MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nông nghiệp công nghệ cao Nông nghiệp công nghệ cao đang trở thành xu thế tất yếu, trong bối cảnh hạn chế về diện tích canh tác, chất lượng môi trường và sự gia tăng về nhu cầu nông sản an toàn. Việc chủ động kiểm soát các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng có thể mang lại sự tối ưu về năng suất cũng như thời vụ. Trong đó, ánh sáng là một trong những nhân tố được quan tâm nghiên cứu sôi nổi.
Ánh sáng thúc đẩy ra hoa Ngoài vai trò cung cấp năng lượng trong quá trình quang hợp, ánh sáng còn có tác động đến chu kỳ sinh học và hình thái, cấu tạo của thực vật. Với đặc điểm thích nghi vốn có, khi điều kiện môi trường sống thay đổi, thực vật luôn có sự điều chỉnh để có thể tồn tại và phát triển. Cây cần nhận biết được những điều kiện môi trường thuận lợi nhất để bắt đầu cho một mùa sinh sản – ra hoa. Để làm được điều đó cây sử dụng những cảm biến của riêng mình.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, ánh sáng cũng là một dạng tín hiệu cho sự ra hoa, và cảm biến mà cây sử dụng trong trường hợp này là các sắc tố nhạy quang Phytochrome. Sự ra hoa của cây phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng, cường độ ánh sáng và bước sóng ánh sáng. Thời gian chiếu sáng ban ngày hay quang chu kỳ là một yếu tố. Với thông tin di truyền được ghi lại sau quá trình tiến hóa và chọn lọc tự nhiên, một số loài cây quyết định có hay không việc ra hoa theo thời gian chiếu sáng trong ngày.
Từ đó những loại cây này được chia làm hai nhóm chính: cây thuộc nhóm ngày dài, trong mùa thuận, là khi thời gian chiếu sáng ban ngày dài hơn ngưỡng giới hạn (ngày dài hơn đêm) thì cây ra hoa bình thường, nhưng vào thời điểm mùa nghịch thời gian chiếu sáng ban ngày ngắn hơn ngưỡng tới hạn (đêm dài hơn ngày) thì cây không ra hoa; và cây thuộc nhóm ngày ngắn thì ngược lại. Một số nghiên cứu đã đưa ra các phương pháp chiếu sáng như kéo dài ngày- chiếu sáng nối tiếp vào thời điểm cuối ngày (day extension) hoặc làm gián đoạn bóng đêm- chiếu sáng vào giữa đêm (night intteruption). Bên cạnh đó, một số nghiên cứu cũng chỉ ra hiệu quả của cường độ ánh sáng thích hợp tới sự điều chỉnh ra hoa. Ngoài quang chu kỳ và cường độ ánh sáng, một số nghiên cứu cũng đã chỉ ra tác dụng của việc chiếu sáng với những bước sóng thích hợp có thể tác động tới chu kỳ ra hoa.
Cơ chế phản ứng ra hoa theo bước sóng chiếu sáng cũng đã được tìm hiểu trên khía cạnh sinh học phân tử. Sắc tố Phytochrome tồn tại ở hai dạng là Pr và Pfr, khi hấp thụ bước sóng ánh sáng chiếu tới tương ứng sẽ có sự chuyển đổi trạng thái qua lại lẫn nhau. Trong dải phổ ánh sáng có bước sóng từ 380- 800 nm, dạng Pr hấp thụ mạnh ánh sáng có bước sóng trong vùng đỏ và đạt cực đại tại bước sóng 660 nm. Dạng Pfr hấp thụ mạnh ánh sáng có bước sóng trong cả vùng tím, vùng đỏ, vùng đỏ xa và đạt cực đại tại bước sóng 730 nm.
Vì vậy, nguồn sáng có quang phổ phù hợp với phổ hấp thụ của Phytochrome sẽ có khả năng thúc đẩy sự ra hoa ở cây. Nguồn sáng Trước đây, các loại đèn truyền thống như đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang compact (CFL- compact fluorescent lamp) đã được sử dụng để chiếu sáng vào ban đêm để thúc đẩy sự ra hoa ở cây ngày dài và đã cho thấy được những hiệu quả nhất định. luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Tuy nhiên, các loại đèn này thường có hiệu suất quang điện hữu ích chỉ đạt khoảng 10% và tuổi thọ từ 1000 giờ đến 8500 giờ. Một hạn chế khác là những nguồn sáng này có quang phổ rất khó tùy biến.
