Công nghệ chiếu sáng “phá đêm” có thể tiết kiệm điện lên tới 90%

Tại các tỉnh Tây Nguyên, việc trồng hoa cúc đang chủ yếu dùng phương pháp chiếu sáng bổ sung với thời gian từ 6-8 giờ/ngày. Trước đây, nông dân chuyên canh hoa cúc chủ yếu dùng đèn huỳnh quang compact (CFL) chiếu sáng liên tục từ 6-8h (có nơi lên tới 8-10h) vào ban đêm.

Đèn CFL có nhiều nhược điểm: tuổi thọ thấp, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường vì chứa thủy ngân, dễ hấp dẫn côn trùng và sâu bệnh ưa ánh sáng vào ban đêm. Đặc biệt, với cường độ chiếu sáng nhiều giờ, đèn CFL tiêu thụ lượng điện năng rất lớn.

Kỹ thuật “phá đêm” là sử dụng ánh sáng có phổ phát xạ thích hợp nhằm điều khiển quá trình chuyển hóa từ giai đoạn sinh trưởng sang sinh sản của thực vật. Theo tính toán của các nhà khoa học, kỹ thuật “phá đêm” có thể tiết kiệm khoảng 10 đến 100 lần năng lượng và đã được áp dụng trong sản xuất hoa cúc cắt cành ở một số nước trên thế giới. Tuy nhiên, tại Việt Nam, công nghệ “phá đêm” vẫn còn khá mới mẻ và vẫn chưa được kiểm nghiệm trên diện rộng với các loại cúc, nên chưa áp dụng đại trà.

Các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thiết kế  chế tạo được 3 loại đèn LED là 630nm-3W, 630nm-5W và 660nm-3W dùng để chiếu sáng “phá đêm” cho cây hoa cúc pha lê. Lần thử nghiệm đầu tiên được thực hiện tại vườn hoa Tây Tựu (Hà Nội), vào năm 2015. Các kết quả nghiên cứu cho thấy: Có thể thay thế đèn huỳnh quang CFL và đèn sợi đốt bằng đèn LED có bước sóng phù hợp (630, 660 và 700nm) để điều khiển quá trình ra hoa cây hoa cúc pha lê với thời gian chiếu sáng trong đêm có thể rút xuống còn 30 phút-2h/đêm. Phương án chiếu sáng “phá đêm” sử dụng đèn LED này cho cây hoa cúc pha lê có hiệu quả ức chế ra hoa tương đương với đèn CFL, trong khi đó tiết kiệm điện năng đến 26 lần.

Tiếp tục nghiên cứu sâu và hoàn thiện công nghệ trong 3 năm (từ tháng 7/2018 đến tháng 3/2021), nhóm nghiên cứu đã thiết kế và chế tạo được 1000 bộ đèn LED chuyên dụng để ứng dụng trong chiếu sáng điều khiển quang chu kỳ cây hoa cúc thương mại. Loại đèn LED NN chuyên dụng này đã được kiểm chứng tại mô hình trong nhà lưới với quy mô 2000m2/1 giống cúc tại Phường Thái Phiên (Đà Lạt) và mô hình ngoài trời với quy mô 500m2/1 giống cúc tại Khu Nông nghiệp công nghệ cao tại Tây Nguyên của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Cụ thể, mô hình đã sử dụng đèn LED NN chuyên dụng dạng 3U-660 để thay thế đèn compact trong chiếu sáng cho cây hoa cúc với thời gian giảm còn 1/3 (đối với cây cúc pha lê, kim cương) và 1/6 (đối với cây cúc farm) so với phương pháp chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang. Hiệu quả tiết kiệm năng lượng trên 67% cho các mô hình ngoài trời và từ 83%-94% cho các mô hình trong nhà lưới. Các chỉ số tác động đến môi trường không khí, đất, nước và tài nguyên của đèn LED NN chuyên dụng chỉ bằng từ 12-16% so với đèn CFL-20W trong giai đoạn “phá đêm” cây hoa cúc.

Theo quan sát của các chủ vườn, cây hoa cúc khi được chiếu sáng bằng đèn LED NN chuyên dụng có thời điểm ra hoa đúng như mong muốn; có các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển năng suất và chất lượng cây đều tương đương hoặc cao hơn so với cây hoa cúc được chiếu sáng bằng đèn compact 20W.

Ngoài ra, nhóm còn thiết kế và phối hợp với các công ty chuyên sản xuất bóng đèn trong nước để chế tạo các loại đèn LED NN sử dụng trong nhân giống cây hoa cúc. Các thông số quang, điện và an toàn điện của đèn LED NN đã được đo tại Phòng thử nghiệm chất lượng thiết bị chiếu sáng (phòng thí nghiệm đạt chuẩn quốc tế ISO 17025) của Công ty Cổ phần bóng đèn Điện Quang.

