cho các hồ thủy sinh,các gian hàng hội chợ.

Trong bài viết này em xin phép chỉ giới thiệu phổ F1 : Tốt nhất cho cây giống 



2. Cường độ ánh sáng 

Hầu hết các thực vật ở nước ta có nguồn gốc nhiệt đới,nên với độ sáng khoảng 25k-30k lux là đủ cho cây phát triển, một số loại rau có nhu cầu ánh sáng ít hơn. Dưới đây là biểu đồ phân bố bước sóng của ánh sáng mặt trời :




Theo biểu đồ trên chỉ có khoảng 25-30% ánh sáng mặt trời nằm trong khoảng hấp thụ của cây, tức tương đương với 6000-9000 lux. 

Như vậy khi xây dựng hệ thống chiếu sáng bằng LED thay thế hoàn toàn cho ánh sáng mặt trời thì các bác cần đạt được độ sáng trong khoảng 6-9k lux, tùy nhu cầu ánh sáng của mỗi loại cây mà các bác điều chỉnh cường độ sáng cho phù hợp để đạt lợi ích cao nhất. Nếu cường độ sáng vượt quá nhu cầu của cây(vượt qua điểm bão hòa thì cây sẽ không phát triển nhanh hơn,trong một số trường hợp có thể có tác dụng phụ).

Đối với các bác dùng LED để kéo dài quang chu kỳ(kích thích ra hoa ở cây ngày dài, hãm ra hoa ở cây ngắn ngày) thì không cần phải thiết kế hệ thống để đạt được độ sáng 6-9k lux vì chi phí sẽ rất cao. Với trường hợp này mặt trời vẫn là nguồn sáng chính của cây,ta chỉ cần thắp sáng bổ sung để cây tổng hợp đủ Pr hoặc Pfr. Để vẫn điều khiển ra hoa được như ý muốn vừa giảm chi phí đầu tư tới mức thấp nhất thì các bác xây dựng hệ thống theo các biến dưới đây :

1. Tính toán để hệ thống đèn thắp sáng nhiều nhất có thể(để giúp thu hồi vốn nhanh hơn,giảm chi phí xây dựng).

2. Với thời gian thắp như mục 1, tính toán cường độ sáng để cây có thể tổng hợp đủ Pr hoặc Pfr từ đó điểu khiển ra hoa theo ý muốn.

3. Cường độ sáng tính toán ở mục 2 phải lớn hoặc bằng mức mức sáng yêu cầu để cây có thể thực hiện quang hợp, nếu ánh sáng yếu hơn mức này cây sẽ ko quang hợp thì coi như thắp sáng vô ích.

Việc tính toán và xây dựng mô hình dựa vào các thông số mà hãng sản xuất đưa ra sẽ rất khó với nhiều bác,đòi hỏi phải có một kiến thức chuyên ngành nhất định. Giải pháp cho vấn đề này là các bác cứ thử lắp đèn rồi dùng các thiết bị đo sáng,phân tích tích quang phổ để kiểm nghiệm lại hệ thống của mình sau đó điều chỉnh để đạt được như mong muốn. Có 2 thông số các bác cần phải đo : bước sóng và cường độ ánh sáng . Cái máy để đo được 2 thông số này có giá rẻ nhất khoảng 1500usd, chắc không có bác nào mạo hiểm đầu tư cái mày này để đo vài lần. 

Có một cách giải quyêt cho vấn đề này:

+ Bước sóng phụ thuộc vào vật liệu chế tạo led,vậy nên nó không thay đổi nhiều trong các điều kiện chiếu sáng. Các bác có 2 lựa chọn hoặc là tin tưởng vào thông số nhà sản xuất đưa ra(nếu đó là nhà sản xuất uy tín thì đây là cách đơn giản nhất) hoặc là gửi mẫu sang một công ty độc lập để nhờ họ kiểm tra giúp. Link dưới là cty sản xuất máy đo quang phổ của China,cty này cũng cấp dịch vụ đo quang phổ miễn phí : http://www.lisungroup.com/ Nếu bác nào liên hệ đc với cty này thì gửi mẫu qua nhờ họ test(phí gửi qua DHL khoảng 500k).

