Sự phát triển của công nghệ diot phát quang (LED) đã cho thấy tiềm năng rất lớn để cải thiện sự phát triển của cây trồng. Chia sẻ này sẽ chỉ ra cách mà các loại đèn LED có thể mô phỏng ánh sáng tự nhiên để đảm bảo sự phát triển bình thường của cây trồng.
Sự gia tăng dân số, biến đổi khí hậu, diện tích đất nông nghiệp ngày càng ít…đã làm tăng việc cần thiết phải tái thiết các hệ thống nhân tạo như nhà kính, hệ thống làm vườn thông minh, trạm không gian. Và đương nhiên các hệ thống này đòi hỏi phải có thêm các nguồn sáng bổ sung nhằm cho việc tăng trưởng bình thường của cây trồng. Mặt khác, những nguồn này khi hoạt động không làm nóng không khí xung quanh, đảm bảo mặt kinh tế và tính bền vững thì các công nghệ chiếu sáng mới như diot phát sáng (LEDs) là cần thiết.
Quang hợp là một quá trình phức tạp nhờ chất diệp lục và năng lượng mặt trời, sử dụng nước và khí cacbonic chế tạo ra tinh bột và nhả khí oxi. Nếu ánh sáng quá yếu, quang hợp không thể hoạt động hiệu quả và nếu ánh sáng quá mức có thể ức chế hoàn toàn quá trình quang hợp, khiến cây bị chết.
Quá trình quang hợp thường được thay đổi trong các cây trồng phát quang dưới ánh sáng nhân tạo bởi vì đèn thường không bắt chước quang phổ và năng lượng của ánh sáng mặt trời. Về mặt nông nghiệp, các công nghệ chiếu sáng mới như đèn LED có tiềm năng để đáp ứng các yêu cầu về cường độ và bước sóng của cây trồng, do đó cung cấp chất lượng ánh sáng cần thiết cho các giai đoạn phát triển khác nhau trong vòng đời của cây trồng. Vì vậy năng suất tạo ra có thể tăng cao.
Nguồn sáng nhân tạo cho quang hợp
Chiếu sáng nhân tạo cần đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng cần thiết cho sự phát triển của sinh vật. Với mục đích này, đèn huỳnh quang, đặc biệt là những bóng đèn có màu xanh lam và đỏ (tức là những bóng huỳnh quang trắng mát), được sử dụng rộng rãi trong các buồng tăng trưởng, cùng với các nguồn sáng bổ sung để đạt được sự phát triển quang hợp bền vững cần thiết cho năng suất cao. Tuy nhiên, quang phổ và cường độ của đèn huỳnh quang lại không ổn định khi sử dụng lâu dài. Đây là sự hạn chế.
Đèn Halogen kim loại và đèn Natri áp suất cao có quang phổ tương đối lớn (tối đa 200lumen/watt) và hiệu quả bức xạ (PARs) hiệu quả (tối đa 40%) và thường được sử dụng trong nhà kính và phòng tăng trưởng thực vật. Nhưng điểm hạn chế về yêu cầu nhiệt độ cao, nên hạn chế sử dụng.
Trong số các hệ thống chiếu sáng nhân tạo, đèn LED có hiệu quả tối đa. Đèn LED phát ra màu xanh, xanh lá cây, vàng, cam, đỏ và có thể kết hợp để cung cấp một trong hai mức năng lượng cao (hơn ánh sáng mặt trời, nếu muốn), hoặc các đặc tính bước sóng ánh sáng đặc biệt nhờ vào quang phổ riêng biệt. Hiệu quả cao, nhiệt độ hoạt động thấp và kích thước nhỏ cho phép đèn LED được sử dụng ở bất cứ vị trí nào. Tuổi thọ lâu dài khiến chúng trở nên lý tưởng cho nhà kính sử dụng quanh năm. Công nghệ LED được dự đoán là sẽ thay thế đèn huỳnh quang và đèn HID trong các hệ thống làm vườn và giúp ích cho việc bảo vệ môi trường bền vững.
Xem thêm: Đèn LED thanh long Hàn Quốc giá tốt bảo hành 3 năm đổi mới
Đèn LED – Sự tiến bộ của tương lai
Để cung cấp số lượng và chất lượng lương thực chi 9 tỷ người (dự đoán 2050) là một thách thức đặc biệt và khó khăn khi biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra. Các công nghệ nông nghiệp có kiểm soát (CEA) bao gồm nhà kính, thủy canh, nuôi trồng thủy sản.. các trạm vũ trụ.
Lợi thế của công nghệ CEA ở chỗ cho năng suất cây trồng cao (do thời gian nuôi trồng ngắn hơn, trong điều kiện môi trường tối ưu), diện tích tăng trưởng trên mét vuông (mật độ cây trồng lớn, trồng xen canh nhiều tầng), chất dinh dưỡng và nước được đảm bảo … Tuy nhiên, trái với nông nghiệp ngoài trời, trồng cây trong nhà kín và trong nhà đều dựa vào các nguồn sáng mới như đèn LED có khả năng kích thích sự phát triển của cây trồng trong khi giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.
Ngành chiếu sáng cần cung cấp những loại đèn bền, tiết kiệm năng lượng, phù hợp với yêu cầu thay đổi của người tiêu dùng. Các loại đèn LED được trang bị chip điều khiển có thể mang lại những lợi ích bổ sung về tính linh hoạt, hiệu quả, độ an toàn, khả năng điều khiển thông minh cho các hệ thống chiếu sáng nhà kính. Các công nghệ mới này cung cấp khả năng sử dụng hiệu quả kinh tế năng lượng ánh sáng để trồng trọt trên toàn câu và trên vũ trụ trong tương lai gần, có thể đóng góp vào việc cung cấp cho chất lượng cuộc sống của con người, duy trì các hệ sinh thái ngoài trời (chủ yếu là rừng) và bảo vệ môi trường Trái Đất.
Xem thêm: Đèn ốp trần phòng khách Hàn Quốc – tiết lộ những điều bạn chưa biết
ENTEC – Năm tháng bền sáng
