Vai trò ánh sáng với đời sống thực vật PGS TS Phạm Hồng Dương Viện Khoa học Công nghệ Việt nam Hà nội ngày 20 tháng năm 2012 Nội dung thuyết trình Ánh sáng phương pháp đo ánh sáng Tác động ánh sáng trình sinh trưởng thực vật • Hệ thống quang hợp (Photosynthesis) • Quang sinh hình thái (Photomorphogenesis) Điều khiển ánh sáng tự nhiên Nguồn sáng nhân tạo Lựa chọn giải pháp 1.Ánh sáng phương pháp đo ánh sáng LIGHT!!! Ánh sáng sóng điện từ? Photon ? Đo đạc lượng ánh sáng • PP xạ (Radiometric Method) • PP trắc quang (Photometric Method) • PP lượng tử (Quantum Method) Đo xạ điện từ • Đo cường độ sóng điện từ Dùng cảm biến quang (quang trở, photo-diode; cặp nhiệt điện chân khơng Quang trở, photo-diode có độ nhạy cao, có dải phổ độ nhạy hẹp khơng phẳng Cặp nhiệt điện chân không biến đổi lượng điện từ thành nhiệt, có dải phổ rộng, phẳng độ nhạy thấp • Đo phổ sóng điện từ (Spectro-photometry) Ghép cảm biến quang điện với phổ kế, đo hàm phân bố lượng theo bước sóng Trắc quang:photon với mắt người Ánh sáng = photon + hệ thống thị giác + thụ cảm + ý thức nhận biết Đường nhạy sáng mắt người Đường cong nhìn đêm (scotopic vision) có cực đại 507 nm Đỉnh độ nhạy đường cong photopic nằm 555 nm Tại bước sóng này, W ánh sáng tạo nên 683 lumen Đường cong độ nhạy mắt người Hiện tượng nhìn lai (mesopic vision), hai loại tế bào tham gia nhìn Phương pháp trắc quang Lux kế: thiết bị đo độ rọi có độ nhạy phổ thương ứng với độ nhạy mắt người quan sát chuẩn Quả cầu tích phân- phổ kế: Quả cầu tích phân nối với thiết bị đo sáng phổ kế Quang thơng đèn LED đo cách dùng cầu tích phân đủ lớn nối với cảm biến có độ nhạy phù hợp với hàm độ nhạy mắt người V(λ) Từ tính quang thông Các thông số trắc quang Đơn vị Unit Đại lượng trắc quang (Photometric quantity) Quang thông Luminous flux lm (lumen) Cường độ sáng Luminous intensity cd (nến) Độ rọi Illuminance lx (lux) Độ chói Luminance cd/m2 Độ phơi sáng Luminous exposure lx.s Quang Luminous energy lm.s Nhiệt độ màu Color temperature Hệ số hoàn màu Color rendering index K (Kelvin) Khơng Đèn phóng điện cường độ cao (HID) Metal Halide Thích hợp cho quang hợp Đèn thuỷ ngân lai tóc: • Tỷ lệ R/FR nhỏ • Hiệu suất cao đèn sợi đốt • Thích hợp cho điều khiển hình thái Đèn LED trắng •Thiếu R FR • Giá thành cao Tuổi thọ cao Hiệu suất cao Đèn Natri thấp áp – Rẻ – Khơng tơt cho chiếu tăng trưởng Hình 37 Mức chuyển mức lượng Natri thấp cao áp Đèn Natri cao áp •Dùng phổ biến nhưng: • Phổ thiếu xanh FR •Giá thường đắt, •Đèn phải treo cao để khỏi làm nóng •Cần phối hợp với đèn Metal-Halide để bổ xung ánh sáng xanh Chao chụp thường dùng cho nhà xanh HID’s dùng chiếu bổ sung cho nhà xanh điều kiện chiếu sáng yếu Tổng kết giải pháp cổ điển (không tính LED growth lamp) • Phá đêm: Huỳnh quang > Sợi đốt > HID • Kéo dài ngày cho quang hợp HID Sợi đốt Huỳnh quang • Bổ sung ánh sáng cho quang hợp HID > Huỳnh quang* Sợi đốt * Nguồn sáng tốt cho quang hợp phịng gieo hạt phịng lạnh Một số thơng tin bổ ích • Thời gian chiếu sáng từ18 đến 20 h/ngày ( tự nhiên + bổ sung ) tăng suất cao • Để ước tính, m2 diện tích cần 60 W đèn cho khoảng 600 lux (khoảng cách 2-3 m • Mỗi 1000 lux tăng nhiệt độ khoảng độ • Micromol (umol)= 82 lux Giải pháp mới: Growth LED •Điều chỉnh phổ xác • Dễ điều khiển độ sáng • Giá thành cao Tuổi thọ cao Hiệu suất cao Lý tưởng cho ứng dụng Giải pháp mới: đèn HQ phủ bột R 1.0 Red phosphor Coated FL vs PS sensitivity Emission Intensity 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 350 400 450 500 550 600 Wavelength (nm) 650 700 750 Giải pháp mới: tăng dải xạ R cho đèn Metal-Halide 1.0 0.8 Total: 62.6 Int 400-500: Int 600-700: 38.5 0.6 Intensities • Tăng hiệu suất PAR • Đàm bảo tỷ lệ R/B • Kết hợp đèn MH HPS • Chiếu sáng đồng MH+HPS • Giá thành rẻ •Tốt cho nhu cầu quang hợp 0.4 0.2 0.0 400 450 500 550 600 Wavelength (nm) 650 700 Công nghệ Thuỷ canh tăng suất 2-10 lần Công nghệ Thuỷ canh • Dưỡng chất bao gồm nguyên tố vi lượng • Khí CO2 gấp 5-10 lần nồng độ chuẩn đủ ánh sáng dưỡng chất • Khơng dùng đất, thay nước phun • Nhiệt độ 20-25 C • pH vừa phải (7-8) • Độ ẩm thấp (60-70%) • Chu kỳ sáng tối kiểm sốt tốt (18 chiếu sáng, tối) Cám ơn Chúc thành công!