Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các loại đèn LED nông nghiệp (viết tắt là LED NN) và thiết bị (giàn, buồng sử dụng đèn LED ) tiết kiệm năng lượng, chất lượng tốt để nuôi cấy mô nhân giống cây trồng và điều khiển quá trình ra hoa của cây.
Nghiên cứu ứng dụng đèn chiếu sáng LED NN trong nhân giống và điều khiển quá trình sinh trưởng phát triển của một số loại cây trồng nhằm nâng cao chất lượng cây giống, giảm chi phí sản xuất cây giống, nâng cao giá trị cây có hoa,  góp phần thúc đẩy phát triển nông nghiệp vùng Tây Nguyên.

    Về khoa học:
+    Các nguyên lý mới được nghiên cứu và đề xuất nhằm thiết kế, chế tạo các loại đèn LED NN, buồng và giàn nuôi cấy mô để nuôi cấy mô nhân giống 7 cây trồng của Tây Nguyên in vitro.
+    Đánh giá định lượng về ảnh hưởng của các điều kiện chiếu sáng LED NN với tỉ lệ ánh sáng LED xanh (450nm):đỏ (630nm, 660nm):trắng (lạnh và ấm) khác nhau đến khả năng sinh trưởng của 7 loại cây trồng có giá trị kinh tế cao của Tây Nguyên: (1) cây dược liệu: Sâm dây, Lan Kim Tuyến; (2) Cây hoa và cây ăn quả: hoa Cúc, hoa Đồng tiền, hoa Hồng môn, Dâu tây; và (3) Cây công nghiệp: cây Cà phê vối. Chứng minh được nếu sử dụng các loại đèn LED NN nêu trên, chất lượng cây giống của cả 7 loại cây trồng về các chỉ tiêu về sinh học, sinh lý học, hình thái học, tốc độ sinh trưởng đều được cải thiện so với sử dụng đèn huỳnh quang.
+    Đề xuất một phương pháp mới sử dụng vật liệu chất lỏng nano để tăng cường khả năng diệt khuẩn và kích thích sự sinh trưởng của cây giống nuôi cấy in vitro.
+    Đề xuất một phương pháp mới sử dụng đèn LED đơn sắc để phá đêm điều khiển sự ra hoa của cây hoa Cúc.
    Về ứng dụng:
+    Đã nghiên cứu, nắm bắt, làm chủ được công nghệ chế tạo đèn LED ứng dụng cho nông nghiệp (LED NN).  Đã xác định các thông số quang, điện và an toàn điện của đèn LED NN tại Trung tâm Phát triển Công nghệ cao, Viện Khoa học Vật liệu, Trung tâm Đo lường Chất lượng 1 (QUATEST-1) và Công ty Cổ phần Bóng đèn Điện Quang.
+    Đã chế tạo thành công các giàn nuôi cấy mô nhân giống cây trồng sử dụng đèn LED NN có chế độ điều khiển chu kỳ chiếu sáng/tối theo yêu cầu của người sử dụng và chuyển giao các giàn đèn LED NN cho Viện Công nghệ Sinh học và Viện khoa học Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên sử dụng.
+    Đã chế tạo thành công buồng nuôi cấy mô nhân giống cây trồng có hệ thống chiếu sáng LED linh hoạt (LED-FLS) với phổ và cường độ chiếu sáng, chu kỳ chiếu sáng/tối thay đổi, nhiệt độ, độ ẩm, khí CO2 thích hợp và đã chuyển giao 02 buồng nuôi cấy mô cho Viện Công nghệ Sinh học và Viện Khoa học Tây Nguyên sử dụng.
    Đã nghiên cứu ứng dụng đèn LED NN để nuôi cấy mô nhân giống 7 loại cây trồng ở Tây Nguyên(Sâm dây, Lan Kim tuyến, hoa Cúc, hoa Đồng tiền, hoa Hồng môn, Dây tây và cây Cà phê).Các kết quả chính đã đạt được:
+    Ứng dụng đèn sử dụng LED NN với các dải phổ ánh sáng thích hợp thay thế đèn huỳnh quang để sản xuất cây giống và chuyển giao cây giống cho một số cơ sở trồng cây giống ở các tỉnh Lâm Đồng, Buôn Mê Thuột để trồng thử nghiệm trong các nhà lưới và ngoài tự nhiên. Kết quả trồng thử nghiệm trong các nhà lưới đều cho thấy tỷ lệ sống sót cao (trên 90%), sinh trưởng ổn định và khoẻ mạnh.
+    Trên cở sở các kết quả đạt được, đã xây dựng các quy trình nuôi cấy mô nhân giống in vitro sử dụng đèn LED NN cho 07 loại cây trồng có ý nghĩa kinh tế-xã hội của Tây Nguyên.
+    Kết quả tính toán sơ bộ bước đầu cho thấy sử dụng đèn LED NN thay thế đèn huỳnh quang trong nuôi cấy mô nhân giống cây trồng in vitro sẽ tiết kiệm khoảng 50% điện.  
    Đã sử dụng đèn LED NN thay thế đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt điều khiển quang chu kỳ của cây hoa Cúc.
    Xác định nguồn sáng LED có bước sóng phù hợp (630, 660 và 700nm) và thời gian chiếu sáng trong đêm để điều khiển sự ra hoa của cây hoa Cúc có thể rút xuống còn 33 phút/đêm.
+    Trên cơ sở các kết quả thí nghiệm thu được, đã xây dựng quy trình phá đêm điều khiển sự ra hoa của cây hoa Cúc bằng đèn LED NN.
+    Từ kết quả đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng của phương án thay thế đèn CFL bằng đèn LED NN cho thấy phương án chiếu sáng phá đêm sử dụng đèn LED NN cho hiệu quả ức chế ra hoa tương đương với đèn CFL, trong khi đó tiết kiệm điện năng đến 26 lần

