Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu phát triển và triển khai ứng dụng các mô hình chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ bằng đèn LED chuyên dụng nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất hoa Cúc thương mại tại khu vực Tây Nguyên
Mã số đề tài TN18/C08
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Trung tâm Phát triển công nghệ cao
Thuộc Danh mục đề tài Nhiệm vụ thuộc Chương trình Tây nguyên 2016-2020
Họ và tên GS. TS. Phan Hồng Khôi
Thời gian thực hiện 01/07/2018 - 31/03/2021
Tổng kinh phí 7,955 triệu đồng
Xếp loại Đạt
Mục tiêu đề tài

Phát triển và triển khai ứng dụng công nghệ chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ bằng phương pháp phá đêm cho ít nhất 3 loài hoa cúc thương mại tại khu vực Tây Nguyên.
Xây dựng được đội ngũ cán bộ nghiên cứu có khả năng làm chủ công nghệ và kỹ năng thiết kế để cho ra được sản phẩm và giải pháp hoàn chỉnh có lợi thế cạnh tranh cao.

 

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học:
- Đề tài đã thiết kế và chế tạo 1000 bộ đèn LED chuyên dụng sử dụng trong chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ cho cây hoa cúc thương mại tại Tây Nguyên.
+ Đèn LED chuyên dụng dạng 3U (LED 3U-630: Phát xạ ánh sáng đỏ ở bước sóng: 630 nm; PPE: 6,4967 µmol/s;  Công suất điện tiêu thụ: 7W;  Hệ số công suất: 0,35; Điện áp: 220VAC; Dòng điện vào: 0,08463A; Tần số: 50Hz; Đuôi đèn: E27; Cấp bảo vệ: IP 65.
+ LED 3U-660): Phát xạ ở bước sóng: 660 nm: PPE: 11,697 µmol/s;  Công suất điện tiêu thụ: 7W; Hệ số công suất: 0,4568; Điện áp: 220VAC; Dòng điện vào: 0,06584A; Tần số: 50Hz; Đuôi đèn: E27; Cấp bảo vệ: IP 65.
+ Đèn LED chuyên dụng dạng thanh (LED Bar):  Phát xạ ánh sáng đỏ ở bước sóng: 630 nm hoặc 660 nm; Phân bố độ rọi đồng đều 60% trong góc chiếu 60o; Công suất điện tiêu thụ: 7W;  Điện áp: 220 VAC; Tần số: 50Hz; có kích thước: 303 x 35 x 25 (mm); Vỏ bảo vệ/tản nhiệt bằng nhôm và nhựa PC; Cấp bảo vệ:: IP 53.
- Chế tạo được 100 bộ điều khiển thời gian đa kênh: gồm 5 kênh điều khiển độc lập, mỗi kênh có thể cung cấp nguồn điện 220 VAC, Công suất điện tiêu thụ: tối đa 1000VA cho tải; mỗi kênh có thể thiết lập 5 chu trình bật & tắt trong 1 ngày, phân giải 1 phút.
- Đã chế tạo, sản xuất được 250 bộ đèn LED NN gồm 2 dạng là  đèn LED dạng tuyp T8-1,2m, công suất 18W (TUB1R5W1 và TUB3R7-660) và đèn LED dạng 3U, công suất 9W (9B1R5W1và 9B3R7) – B: LED xanh lam, R: LED đỏ, W: LED trắng.
- Đã hoàn thiện 01 Quy trình công nghệ chế tạo đèn LED chuyên dụng cho chiếu sáng phá đêm cây hoa cúc; 01 Bản thiết kế kỹ thuật bộ đèn LED chuyên dụng (dạng thanh) và 01 bản thiết kế kỹ thuật bộ điều khiển thời gian.
- Đã xác định được loại đèn LED NN phù hợp cho từng giai đoạn nhân giống cây hoa Cúc. Trong giai đoạn in vitro đèn LED TUB3R7-660 thích hợp nhất cho quá trình phát sinh đa chồi, còn đèn LED TUB1R5W1-660 phù hợp cho giai đoạn tạo cây cúc hoàn chỉnh. Trong giai đoạn vườn ươm, đèn LED 9B3R7-660 thích hợp nhất cho quá trình phát sinh chồi từ cây mẹ với hiệu suất nhân chồi tăng so với đèn compact từ 17,47%- 67,91% (tùy theo giống cúc), đèn LED 9B1R5W1-660 phù hợp cho giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây con. Sử dụng các loại đèn LED NN trong nhân giống hoa cúc đã nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế cho quá trình sản xuất cây giống hoa cúc do đã tiết kiệm được > 50% chi phí điện năng so với đèn huỳnh quang T8 và đèn huỳnh quang compact (CFL)-20W.
- Đã xác định được 2 gen là CO và TFL là các gen chính liên quan chặt đến quá trình ra hoa ở cây hoa cúc. Giai đoạn đầu của quá trình chiếu sáng bằng đèn LED chuyên dụng không ảnh hưởng nhiều đến sự biểu hiện của gen CO và TFL ở tất cả các giống cúc nghiên cứu. Hiệu quả phá đêm được ghi nhận ở giai đoạn muộn, sau 28 ngày chiếu sáng đối với Giống Pha lê và Farm và sau 40 ngày chiếu sáng đối với giống Kim Cương. Mức độ biểu hiện của gen CO ở lô chiếu sáng luôn thấp hơn đáng kể so với lô đối chứng. Ở điều kiện chiếu sáng 1 giờ trở lên, mức độ biểu hiện của gen TFL cao gấp khoảng từ 1,3 -1,5 lần so với lô đối chứng.
- Đã xây dựng được 03 quy trình chiếu sáng với thời gian tối ưu cho 03 giống hoa cúc thương mại (thời gian chiếu sáng cho cây cúc  Pha Lê, Farm là 1h/đêm và cúc Kim Cương là 2h/đêm) tại Tây Nguyên. Đồng thời xây dựng được 01 quy trình nhân giống cây hoa cúc dưới điều kiện chiếu sáng bằng đèn LED NN từ giai đoạn nhân nhanh in vitro đến giai đoạn giâm ngọn trong vườn ươm.

