一,Kiểm soát chính xác môi trường ánh sáng: vượt xa giới hạn của ánh sáng tự nhiên
1. Bù đắp cho ánh sáng không đủ và làm cho ánh sáng kéo dài hơn.
Trong nhà kính, thời tiết mùa đông hoặc mưa thường có nghĩa là thực vật không nhận đủ ánh sáng, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả quang hợp của chúng. Đèn LED trồng cây có thể giúp cây nhận được nhiều ánh sáng hơn khi không có nhiều ánh sáng, chẳng hạn như vào sáng sớm hoặc buổi tối, bằng cách mô phỏng chu kỳ ánh sáng tự nhiên. Điều này làm cho cây nhận được nhiều ánh sáng hơn theo thời gian. Ví dụ, tại Trang trại Yuntai ở Lianyungang, phòng trồng trọt thông minh dành cho lan hồ điệp sử dụng đèn tăng trưởng LED và thiết bị cảm biến IoT để thay đổi khoảng thời gian bật đèn dựa trên cách cây đang phát triển. Điều này làm cho hoa nở sớm hơn 15 ngày và làm cho đường kính hoa lớn hơn 20%. Kỹ thuật chiếu sáng chính xác này rất phù hợp để trồng hoa và rau có giá trị cao-trái mùa, khiến thị trường trở nên cạnh tranh hơn nhiều.
2. Kết hợp quang phổ phù hợp với yêu cầu của cây trồng
Thực vật chỉ có thể hấp thụ những bước sóng ánh sáng nhất định. Ví dụ, ánh sáng đỏ (610{12}}720nm) giúp thực vật quang hợp và nở hoa, ánh sáng xanh (400-500nm) giúp thực vật tạo ra chất diệp lục và lưu trữ protein, và ánh sáng đỏ xa (700-800nm) kiểm soát chiều cao và chiều dài của các lóng. Bằng cách kết hợp các chip, đèn LED trồng cây có thể thay đổi quang phổ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các loại cây trồng khác nhau. Ví dụ, đèn nuôi cấy mô LED do Đại học Nông nghiệp Nam Kinh sản xuất sử dụng tỷ lệ ánh sáng đỏ và xanh là 4:1. Điều này có nghĩa là 100% các đoạn thân hoa cúc có rễ, rễ phát triển nhiều hơn 30% so với ánh sáng tự nhiên và có nhiều diệp lục hơn 15%. Đèn natri cao áp truyền thống (có quang phổ cố định) không thể đáp ứng được mức độ kiểm soát quang phổ chính xác này.
3. Sử dụng không gian ba-chiều và canh tác nhiều-lớp
Đèn LED trồng cây không tạo ra nhiều nhiệt (chỉ bằng 20%-đèn natri áp suất cao), có thể chiếu sáng cây trồng ở cự ly gần mà không làm cháy cây và có thể sử dụng với thiết kế giá trồng trọt nhiều-lớp. Ví dụ, dải đèn LED có thể được đặt phía trên mỗi giá canh tác trong một trang trại thẳng đứng, giúp tăng gấp ba lần diện tích sử dụng. Thiết kế này không chỉ tiết kiệm đất mà còn tăng năng suất trên một đơn vị diện tích bằng cách trồng cây gần nhau. Điều này làm cho nó trở thành một cách tốt để trồng các loại rau lá như rau diếp và rau bina.
2,Điều hòa chu kỳ sinh trưởng: đẩy nhanh quá trình sinh sản và làm cho nó tốt hơn
1. Rút ngắn chu kỳ phát triển của cây con và quá trình sinh sản hiệu quả hơn.
Trong giai đoạn nuôi cấy mô thực vật và cây con, đèn LED trồng cây có thể tạo ra môi trường ánh sáng ổn định giúp rễ phát triển và cây con khỏe hơn. Ví dụ: hệ thống chiếu sáng nhà máy LED-của Weizhaoye Optoelectronics đã tăng tỷ lệ sống sót của cây giống cà chua khi chúng được chuyển đến địa điểm mới lên 98% và giảm 20% thời gian để cây con phát triển. Ngoài ra, sự kết hợp giữa ánh sáng đỏ (660nm) và ánh sáng xanh (450nm) có thể kích hoạt mô phân sinh thực vật, giúp tăng hiệu quả sinh sản của thân dâu lên 40% và tăng chu kỳ sinh sản hàng năm từ 2 đến 3 lần.
2. Kiểm soát thời điểm hoa nở và thời điểm quả chín
Bạn có thể kiểm soát thời gian ra hoa của cây trồng rất chính xác bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa ánh sáng đỏ và ánh sáng đỏ xa (R/FR). Ví dụ, trong việc trồng anh đào trong nhà kính, hệ thống chiếu sáng bổ sung bằng đèn LED sẽ tăng thêm 14 giờ tiếp xúc với ánh sáng mỗi ngày vào những ngày ẩm ướt. Điều này làm cho quả anh đào nở sớm hơn 10 ngày và làm tăng hàm lượng đường trong quả lên 2 độ Brix. Ánh sáng lấp đầy bằng đèn LED có thể giúp các loại rau họ Cà như cà chua và ớt có màu sắc trái cây đồng đều hơn, giảm số lượng trái cây bị biến dạng và nâng tỷ lệ trái cây thương mại lên trên 95%.