    Các thiết kế mới về đèn LED NN sử dụng tổ hợp các bước sóng khác nhau.
    Hệ thống chiếu sáng LED linh hoạt sử dụng giàn đèn LED có phân bố mật độ dòng photon quang hợp đồng đều cao
    Xác định được các chế độ nuôi cấy mô một số loại cây trồng đặc thù ở Việt Nam bằng sử dụng các loại đèn LED NN
    Xác định được các chế độ chiếu sáng LED thích hợp để  phá đêm điều khiển sự ra hoa của cây hoa Cúc.

    Các bài báo đã công bố (liệt kê): 01 bài Quốc tế (ISI), 10 bài trong nước
+    Phan Ngoc Minh, Bùi Hùng Thang, Nguyen Manh Hong  and Phan Hong Khoi, Carbon nanotube-based liquids: a new class of nanomaterial and their applications. Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 5 (2014)
+    Phan Hong Khoi, Nguyen Van Thao, Nguyen Thi Bac Kinh, The role of Applied physics in the development of energy efficient lighting. Conference proceeding “Trends of Applied and Engineering Physics, Hue city,  10-2013
+    Dương Tấn Nhựt, Vũ Thị Hiền, Lê Kim Cương, Nguyễn Bá Nam, Nguyễn Thanh Sang, Nguyễn Thị Kim Loan, Ảnh hưởng của ánh sáng Led (Light –Emitting diode) lên sự sinh trưởng, phát triển và đánh giá hàm lượng Chlorophyll a và b của cây Hồng môn (Anthurium andreanum “Tropical”) nuôi cấy in vitro”. Kỷ yếu Hội nghị sinh lý thực vật toàn quốc năm 2014. Trang: 217-224.
+    Trần Thị Hồng Thúy, Đỗ Thị Gấm, Nguyễn Khắc Hưng, Phạm Bích Ngọc, Chu Hoàng Hà, Nghiên cứu nhân nhanh ln vitro loài lan Kim Tuyến (Anoectochilus setaceus Blume) thông qua cảm ứng tạo Protocorm like bodies. Tạp chí sinh học 2015, 37 (1): 76-83.
+    Trần Thị Hồng Thúy, La Việt Hồng, Phạm Bích Ngọc, Chu Hoàng Hà, Ảnh hưởng của Kinetin và sự kết hợp giữa Kinetin và 2,4-D đến quá trình hình thành Protocorm-like bodies ở cây lan Kim Tuyến (Anoectochilus setaceus Blume), Đại học Sư phạm 2. Tạp chí Khoa học. Số 33. Trang: 53-61.
+    Nguyen Thi Bac Kinh,Vu Dinh Thinh, Pham Quoc Viet, Pham Quang Ngan, Do Thi Gam, Nguyen Thi Thanh Binh, Chu Hoang Ha and Phan Hong Khoi, Densign and fabrication of a flexible, multi-wavelenghth led lighting system used in controlled envitronment chambers for plant tissue culture and plantlets production. Conference proceeding: International Conference on Applied and Engineering Physics (Caep 2015).
+    Vu Dinh Thinh, Pham Quoc Viet, Hoang Cao Dung, Nguyen Thi Bac Kinh, Do Thi Gam, Chu Hoang Ha and Phan Hong Khoi, Design and fabrication of a mixed Blue, Red and Warm White Led lighting source for plant tissue culture and plantlets production in vitro. Conference proceeding: International Conference on Applied and Engineering Physics (Caep 2015).
+    Phạm Hồng Dương, Dương Thị Giang, Lê Anh Tú, Trần Quốc Tiến, Lê Xuân Đắc, Chu Hoàng Hà, Phan Hồng Khôi, Nguyễn Thanh Phương, Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm hệ đèn LED công suất cao điều khiển ra hoa cho cây hoa cúc. Kỷ yếu Hội nghị vật lý kỹ thuật và ứng dụng toàn quốc lần 4 (năm 2015).
+    Nguyễn Thị Mai, Phan Thanh Bình, Phan Hồng Khôi, Đỗ Thị Gấm , Nguyễn Khắc Hưng, Phạm Bích Ngọc, Chu Hoàng Hà, Hà Thị Thanh Bình, Bước đầu khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng LED (light emiting diode) đến khả năng tái sinh cây cà phê Vối (Coffea canephora) qua phôi soma, Tạp chí Sinh học (2016).
+    Nguyễn Khắc Hưng, Phạm Bích Ngọc, Nguyễn Thị Thu Hiền, Đỗ Thị Gấm, Lê Duy Hùng, Chu Hoàng Hà, Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc (LED) đến một số đặc điểm sinh lý và hình thái của cây Sâm Dây (Codonopsis sp.) nuôi cấy in vitro. Tạp chí Sinh học (2016).
+    Đỗ Thị Gấm, Phan Hồng Khôi, Chu Hoàng Hà, Phạm Bích Ngọc, Nguyễn Khắc Hưng, Hà Thị Thanh Bình, Nguyễn Như Chương, Lường Tú Nam, Nguyễn Thị Thúy Bình, Ảnh hưởng của ánh sáng LED đến sự sinh trưởng, phát triển của cây lan Kim Tuyến (Anoectochilus roxburghii) in vitro. Tạp chí Công nghệ sinh học (2016).
    Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích (liệt kê):
+    Đăng ký Giải pháp hữu ích: Hệ thống đèn LED điều khiển thời điểm ra hoa của cây hoa cúc sử dụng phương pháp phá đêm (Chấp nhận đơn số 56059/QĐ - SHTT ngày 07/10/2013);  
+    Đăng ký Sáng chế: Hệ thống chiếu sáng linh hoạt sử dụng trong buồng nuôi cấy mô/nhân giống cây trồng (Chấp nhận đơn số 38766/QĐ- SHTT ngày 30/6/2015)
    Các sản phẩm cụ thể:
+    138 m đèn LED NN dạng tuýp T8-0,6 m và 1,2 m (tương đương với 230 bộ đèn dài 0,6 m) có phổ ánh sáng khác nhau, trong đó có các loại đèn LED NN sau đây là tthích hợp nhất: (1) Đèn LED NN (B:R= 1:4) cho cây Sâm dây, cây Lan Kim Tuyến, cây hoa Đồng tiền. (2) Đèn LED .NN (B:R = 3:7) cho cây hoa Hồng môn và cây Dâu tây. (3) Đèn LED NN (B:R:W = 1:5:1) cho cây hoa Cúc. (4) Đèn LED NN (B:R:W = 1:2:2) và đèn LED NN (B:R:W  = 1:3:1) cho cây Cà phê Vối TR11.
 