+ Để đo cường độ sáng thì các bác cần 1 smartphone có cảm biến ánh sáng(hầu hết các smartphone bây giờ đều có). Các bác cài ứng dụng “Lux easy Light metter” hoặc những phần mềm tương tự để biến phone thành thiết bị độ sáng. Mỗi điện thoại có độ chính xác khác nhau, tuy không nhiều nhưng các bác cứ lấy điện thoại xịn mà đo cho yên tâm.


C. Thử Nghiệm 

Em đã liên hệ với 3 cty nước ngoài để xin mẫu họ về thử nghiệm. Đây là mẫu mà của cty GOUREN (china), mẫu mà theo em là tốt nhất về mức độ hoàn thiện, kích thước die, hiệu suất, và uy tín khi giao dịch.




Một số mẫu đèn em đang phát triển:



1. Thử nghiệm trên Thanh Long

Đây là một số hình ảnh em thử nghiệm trên thanh long ở Bình Thuận,bắt đầu chong đèn từ 02/09/2015. 







2. Thử nghiệm trên cây dưa leo

Hiện em đang thử ươm và trồng dưa leo, rau cải trong nhà(không sử dụng ánh sáng mặt trời). Do em ở phòng trọ, không có nhiều diện tích nên em chỉ trồng vài cây để thử nghiệm.





D. Cơ hội hợp tác nghiên cứu -thử nghiệm và thương mại sản phẩm.

Hiện tại em mới chỉ xin được thử nghiệm trên thanh long, khoảng nữa tháng nữa mới có kết quả. Nhưng em mẫu thiết kế đầu của mình(hình bulb) chưa được tối ưu:
+ ánh sáng bị lọt xuống đất nhiều
+ các nhánh bên hông chưa được chiếu sáng đầy đủ
+ khó thi công, lắp đặt

Em đang thiết kế lại thành đèn chiếu ngang thay vì chiếu đứng(chiếu từ trên xuống) như vậy sẽ khắc phục được các nhược điểm của version 1.

Ngoài đèn cho thanh long em đang phát triển các loại đèn chuyên dùng cho cây giống, cho hoa cúc, hoa ly...nhưng chưa có nơi để thử nghiệm.

Nếu bác nào cũng đang nghiên cứu về lĩnh vực này hay đơn giản chỉ là ủng hộ các bạn trẻ nghiên cứu công nghệ giúp bà con nông dân thì có thể hợp tác với em để tiếp tục nghiên cứu. Có 2 hình thức hợp tác :

1. Hợp tác cùng nghiên cứu : đối với hình thức này thì cả 2 cùng chia sẻ các kiến thức đã nghiên cứu được, cùng nhau thử nghiệm và thương mại sản phẩm.

2. Hợp tác thử nghiệm : đối với hình thức này thì em sẽ chịu trách nhiệm nghiên cứu và tạo mẫu thử nghiệm, các bác giúp em thử nghiệm nó trên vườn nhà bác . Mọi mẫu thử nghiệm em sẽ cũng cấp miễn phí, và nếu bác nào có lòng hảo tâm ủng hộ về tài chính hoặc bất cứ thứ gì khác trong quá thử nghiệm thì em rất vui lòng đón nhận. 

Mọi chi tiết xin vui lòng liên qua :
ĐT : 01693712101
Email : newstart67890@gmail.com
Skype : duongvantuan156

Cảm ơn các bác đã dành thời gian đọc bài của em!
Chúc bác có ngày cuối tuần vui vẻ chuẩn bị cho 1 tuần làm việc mới đầy năng lượng...cheers!


Đã được chỉnh sửa bởi Newstart6789 - 08 Sep 2015 lúc 9:38am
Quay về đầu
tran ha Xem từ trên xuống
Member
Member


Gia nhập: 28 Oct 2015
Status: Offline
Points: 3
Tùy chọn đăng bài Tùy chọn đăng bài   Thanks (0) Thanks(0)   Trích dẫn tran ha Trích dẫn  Trả lời bài Trả lời Direct Link To This Post Đã đăng: 02 Nov 2015 lúc 10:43am
Em đã có kết quả cho cây trồng trong nhà chưa em? Chị đang hóng quá.

Quay về đầu
 Trả lời bài  Trả lời bài 
  Share Topic   

Di chuyển nhanh Những sự cho phép của diễn đàn Xem từ trên xuống

Forum Software by Web Wiz Forums® version 11.03
Copyright ©2001-2014 Web Wiz Ltd.

Trang này được hoàn thành trong 0.328 Giây.