Công nghệ ánh sáng trong ứng dụng đèn nuôi cấy mô

Sử dụng ánh sáng trong trồng trọt là hướng nghiên cứu được các nhà khoa học quan tâm nhằm mục tiêu giảm chi phí sản xuất, cải thiện chất lượng giống và nông sản. Trong đó, việc nghiên cứu chuẩn hóa đèn nuôi cấy mô thực vật là điều hết sức cần thiết.

Đèn nuôi cấy mô trong nghiên cứu và ứng dụng

Nhân giống nuôi cấy mô đang đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp công nghệ cao tại Việt Nam, giúp tạo ra các giống cây trồng sạch bệnh và có năng suất cao. Phương pháp này không chỉ được áp dụng rộng rãi trong sản xuất cây giống hoa và cây lâm nghiệp mà còn mở rộng sang các loại cây nông nghiệp khác. Sự phát triển của các phòng nuôi cấy mô đã góp phần đáng kể vào việc cải thiện chất lượng và đa dạng hóa các giống cây trồng, từ đó hỗ trợ nông dân Việt Nam trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và phát triển bền vững. Vấn đề đặt ra là cần phải có các nguồn sáng từ đèn nuôi cấy mô chuyên dụng vừa tiết kiệm năng lượng vừa cho kết quả nhân giống tốt.

Trong lĩnh vực nuôi cấy mô, việc sử dụng đèn LED chuyên dụng có thể giải quyết vấn đề tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa quá trình nhân giống. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, đèn LED không chỉ tiết kiệm đến 60% chi phí điện năng mà còn cung cấp phổ ánh sáng phù hợp với nhu cầu của cây trồng, đặc biệt là trong các vùng ánh sáng đỏ và xanh quan trọng cho quá trình quang hợp. Đèn LED cũng giúp giảm chi phí điều hòa nhờ khả năng tỏa nhiệt thấp, đồng thời tăng cường độ sáng và tuổi thọ so với đèn huỳnh quang truyền thống.

Các đèn nuôi cấy mô compact cũng thiếu vùng ánh sáng đỏ cho cây. Đèn đèn nuôi cấy mô thủy ngân có tỷ lệ ánh sáng đỏ cao nhưng hiệu suất thấp.

Ánh sáng đỏ, với bước sóng dài, có hiệu quả quang hợp cao nhất so với các bước sóng khác, làm tăng cường độ quang hợp và giảm năng lượng tiêu hao. Đèn LED phát ra ánh sáng đỏ có thể tối ưu hóa quá trình quang hợp, giúp cây phát triển tốt hơn trong điều kiện nuôi cấy mô. Công nghệ chiếu sáng này không chỉ hỗ trợ tăng năng suất cây trồng mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm lượng điện năng tiêu thụ.

Kết quả chiếu sáng sử dụng đèn nuôi cấy mô huỳnh quang

Kết quả thử nghiệm của nhóm nghiên cứu tại Viện Sinh học Nông nghiệp đối với loại bóng đèn huỳnh quang chuyên dụng cho nuôi cấy mô do Rạng Đông sản xuất đã cho thấy kết quả tích cực. Các thử nghiệm được tiến hành trên nhiều loại cây như khoai tây, lan hồ điệp, cẩm chướng, cúc, chuối tiêu hồng, keo lai, bạch đàn… tại phòng thí nghiệm của Viện Sinh học Nông nghiệp - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội và một số cơ sở nghiên cứu khác tại Đà Lạt và TP.HCM đều khẳng định hiệu quả của loại đèn này.

Đèn nuôi cấy mô của Rạng Đông tiêu tốn ít năng lượng hơn khoảng 60% so với các loại đèn cũ. Công ty đã phát triển balát điện tử thay thế balát sắt từ, giảm tiêu thụ điện từ 13W xuống còn 3W và giảm nhu cầu làm mát bằng điều hòa. Thiết kế chao đèn giúp tập trung bức xạ vào cây nuôi cấy, đạt độ đồng đều chiếu sáng cao, với ánh sáng tập trung lên bình nuôi cấy mô đạt 70-75%. Công nghệ tráng bột nước và phủ lớp oxit nhôm (Al2O3) bảo vệ đèn, tăng tuổi thọ và giảm suy giảm quang thông.

Về chất lượng cây giống, đèn nuôi cấy mô T8-36W chuyên dụng của Rạng Đông cho thấy hiệu quả tốt hơn trong giai đoạn nhân nhanh. Trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh, đèn nuôi cấy mô LED tỏ ra hiệu quả hơn. Do các nhóm cây có phản ứng khác nhau với ánh sáng (nhóm ưa sáng, nhóm ưa bóng và nhóm trung tính), các nghiên cứu đang được tiến hành để tối ưu hóa việc sử dụng đèn cho từng nhóm cây.

Các nhà khoa học từ Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Trường Đại học Cần Thơ đã hợp tác với nhà sản xuất trong nước để nghiên cứu và chế tạo một số loại đèn huỳnh quang kích thích sinh trưởng cây nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô. Tuy nhiên, do đèn huỳnh quang không tiết kiệm điện tối ưu, đèn nuôi cấy mô công nghệ LED đã được phát triển và tỏ ra vượt trội hơn.

Hiệu quả từ đèn nuôi cấy mô led Rạng Đông

Điện năng tiêu thụ của đèn nuôi cấy mô led Rạng Đông giảm 75% với 2 đèn đèn nuôi cấy mô huỳnh quang T10/tầng.

Cường độ ánh sáng đèn nuôi cấy mô led Rạng Đông tăng 15% và ánh sáng tập trung lên bình nuôi cấy mô, phần chiếu sáng hữu ích đạt 70% ÷ 75%.

Số lượng bóng đèn đèn nuôi cấy mô led Rạng Đông ít hơn so với đèn nuôi cấy mô khác và sử dụng balast điện tử tỏa nhiệt ít, tiết kiệm tiền điện điều hòa.

Đèn nuôi cấy mô led Rạng Đông có phổ ánh sáng phù hợp với sinh trưởng phát triển loại cây trung tính và cây ưa sáng: Chuối, khoai tây, cẩm chướng, dâu tây, đồng tiền, hồng môn …