Hình 1. (a) Một số loại đèn LED NN đã được nhóm thực hiện nghiên cứu  thiết kế, chế tạo; (b) 4 loại đèn LED NN tuýp T8-0,6m; và (c) loại đèn LED-NN T8-1,2m.
+    05 giàn nuôi cấy mô nhân giống cây trồng sử dụng đèn LED NN (được lưu giữ và sử dụng tại Trung tâm Phát triển Công nghệ cao (01 giàn) Viện Công nghệ Sinh học (03 giàn) và Viện khoa học Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên (01giàn).
          
Hình 2. Các giàn đèn LED NN của đề tài TN3/C09 được sử dụng để nghiên cứu nuôi cấy mô in vitro/nhân giống cây trồng được giới thiệu ở Hội chợ Đắc Nông và sử dụng ở Viện Công nghệ sinh học và Viện Khoa học kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên.

+    02 buồng nuôi cấy mô nhân giống cây trồng có hệ thống chiếu sáng LED linh hoạt (LED-FLS) (được sử dụng tại Viện Công nghệ Sinh học (01 buồng) và Viện khoa học Tây Nguyên (01buồng).
+  
Hình 3. Buồng nuôi cấy mô nhân giống cây trồng a) PTCC-FLS 1 và b) PTCC-FLS 2 đã chuyển giao cho viện Công nghệ Sinh học và Viện Khoa học Tây Nguyên.

+       35.000 cây giống: (transferred các tỉnh Lâm Đồng, Đăk Lăk.

Hình 4. 35.000 cây giống được sản xuất bằng phương pháp nuôi cấy mô in vitro và được chuyển gia cho các trạm trồng cây giống ở các tỉnh Tây Nguyên với tỉ lệ sống khoẻ mạnh > 90%

Công ty Cổ phần Bóng đèn Điện Quang tiếp nhận công nghệ sản xuất đèn LED NN; Các sở, trung tâm, trạm nuôi cấy mô nhân giống cây trồng và trồng hoa các tỉnh Tây Nguyên và trong toàn quốc.

Kiến nghị của chủ nhiệm đề tài:
    Đề nghị Chương trình Tây Nguyên giai đoạn 2016-2020 tiếp tục hỗ trợ thực hiện đề tài liên quan đến việc hoàn thiện công nghệ phá đêm điều khiển sự ra hoa của cây hoa Cúc và triển khai ứng dụng ở một số cơ sở sản xuất cây giống và trồng hoa Cúc các tỉnh Tây Nguyên.