Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 1
40
Nghiên cứu tác động chiếu sáng ngắt đêm bằng đèn LED
chuyên dụng đến s ra hoa cây Cúc (Chrysanthemum indicum L.)
trên h thng thy canh
Ngô Minh Dũng*, Trương Thanh Hưng, Phm Công Luân, Nguyn Quang Thch
Vin Nghiên cu và Phát trin Sinh hc Nông nghip tiên tiến, Trường Đại hc Nguyn Tt Thành
*nmdung@ntt.edu.vn, *nmdungias@gmail.com
Tóm tt
Nghiên cứu đánh giá tác động ca vic chiếu sáng ngắt đêm gồm thời lượng, thời điểm
chiếu sáng, đồng thời xác định loại đèn LED ánh ng chuyên dụng phù hp cho
hiu qu cao vi vic kìm hãm ra hoa ca cây hoa Cúc trng trên h thng thy canh
hồi lưu. Các thí nghiệm được b trí theo kiu hoàn toàn ngu nhiên mt yếu t (CRD)
vi 3 ln lp li trong nhà màng. Kết qu ca nghiên cứu đã xác định đưc thời lượng
chiếu sáng thích hợp là 90 phút/đêm, thời điểm là lúc 3 gi 00 phút mỗi đêm và chiếu
liên tc trong 40 đêm/vụ giúp cho cây sinh trưởng (chiu cao cây 49,75cm, s lá; 29,08
lá) chất lượng hoa tốt (đường kính hoa cực đại 61,32 mm, đ bền hoa đạt 19 ngày),
đồng thi cho hiu qu trong vic kìm hãm ra hoa, ra hoa chậm hơn 27,9 ngày so với
đối chng không chiếu sáng. Ngoài ra, kết qu nghiên cứu đã xác định được loại đèn
LED chuyên dng ánh sáng tp trung vùng 660 nm, ph ánh sáng màu đỏ 730 nm
do Vin Nghiên cu Phát trin Sinh hc Nông nghip tiên tiến Trường Đại hc
Nguyn Tất Thành đề xut chế tạo (sau đây gọi đèn LED chuyên dụng) là đèn cho
hiu qu tiết kiệm điện trong quy trình chiếu sáng để điều khin ra hoa cho cây hoa Cúc.
® 2024 Journal of Science and Technology - NTTU
Nhn 03/10/2023
Đưc duyt 04/03/2024
Công b 29/03/2024
T khóa
Hoa Cúc, chiếu sáng
ngắt đêm, quang chu
kỳ, đèn LED chuyên
dng
1 Đặt vấn đề
Cây hoa Cúc là một trong năm loại hoa chính có Vit
Nam, được trng trên khp c nước nhưng tp trung
ch yếu các vùng hoa truyn thống như Ngọc Hà,
Qung An, Nht Tân, Tây Tu (Hà Nội); Đằng Hi,
Đằng Lâm (Hi Phòng); Hoành B, H Long (Qung
Ninh); Triệu Sơn (Thanh Hóa) và Đà Lạt (Lâm Đng).
Trước những năm 2000, hoa hồng đưc trng nhiu
nht (chiếm 31,0 %) nhưng những năm gần đây din
tích trng hoa Cúc (chiếm 42,0 %) đã vượt qua hoa
hng (29,4 %) tr thành loài hoa được trng ph biến
nht [1].
Cây hoa Cúc mt loi thc vật đáp ng vi quang
chu k ngày ngn, cây s ra hoa khi độ dài chiếu sáng
trong ngày ngắn hơn độ dài chiếu sáng ti hn. Do vy,
trong sn xut cây hoa Cúc thương phẩm hin nay, cây
hoa Cúc trng thường được chiếu sáng vào ban đêm để
kìm m cây ra hoa bằng bóng đèn sợi đốt công sut
(40-60) W hoặc đèn compact 20 W và gn nhất là đèn
LED (8-10) W. Thời lượng chiếu sáng t (8-10)
giờ/đêm từ khi bắt đầu trồng cho đến khi kết thúc (tùy
ging tùy v) trong (30-40) ngày/v [2] lượng
điện tiêu tn trong sn xuất cây hoa Cúc thương phẩm
là khá ln.
chế ca hiện tượng chiếu sáng ngắt đêm (CSNĐ)
bi ánh sáng là do mt phc hp sc t protein trong
cây gi phytochrome [3]. Sc t này ch hp thu
nhng ánh sáng chuyên bit bước sóng c th thuc
Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 1
v vùng đ đỏ xa, tn ti hai dng th chuyn
hóa qua li [4]. mt t l đặc hiu ca hai dng này
thì cây ra hoa. Vic s dụng các đèn ph ánh sáng
không trùng vi ph hp th của phytochrome để điu
khin s ra cây hoa Cúc vi thi gian chiếu sáng kéo
dài t (8-10) giờ, đang phổ biến trong thc tin sn xut
hin nay gây lãng phí năng lượng điện, cũng như gim
hiu qu kinh tế [5].