Hiện nay, một số công ty chuyên sản xuất đèn LED trong nước đã hợp tác với nhóm nghiên cứu có thể sản xuất và cung cấp các loại đèn LED nêu trên với số lượng lớn, chất lượng đảm bảo, giá cả hợp lý để nhân giống cây trồng, điều khiển quang chu kỳ (còn gọi là kỹ thuật phá đêm) nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất hoa cúc thương mại.

Ngoài các bộ đèn LED chuyên dụng, nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng được 03 quy trình chiếu sáng với thời gian tối ưu cho 03 giống hoa cúc thương mại là pha lê, kim cương và farm. 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 (trong phòng thí nghiệm) đến giai đoạn sản xuất cây giống thông qua phức thức giâm ngọn trong vườn ươm.

Ông Nguyễn Đình Cường, một nông dân trồng hoa cúc ở phường 12, tổ dân phố Thái Phiên (Đà Lạt), chia sẻ: “Tôi đã dùng bóng LED NN chuyên dụng cho hoa cúc rồi. Loại này rất bền dù giá hơi mắc tiền. Tôi xài bóng đèn LED của một doanh nghiệp trong nước mỗi tháng hết 1 triệu tiền điện cho vườn bông. Còn khi chuyển sang bóng LED NN chỉ mất cỡ 450.000 đồng thôi!”. Ông Cường là một trong những người đầu tiên nhận thấy hiệu quả tiết kiệm điện của bóng LED NN mà các nhóm nghiên cứu thực hiện.

“Ánh sáng có vai trò đối với quá trình sinh trưởng bình thường cũng như hiệu quả nhanh ở cây hoa cúc. Bên cạnh đó, mỗi giống hoa cúc có thể yêu cầu một điều kiện ánh sáng khác nhau. Do đó, nhằm tối đa hóa hiệu quả chiếu sáng khi ứng dụng đèn LED trong sản xuất cây hoa cúc, khảo sát ánh sáng phù hợp đối với từng giai đoạn nhân giống là vô cùng cần thiết”, GS.TSKH Phan Hồng Khôi (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) cho biết.

Việc chuyển đổi hệ thống chiếu sáng thông thường sang công nghệ chiếu sáng LED cho cây hoa cúc ước tính lên tới hàng trăm tỷ đồng/năm. Hơn nữa, khi sử dụng đèn LED thay thế cho các loại đèn truyền thống, các nhược điểm trong quá trình sản xuất hoa cúc đã hiện hữu từ nhiều năm nay ở khu vực Tây Nguyên sẽ được khắc phục hoàn toàn.

Trên thị trường hiện nay, đèn LED chưa phong phú về chủng loại, giá cả. Đa số đèn LED đang được thử nghiệm hiện nay là của Mỹ (10W), Hàn Quốc (6,5W), Điện Quang (5-10W). Đặc biệt, giá đèn LED đắt so với đèn compact (đèn compact giá dao động từ 30.000 - 45.000 đồng/bóng; đèn LED gấp khoảng 5-10 lần tùy công suất, chất lượng bóng)…

Theo GS.Phan Hồng Khôi, đây là một trong những lý do làm nông dân chưa mạnh dạn đầu tư. Để đèn LED của Việt Nam có thể chiếm lĩnh thị trường nhà nước cần phải ban hành các cơ chế chính sách như: Đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học công nghệ; thực hiện các mô hình trình diễn chiếu sáng bằng đèn LED; khuyến khích các đơn vị trong nước nghiên cứu và sản xuất đèn LED cho nông nghiệp; thúc đẩy, hỗ trợ các nghiên cứu về cơ chế huy động các nguồn vốn đầu tư; hỗ trợ nông dân mua đèn LED trả góp, khuyến cáo cho nông dân các loại đèn LED đảm bảo chất lượng.

Đặc biệt là, cần phải xây dựng được quy trình chiếu sáng hiệu quả trên cơ sở sử dụng đèn LED có công suất thấp và giảm tối đa thời gian chiếu sáng để các đơn vị, doanh nghiệp, các nông hộ áp dụng vào canh tác hoa cúc từ đó sẽ giảm được chi phí điện năng, thay đổi tập quán canh tác tránh sử dụng lãng phí điện, tạo thói quen sử dụng điện theo hướng tiết kiệm hiệu quả. Quá trình này cần sự đồng hành mạnh mẽ của các chuyên gia, doanh nghiệp với người nông dân.