Giải pháp chiếu sáng trong nuôi cấy mô (In_vitro) – Tiết kiệm năng lượng, kích thích sinh trưởng

19:00 | 09/04/2015

Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào là một phần quan trọng trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao, một mảng của ngành công nghệ sinh học hiện đại

Ánh sáng có vai trò quyết định tác động đến quá trình sinh trưởng của cây giống. Với mỗi phương pháp nuôi cấy mô, mỗi loại đối tượng cây, mỗi giai đoạn sinh trưởng lại cần mức độ chiếu sáng khác nhau nhằm cung cấp đủ lượng ánh sáng cho cây quang hợp. Trái với mắt người có phổ nhạy cảm ở bước sóng 555nm, phổ hấp thụ diệp lục của cây chủ yếu tập trung ở 2 vùng ánh sáng màu đỏ có phổ (600 nm ÷ 700 nm) và vùng ánh sáng màu xanh có phổ (400 nm ÷ 500 nm). Do vậy việc sử dụng nguồn sáng thông thường trong chiếu sáng phòng nuôi cấy mô hiện nay không phải là giải pháp tối ưu giúp cây sinh trưởng tốt.

Mặt khác, vấn đề bức xúc của lĩnh vực nhân giống bằng nuôi cấy mô là chi phí về năng lượng phục vụ cho quá trình thắp sáng chiếm đến 65% và làm mát chiếm đến 25% tổng năng lượng của một quy trình nhân giống. Đặc điểm chiếu sáng trong phòng nuôi cấy mô là sử dụng 100% ánh sáng nhân tạo, thời gian chiếu sáng liên tục 24/24 giờ. Vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu xây dựng những giải pháp chiếu sáng khoa học, hiệu quả, vừa đảm bảo yêu cầu tiết kiệm điện vừa đảm bảo sự sinh trưởng, phát triển và hệ số nhân của cây nhân giống giúp nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế.

Giải pháp của chúng tôi là hợp tác với các chuyên gia hàng đầu về sinh học, về quang phổ, để nghiên cứu những đặc tính sinh trưởng của cây; nghiên cứu chế tạo ra các nguồn sáng có phổ ánh sáng thích hợp với phổ nhạy cảm của cây trồng; tích hợp công nghệ tiên tiến trong sản xuất sản phẩm nguồn sáng hiệu suất cao tiết kiệm điện; chế tạo các thiết bị chiếu sáng phù hợp đem lại hiệu quả chiếu sáng cao trong nuôi cấy mô.

Phương pháp chiếu sáng cũ: Sử dụng nguồn sáng huỳnh quang T10, Balats sắt từ tiêu tốn điện năng. Không sử dụng thiết bị chao chụp làm mất mát ánh sáng

Phân tích phổ phát xạ của đèn huỳnh quang thường:

 

Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang có phổ nhạy cảm phù hợp với phổ nhạy cảm của cây trồng

Bóng đèn huỳnh quang chuyên dụng trong nuôi cấy mô

Nghiên cứu chế tạo thiết bị chiếu sáng giúp tập trung ánh sáng nâng cao bức xạ quang hợp
Phần ánh sáng hữu ích tăng lên 70% - 75% so với đèn không có chao chụp chỉ là 35%

Bộ môn Kỹ thuật chiếu sáng - Trung tâm R&D chiếu sáng Rạng Đông đã thiết kế chế tạo thành công bộ đèn chuyên dụng HQNNx1, HQNNx2, HQNNx3 với 3 mức cường độ khác nhau. Đèn có kết cấu chao phản quang phù hợp, ánh sáng được phân bố tập trung và đồng đều lên các bình nuôi cấy, theo kết quả đo đạc thực tế phần ánh sáng hữu ích tăng lên 70% ÷ 75% so với đèn không có chao chụp chỉ là 35%. 

Một số kết quả đạt được:

Tại Viện SH – Trường ĐH Nông nghiệp - Hà Nội: thử nghiệm bộ đèn chuyên dụng HQNNx1, HQNNx2, HQNNx3 với 3 mức cường độ (thấp, trung bình, cao) cho 3 nhóm đối tượng cây giống khác nhau, so với đèn thực tế đang sử dụng 1 tầng 2 bộ đèn HQ T10 – 40W không có chao chụp, kết quả

Kết quả trên cây khoai tây

- Hệ số nhân lý thuyết tăng từ 511 đến 711/ năm
- Chiều cao cây tăng 14,1% so với đối chứng.
- Số lá tăng 29,5% so với đối chứng.
- Hiệu suất quang hợp thuần tăng 1,7 lần so với đối chứng.
- Giảm 33% điện năng tiêu thụ.

Kết quả trên cây chuối phấn vàng

- Chiều cao tăng 20,8% so với đối chứng.
- Số lá tăng 12,5 % so với đối chứng.
- Hiệu suất quang hợp tăng 1,7 lần so với đối chứng.
- Giảm được 33% điện năng tiêu thụ so với đối chứng

Chiếu sáng Nhà lưới (Greenhouse) nhân giống khoai tây

Hệ thống chiếu sáng cũ

Hệ thống đèn của Rạng Đông:

Dùng đèn chuyên dụng KC , lắp bóng NN - II
Công suất tiêu thụ 01 đèn: 50W (giảm 9% )
Cường độ bức xạ quang hợp: 17 µmol.m-2.s-1
(Tăng hơn 3 lần so với trước cải tạo)
Độ đồng đều ánh sáng: U = 0.44
 
Các sản phầm dùng cho Chiếu sáng nông nghiệp công nghệ cao

Đăng ký nhận bản tin