H thng thy canh h thng trng mà r cây trong
môi trường dung dch dinh ng [6]. T u h thng
thy canh đã được ng dng vào sn xut nhiu loi cây
trồng giúp ng năng sut và t ngn thi gian sinh
trưng, d dàng kim soát dch hi và tiết kim nhân ng.
Nhm áp dụng đồng thi c công ngh hiu qu cao
trong sn xut, thc hin “Nghiên cứu tác động CSNĐ
bằng đèn LED chuyên dụng đến s ra hoa cây hoa Cúc
(Chrysanthemum indicum L.) trên h thng thy canh
hồi lưu” bài báo đã trình bày các kết qu khi s dng
đèn LED chuyên dụng, đồng thời cũng so sánh được
hiu qu với các đèn LED đang ngoài thị trường
trong tác động CSNĐ đối vi cây hoa Cúc.
2 Vt liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1 Vt liu nghiên cu
Giống hoa Cúc kim cương (5-7) tht, cao (8-10)
cm, vi (10-11) r và chiu dài r là (4-5) cm, do Trung
tâm nghiên cứu Khoai tây, Rau Hoa (PVFC), là đơn
v nghiên cu khoa hc công ngh nông nghip, trc
thuc Vin Khoa hc K thut Nông nghip min Nam
cung cp.
Các đèn LED thí nghiệm là đèn LED Rng Đông công
sut 9 W (tp trung vùng 630 nm kèm ph màu xanh
lc, màu xanh) do Công ty c phần phích nước Rng
Đông sn xut; đèn LED vàng Roman công suất 7 W
(tp trung vùng 630 nm kèm ph màu xanh lc, màu
xanh) do Công ty C phn thiết b đin Simon Vit
Nam sn xuất đèn LED chuyên dng (tp trung
vùng 660 nm, ph ánh sáng màu đỏ 730 nm, ph ánh
sáng màu lc, ph ánh sáng màu xanh không đáng kể)
do Công ty PTP (Pacific Technical Products Pte Ltd)
công sut 5,6 W sn xuất theo đề ngh ca Vin Nghiên
cu Phát trin Sinh hc Nông nghip tiên tiến
NTTU (Hình 1).
H thng thy canh hồi lưu: với kích thước (dài 2 m,
rng 1 m, cao 1,8 m), gm 4 máng trồng cây, được
khoan l dc thân máng khoảng cách 15 cm, được kết
ni trc tiếp với máy bơm nước thông qua h thng cp
nước, h thống thoát nước cho hi v thùng cha dinh
dưỡng. H thng trồng cây được thiết kế thành các ô
trng khác nhau các công thức được chia cách bi
màng màu đen che kín, nhằm tránh ảnh ởng tác động
qua li ánh sáng ca các cây trong công thc, chiu cao
mi ô trng tối đa của các công thc là 1,2 m. Mi công
thức được CSNĐ bi một đèn LED, đèn LED này được
thiết kếth nâng độ cao theo chiều cao sinh trưởng
ca cây hoa Cúc trong mi ô trng.
Các h thng điều khin ánh sáng t đng đt gi (timer).
Đèn và ph đèn LED do Công ty C phần Phích nước
Rạng Đông sản xut
Đèn và ph đèn LED do Công ty C phn thiết b đin
Simon Vit Nam sn xut
Đèn và ph đèn LED chuyên dng do Công ty PTP
(Pacific Technical Products Pte Ltd) sn xut
Hình 1 Các loi đèn LED và phổ phát sáng tương ng
2.2 B trí thí nghim
Thí nghim 1: ảnh hưởng thời lượng chiếu sáng ngt
đêm của đèn LED chuyên dụng đến kìm hãm ra hoa và
sinh trưởng ca hoa Cúc trng trên h thng thy canh
hồi lưu.
- CT1: không CSNĐ i chng ĐC)
- CT2: được CSNĐ 30 phút/đêm
- CT3: được CSNĐ 60 phút/đêm
Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 1
42
- CT4: được CSNĐ 90 phút/đêm
Bắt đầu chiếu o lúc 23 gi 00 phút, kết qu xác định
thi lượng CS đưc b trí cho thí nghim tiếp theo.
Thí nghim 2: ảnh hưởng thời điểm CSNĐ của đèn
LED chuyên dng đến kìm hãm ra hoa sinh trưởng
ca hoa cúc trng trên h thng thy canh hồi lưu.
- CT1: không CSNĐ (ĐC)
- CT2: bắt đầu CSNĐ vào lúc 19 gi 00 phút
- CT3: bắt đầu CSNĐ vào lúc 23 gi 00 phút
- CT4: bắt đầu CSNĐ vào lúc 3 gi 00 phút
Vi thi ợng 90 phút/đêm, kết qu xác định thi
ng CSNĐ được b trí cho thí nghim tiếp theo.
