Những cánh đồng không bao giờ 'tắt nắng'

Loại bóng đèn này tiết kiệm được hơn 90% điện năng tiêu thụ so với các loại bóng đèn sợi đốt truyền thống.
 

Thắp sáng những cánh đồng

Thời điểm 2008, những chủ vườn thanh long ở Bình Thuận như ngồi trên đống lửa, khi hạ tầng điện không đáp ứng được nhu cầu thắp sáng nhân tạo để điều khiển cây ra hoa nghịch vụ vào ban đêm.

Chong đèn cho thanh long. Ảnh: Kiên Cường.

Những chiếc đèn sợi đốt có công suất 100w ngốn năng lượng điện khủng khiếp. Chúng giống như mặt trời thu nhỏ, có dải phổ sắc ánh sáng rất rộng (7 sắc từ tím đến đỏ). Do thanh long là cây ngày dài (ra hoa trong điều kiện ngày dài đêm ngắn), nên mỗi đêm chủ vườn phải chong đèn từ 8 – 10 tiếng. Chi phí đầu tư đội lên cao, nhưng đổi lại, giá thanh long nghịch vụ lại đắt gấp đôi, gấp 3 lần.

Từ ấy, ông Nguyễn Đoàn Thăng – Chủ tịch Cty CP Bóng đèn Phích nước Rạng Đông, nung nấu ý tưởng sản xuất bóng đèn huỳnh quang, đèn led chuyên dụng phục vụ cây trồng để thay thế loại đèn sợi đốt, giảm điện năng tiêu thụ.

Các loại đèn huỳnh quang dân dụng do Rạng Đông sản xuất, chủ yếu phát ra ánh sáng xanh lá cây, phổ ánh sáng mà mắt người dễ thu nhận. Tuy nhiên, cây trồng lại cần các vùng sáng khác để quang hợp và kích thích quá trình ra hoa. Đó là bí ẩn mà các nhà chế tạo bóng đèn công nghiệp ở Việt Nam chưa vén được tấm màn đen.

Cơ duyên đưa ông đến với GS Nguyễn Quang Thạch – Chủ tịch Hội Sinh lý thực vật Việt Nam và các chuyên gia cây trồng của Viện Sinh học nông nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Bằng các công trình nghiên cứu cơ bản về sinh lý thực vật, các nhà khoa học đã tiết lộ cho Công ty Rạng Đông những thông tin quý hơn vàng ngọc.

Đó là các hạt Phitôcrôm – sắc tố cảm nhận quang chu kỳ (ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình ra hoa của cây trồng) chỉ tiếp nhận chủ yếu hai vùng ánh sáng màu xanh dương và đỏ. Sau nhiều năm thử nghiệm các vật liệu để sản xuất bóng đèn huỳnh quang phát ra ánh sáng đỏ và xanh dương, những sản phẩm đầu tay đã ra lò.
 

Làm chủ công nghệ chiếu sáng trong nông nghiệp

Đầu tiên là bóng compact vàng 20w (tập trung vùng ánh sáng đỏ và xanh dương). Chúng được PGS.TS Lê Văn Bé, Trưởng Bộ môn sinh lý thực vật của Đại học Cần Thơ và các cộng sự đem đi thử nghiệm tại một vườn thanh long tại Bình Thuận với diện tích khoảng 6.000m2. Lúc đầu, chủ vườn không tin, nghi ngờ về tính hiệu quả của sản phẩm. Công ty Rạng Đông phải cam kết nếu thiệt hại thì sẽ đền bù.

Rất may là mô hình thử nghiệm thành công, cây thanh long ra hoa nghịch vụ rất nhiều, chẳng hề thua kém các vườn thanh long chong đèn sợi đốt. Chủ vườn rất sướng vì tiết kiệm được 60 – 70% điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng, bên cạnh đó tuổi thọ của bóng cao hơn hẳn.

Khoảng một năm sau, nhà nước điều chỉnh giá điện tăng. Chiếc đèn compact trở thành vật cứu cánh cho hầu hết nhà vườn trồng thanh long nghịch vụ ở Bình Thuận. Tiếp đến, các nhà khoa học cùng phối hợp nghiên cứu để chế tạo ra bóng đèn compact đỏ 20w. Loại bóng đèn này rút ngắn được 2 giờ chiếu sáng/đêm so với bóng đèn compact vàng 20w và kích thích thanh long ra hoa nhiều hơn.

Năm 2016, được sự đồng ý của Bộ Khoa học Công nghệ, Dự án First (Đẩy mạnh đổi mới sáng tạo thông qua nghiên cứu khoa học và công nghệ) đã tài trợ dự án “Nghiên cứu và phát triển công nghệ, sản xuất, thử nghiệm và thương mại hóa sản phẩm LED dùng trong chiếu sáng nhân tạo nông nghiệp công nghệ cao tại thị trường Việt Nam”.