3. Làm cho cây trồng ngon hơn về hương vị và dinh dưỡng
Sự tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp ở cây trồng cũng có thể bị ảnh hưởng bởi việc kiểm soát quang phổ LED. Ví dụ: ánh sáng xanh (450nm) có thể khiến anthocyanin tích tụ trong rau diếp, khiến lá có màu đỏ tím-và tăng khả năng chống oxy hóa lên 30%. Ánh sáng đỏ (660nm) giúp cà chua tạo ra lycopene và tăng hàm lượng vitamin C lên 15%. Sự cải thiện về chất lượng này dẫn đến giá cao hơn trên thị trường. Ví dụ:-các siêu thị cao cấp tính phí rau diếp có đèn LED cao hơn 50% so với rau diếp thông thường.
3, Cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng có nghĩa là giảm chi phí vận hành và giảm lượng khí thải carbon.
1. So với các loại nguồn sáng khác, nó có hiệu suất chuyển đổi quang điện tốt nhất.
Đèn LED trồng cây có hiệu suất chuyển đổi quang điện là 2,5 μ mol/J, cao hơn gấp đôi so với đèn natri áp suất cao-(1,2 μ mol/J). Nếu bạn có một nhà kính rộng 1{12}}ha và sử dụng đèn LED trong 12 giờ mỗi ngày, bạn có thể tiết kiệm 120.000 nhân dân tệ trên hóa đơn tiền điện mỗi năm và cắt giảm 30 tấn lượng khí thải carbon dioxide. Ngoài ra, đèn LED có tuổi thọ lên tới 50.000 giờ, dài gấp 5 lần so với đèn natri cao áp. Điều này thậm chí còn cắt giảm chi phí bảo trì hơn nữa.
2. Điều khiển thông minh giúp giảm lãng phí năng lượng
Đèn LED thực vật có thể tự động điều chỉnh độ sáng và độ sáng bằng cách sử dụng cảm biến ánh sáng và công nghệ IoT. Ví dụ, tự động giảm công suất khi có đủ ánh sáng mặt trời và tăng cường tiếp xúc với ánh sáng vào những ngày mưa hoặc về đêm để đảm bảo cây trồng nhận được bức xạ hoạt động quang hợp (PAR) ổn định. Hệ thống điều khiển ánh sáng thông minh LED do Đại học Nông nghiệp Nam Kinh tạo ra có thể tăng mức sử dụng năng lượng lên 40% và giảm mức sử dụng năng lượng trên mỗi đơn vị năng suất xuống 60% so với các nhà kính thông thường bằng cách theo dõi cường độ ánh sáng trong nhà kính và tốc độ quang hợp của cây trồng.
3. Sử dụng ít năng lượng hơn cho điều hòa không khí và thông gió
Đèn natri cao áp tạo ra nhiều nhiệt và cần điều hòa không khí để hạ nhiệt, trong khi đèn LED tạo ra ít nhiệt hơn và có thể giảm nhiệt độ nhà kính xuống 2–3 độ, nghĩa là máy điều hòa không cần phải chạy lâu. Ví dụ, việc sử dụng đèn LED lấp đầy trong nhà kính trồng dâu tây của Công ty quang điện tử Weizhaoye Quảng Đông đã cắt giảm 35% mức sử dụng năng lượng và tổng chi phí vận hành xuống 20%.
4, Phát triển nông nghiệp bền vững: Khuyến khích sản xuất xanh và nâng cấp công nghiệp
1. Sử dụng ít hóa chất hơn và trồng cây theo cách tốt cho môi trường.
Ánh sáng lấp đầy bằng đèn LED có thể giúp cây trồng đối phó với căng thẳng tốt hơn và giảm nhu cầu phân bón và thuốc trừ sâu. Ví dụ, trong nhà kính trồng cà chua có bù ánh sáng LED, cây phát triển tốt vì nhận được đủ ánh sáng. Tỷ lệ bệnh phấn trắng giảm một nửa và lượng thuốc trừ sâu sử dụng giảm 30%. Ngoài ra, việc quản lý quang phổ chính xác có thể giúp cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn, giảm lượng chất thải phân đạm và giảm nguy cơ ô nhiễm từ các nguồn không-điểm.
2. Hỗ trợ canh tác đô thị và canh tác dọc
Đèn LED trồng cây rất phù hợp cho các trang trại thẳng đứng và trang trại trên mái nhà đô thị vì chúng không quá nóng và sử dụng nhiều không gian. Ví dụ: trang trại thẳng đứng "Sky Greens" ở Singapore sử dụng công nghệ chiếu sáng LED để trồng rau xanh trên kệ tăng trưởng 9{6}}lớp. Phương pháp này sử dụng ít nước hơn 95% so với các trang trại thông thường và tạo ra số lượng cây trồng nhiều hơn 10 lần trên mỗi foot vuông. Mô hình này đưa ra giải pháp lâu dài cho vấn đề đưa thực phẩm đến các thành phố.
3. Trợ giúp từ chính phủ và triển vọng thị trường tốt
Chính phủ Trung Quốc đã đặt ưu tiên hàng đầu cho chiếu sáng nông nghiệp bằng đèn LED trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 14. Nó cũng cung cấp cho các dự án nhà kính sử dụng hệ thống chiếu sáng bổ sung bằng đèn LED trợ cấp 30% thiết bị. Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc cho biết đến năm 2025, quy mô thị trường đèn LED nông nghiệp của Trung Quốc sẽ trị giá hàng tỷ nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng hàng năm hơn 30%. Thị trường đèn LED trồng cây đang tăng trưởng 25% mỗi năm trên toàn thế giới và đến năm 2030, ước tính trị giá hơn 5 tỷ USD.