LED với sự vượt trội về hiệu suất; tuổi thọ đang được quan tâm nghiên cứu để ứng dụng trong nông nghiệp. Quang phổ của LED có thể được tùy chỉnh linh hoạt cho từng mục đích sử dụng. Với mục đích thúc đẩy ra hoa, có một số cách tiếp cận như sau. Một số nghiên cứu tiến hành ghép các LED khác nhau, bao gồm LED xanh lam (bước sóng 445- 455 nm), đỏ (bước sóng 655- 665 nm), đỏ xa (bước sóng 725- 735 nm) hoặc LED trắng (nhiệt độ màu 5500- 6500K) kết hợp với đỏ (bước sóng 655- 665 nm), đỏ xa (bước sóng 725- 735 nm) trên cùng một đèn.
Cách tiếp cận thứ hai là tiến hành chế tạo gói LED phosphor chuyên dụng bằng cách sử dụng chip LED xanh lam và vật liệu phosphor phát xạ vùng đỏ (630- 720 nm), hoặc phối hợp bột phosphor phát xạ đỏ với bột phosphor phát xạ đỏ xa (700- 800nm). Các nghiên cứu phát triển nguồn sáng hiện tại tập trung đánh giá sự phù hợp của quang phổ dựa trên tỷ lệ thông lượng bức xạ các vùng đỏ/đỏ xa hoặc xanh lam/đỏ/đỏ xa. Câu hỏi mở Tuy nhiên, từ phổ hấp thụ của Phytochrome: ngoài đỉnh hấp thụ cực đại tại bước sóng 660nm với dạng Pfr và 730nm với dạng Pfr, Phytochrome còn còn có hiệu suất hấp thụ cực đại ở các dải bước sóng khác, thì các nghiên cứu vẫn còn đang bỏ ngỏ vai trò của những bước sóng còn lại đó đối với sự điều khiển ra hoa. Từ những cơ sở đó, vấn đề nhìn nhận vai trò của các bước sóng này trong thúc đẩy ra hoa và khai thác chúng để tạo ra những nguồn sáng chuyên dụng mới với quang phổ phát xạ phù hợp về các yếu tố đỉnh phát xạ, độ bán rộng phổ là thực sự cần thiết.
Mục tiêu của đề tài ¾ Hoàn thiện quy trình công nghệ và chế tạo LED phosphor phát xạ ánh sáng tím, đỏ và đỏ xa có hiệu suất chuyển đổi phosphor lớn hơn 50%, hiệu suất quang điện đạt trên 80% so với LED trắng thương mại ¾ Hoàn thiện quy trình công nghệ và chế tạo đèn LED chuyên dụng cho chiếu sáng thanh long phát xạ ánh sáng tím đỏ và đỏ xa, có công suất tiêu thụ nhỏ hơn 9W ¾ Đánh giá hiệu quả của các đèn LED chế tạo được qua thử nghiệm sinh học. Nội dung nghiên cứu ¾ Nghiên cứu chế tạo LED phosphor phát xạ ánh sáng tím, đỏ và đỏ xa ¾ Nghiên cứu chế tạo đèn LED phát xạ ánh sáng tím, đỏ và đỏ xa ¾ Thực nghiệm sinh học các đèn LED chế tạo được so với đèn LED thị trường và đèn thế hệ cũ 4. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận văn là LED phát xạ ánh sáng tím, đỏ và đỏ xa cùng tác động đến sự ra hoa trái vụ ở cây thanh long 5. Phương pháp nghiên cứu Luận văn chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp nghiên cứu tài liệu: luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep ¾ Phương pháp đóng gói LED bao gồm quy trình hàn đế, hàn dây, khuấy trộn, và phun phủ phosphor.
¾ Phương pháp tổ hợp LED để chế tạo bộ đèn LED. ¾ Các phương pháp phân tích: đo quang điện trên hệ cầu tích phân, góc quang kế. ¾ Phương pháp thực nghiệm sinh học trên thực địa ¾ Sử dụng phương pháp phân tích tính toán dữ liệu trên phần mềm Excel, Origin, SPSS. Cấu trúc của luận văn Nội dung của luận văn gồm 4 chương: Chương 1: TỔNG QUAN Tổng quan về nhu cầu chiếu sáng kích thích ra hoa cho cây thanh long; ánh sáng phù hợp cho kích thích ra hoa ở cây ngày dài và các thế hệ nguồn sáng đã được ứng dụng Chương 2: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO LED PHÁT XẠ ÁNH SÁNG TÍM, ĐỎ VÀ ĐỎ XA x Tổng quan về các nghiên cứu đóng gói LED cho mục đích chiếu sáng kích thích ra hoa; mục tiêu nghiên cứu x Quy trình chế tạo LED phosphor.