Từ nguồn hỗ trợ này, các chuyên gia tiếp tục nghiên cứu sản xuất đèn led chuyên dụng cho cây thanh long với công suất chỉ 10w (tiết kiệm được 70 – 80% so với bóng đèn sợi đốt), nhưng vẫn mang lại hiệu quả tương đương.

Không chỉ điều khiển thanh long ra hoa nghịch vụ, loại bóng đèn led này còn được ứng dụng để chiếu vào ban đêm, điều khiển hoa cúc nở hoa. PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh (nguyên Viện trưởng Viện Sinh học nông nghiệp), chia sẻ: “Trước đây, bà con chiếu sáng điều khiển hoa cúc ra hoa nghịch vụ theo kiểu cũ, nghĩa là chiếu sáng bổ sung 8 – 10 giờ/đêm để kéo dài quang chu kỳ (thay đổi quang chu kỳ ngày ngắn), như thế rất tốn điện.

Với dự án First, bằng việc tạo ra chiếc đèn led chiếu sáng chuyên dụng, chúng tôi sử dụng phương pháp chiếu sáng gián đoạn để cắt đêm dài thành hai đêm ngắn. Với phương pháp này, thời gian chiếu sáng được rút ngắn từ 8 – 10 giờ xuống chỉ còn khoảng 3-4 giờ/đêm”.

Sau khi thử nghiệm và tìm ra được quy trình, Viện Sinh học nông nghiệp đã xây dựng mô hình tại làng hoa Tây Tựu (Hà Nội) với diện tích 2.000m2 và làng hoa Thái Phiên (Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng). Đánh giá chung của các chủ vườn, sử dụng bóng đèn led 10w điều khiển ra hoa rất tốt. Cấu trúc của đèn led dạng tròn và có kích thước hợp lý nên trong quá trình chăm sóc, vận chuyển không dễ vỡ như bóng đèn compact và sợi đốt.
 

Xây dựng các nhà máy sản xuất rau

TS Trần Thị Ba, giảng viên chính, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ, cho biết: Thời gian qua, chúng tôi thử nghiệm chiếu sáng bằng nhiều loại đèn led (tập trung vào ánh sáng xanh dương và đỏ) cho cây trồng trên rau mầm và rau ăn lá (ở điều kiện phòng tối, không có ánh sáng tự nhiên).

Cây phát triển trong điều kiện ánh sáng nhân tạo không hề thua kém gì so với trồng ở ngoài ánh sáng tự nhiên. Ảnh: Kiên Cường.

Kết quả, loại bóng đèn led có tỷ sắc đỏ nhiều hơn xanh dương (80% đỏ, 20% xanh dương) phù hợp nhất cho chiếu sáng rau mầm và rau ăn lá. Cây phát triển trong điều kiện ánh sáng nhân tạo không hề thua kém gì so với trồng ở ngoài ánh sáng tự nhiên.

Kết quả nghiên cứu trên đã mở ra triển vọng mới cho ngành sản xuất rau ở Việt Nam. Bởi theo TS Trần Thị Ba, rau ăn lá, rau mầm được trồng ngoài đồng có nguy cơ dịch bệnh cao. Bởi vậy, việc sản xuất rau thủy canh, không cần ánh sáng tự nhiên trong tương lai là xu hướng phổ biến trên thế giới.

“Tại đồng bằng sông Cửu Long, chúng tôi đã thực hiện mô hình chiếu sáng nhân tạo để trồng rau mầm tại trang trại của Công ty An Viên. Kết quả, đối với rau non trồng trên giá đỡ nhiều tầng, trong điều kiện có hỗ trợ ánh sáng, chỉ cần chiếu 10h/ngày là cây sinh trưởng, phát triển tốt”, TS Trần Thị Ba nói.

Hiện nay, trên thế giới đã hình thành các nhà máy sản xuất rau, chủ động hoàn toàn về quy mô sản xuất, thời gian thu hoạch, kiểm soát dịch bệnh. Những nhà máy này trồng rau nhiều tầng, có nhà máy trồng rau 40 tầng (mỗi tầng cách chỉ 20 – 25cm) do sử dụng bóng đèn led để chiếu sáng.

Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu hệ thống chiếu sáng nhân tạo phục vụ cây trồng từ năm 2003. Đến năm 2010, các doanh nghiệp sản xuất bóng đèn bắt đầu tung ra thị trường. Chỉ sau 5 năm, đã có gần 100 nhà máy sản xuất rau để phục vụ người tiêu dùng trong nước. TS Trần Thị Ba cho rằng: “Đó cũng là viễn cảnh tương lai của Việt Nam”.