Về ứng dụng: Xây dựng thành công các mô hình trình diễn sau đây
- 6 mô hình trình diễn chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ bằng đèn LED chuyên dụng cho 3 giống Cúc Pha Lê/Kim Cương/Farm trồng trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng: 03 mô hình trong nhà lưới được thực hiện với quy mô 2000 m2/1 giống cúc tại Phường Thái Phiên, TP Đà Lạt; 03 mô hình ở ngoài đồng ruộng được thực hiện với quy mô 500 m2/1 giống cúc tại Khu nông nghiệp công nghệ cao tại Tây Nguyên (Tổ dân phố 9, phường Tân Lợi, TP Buôn Ma Thuột).
- Các mô hình sử dụng đèn LED chuyên dụng đã khẳng định hiệu quả tiết kiệm điện năng tiêu thụ  65-94% so với phương pháp chiếu sáng bằng đèn CFL. Các chỉ số tác động đến môi trường không khí, đất, nước và tài nguyên của đèn LED chuyên dụng (LED 3U 660 -7W, đèn LED Bar 630-7W và đèn LED Bulb 7W) đều chỉ bằng từ 12-16% so với đèn CFL-20W trong giai đoạn phá đêm cây hoa Cúc.

Những đóng góp mới

- Bằng kỹ thuật phối hợp công suất phát xạ của các phổ ánh sáng khác nhau đề tài đã chế tạo được các loại đèn LED NN chuyên biệt (có bước sóng và cường độ chiếu sáng phù hợp) phục vụ cho việc nhân giống và sản xuất cây giống hoa cúc nói riêng và nhiều loại cây trồng khác nói chung. Đồng thời đã chế tạo được đèn LED đỏ chuyên dụng, công suất 7W (LED 3U-630 và LED 3U-660, LED Bar) để sử dụng chiếu sáng thay thế đèn CFL-20W trong phá đêm cây hoa Cúc thương mại.
- Thông qua việc đánh giá ảnh hưởng của đèn LED chuyên dụng đến sinh trưởng phát triển, thời điểm ra hoa và đặc biệt là ảnh hưởng đến sự biểu hiện của nhóm gen chức năng kiểm soát quá trình ra hoa của cây cúc đề tài đã khẳng định được việc sử dụng đèn LED chuyên dụng trong chiếu sáng phá đêm cho cây hoa cúc thương mại với thời gian giảm xuống còn 1-2h/đêm (tùy thuộc vào từng giống cúc) so với phương thức chiếu sáng truyền thống là 6-8h/đêm, do đó đã tiết kiệm điện năng tiêu thụ được từ 65-94% so với loại đèn CFL-20W. Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần ứng dụng chiếu sáng đèn LED chuyên biệt phục vụ vào nhân giống nuôi cấy mô tế bào thực vật và sản xuất cây trồng nói chung và vào việc sản xuất hoa cúc thương mại nói riêng.
- Thông qua việc thực hiện đề tài đã nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học và công nghệ của Trung tâm Phát triển công nghệ cao và các đơn vị tham gia thực hiện đề tài như Viện Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học Vật liệu, nhà máy Bóng đèn Điện Quang, Trường Đại học Đà Lạt, các nhà sàn xuất hoa Cúc ở các tỉnh Tây Nguyên, v.v…

Khu vực nghiên cứu

- Khu Nông nghiệp công nghệ cao tại Tây Nguyên của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tại tỉnh Đắk Lắk.
- Các cơ sở, các hộ gia đình trồng hoa cúc tại tỉnh Lâm Đồng.

 

Ảnh nổi bật đề tài
1636964355709-141.phan hồng khôi.jpg