Thí nghim 3: so sánh các loại đèn LED dùng CSNĐ
ảnh ởng đến kìm m ra hoa, sinh trưởng hiu qu
kinh tế ca cây hoa Cúc trng trên h thng thy canh
hi lưu.
- CT1: không CSNĐ (ĐC)
- CT2: đèn LED Roman 7 W được CSNĐ thời lượng
10 giờ/đêm
- CT3: đèn LED Rạng Đông 9 W được CSNĐ thi
ng 8 giờ/đêm
- CT4: đèn LED chuyên dụng 5,6 W được CSNĐ
thời lượng 90 phút/đêm
thí nghim 1 tnghiệm 2: đèn dùng cho CSNĐ
ca các công thc trong các thí nghiệm này là đèn LED
chuyên dụng và được CSNĐ liên tc trong 40 ngày/v
t lúc đưa cây hoa Cúc giống lên giàn trng.
thí nghim 3: các công thc thí nghiệm CT2 đến CT4
khác nhau v công sut của đèn chiếu sáng.
c 3 thí nghim: ngoài khác bit các thí nghiệm được
b trí trong nhà màng, đầy đủ ánh ng cho cây sinh
trưng và phát trin. Tt c các thí nghiệm đều s dng
nền môi trường dung dch ng thy canh chuyên cho
cây hoa Cúc [7] có thành phần và m ng: N: 250 mg/L;
P: 30 mg/L; K: 200 mg/L; Ca: 150 mg/L; Mg: 50 mg/L; Fe:
1,05 mg/L; Mn: 0,58 mg/L; Zn: 0,35 mg/L; B: 1 mg/L; Cu ;
0,05 mg/L; và Mo: 0,05 mg/L vi nồng độ dinh dưỡng
EC (electro-conductivity) = (1500-1800) µS/cm, pH =
(6,5-7,0); theo dõi hiu chnh EC, pH hai ngày/ln,
trong sut quá trình din ra thí nghim trong điều kin
nhiệt độ (25-30) oC. H thống lưới và đèn cũng được
hiu chnh nâng theo độ cao phát trin ca cây hoa Cúc,
tránh cho đèn tiếp xúc trc tiếp vào ngn cây hoa Cúc.
Các thí nghiệm được b trí theo phương pháp hoàn toàn
ngu nhiên (CRD) mt yếu t vi 3 ln lp li, mi ln
lp li theo dõi 12 cây trong mt công thc.
2.3 Ch tiêu theo dõi
- Chiu cao cây (cm): dùng thước dây mềm đo từ c
r đến chóp lá cao nht của y, đo khi thu hoạch, được
tính bng s liu trung bình các cây theo dõi.
- S(s lá/cây): s được đếm trên toàn cây, được
tính bng s liu trung bình ca 12 cây theo dõi.
- Ngày xut hin n n (ngày): tính t ngày có 30
% s cây theo dõi xut hin n
- Kích thước bông hoa (mm): đo bằng thước panme
khi hoa n cực đại.
- Độ bn ca hoa n trong điu kin thí nghim
(ngày): tính t thời điểm hoa đt n cực đại đến thi
điểm hoa du hiu héo màu hoa nht dn trong
điều kin hoa vẫn trên cây trong điều kin thí
nghim.
- Độ bn ca hoa sau n điu kin ct cm bình (ngày):
hoa sau khi đạt n cực đại s đưc ct cm bình
nước theo dõi đến thời điểm hoa du hiu héo
màu hoa nht dn.
2.4 Phương pháp x s liu: d liệu được phân tích
bng phn mm SAS 9.1 (SAS, Inc., Cary, NC, USA)
đối vi giá tr trung bình. Ý nghĩa thng gia các
nhóm được xác định bng ANOVA vi mức ý nghĩa p
< 0,05.
2.5 Thời gian địa điểm nghiên cu: các thí nghim
được tiến hành t tháng 07/2022 đến 10/2023 ti Vin
Nghiên cu Phát trin Sinh hc Nông nghip tiên
tiến NTTU
3 Kết qu và tho lun
3.1 Thí nghim 1: nh hưởng thời lượng CSNĐ của đèn
LED chuyên dụng đến kìm hãm ra hoa sinh trưởng
ca cây hoa Cúc trng trên h thng thy canh hồi lưu.
Thời lượng CSNĐ là một trong các yếu t quan trng,
quyết định đến s kìm hãm ra hoa cũng như sinh trưởng
chất lượng ca hoa. Tùy vào mi loi cây thi
ợng CSNĐ khác nhau để tác động kích thích ra hoa
hay kìm hãm ra hoa ca cây trng. Thí nghim s dng
đèn LED chuyên dụng tác động CSNĐ các thời lượng
khác nhau lần lượt 30 phút/đêm, 60 phút/đêm, 90
phút/đêm, so với đối chứng không được CSNĐ. Kết
qu được biu hin Bng 1.
Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 1
Bng 1 Ảnh hưởng ca thời lượng chiếu sáng của đèn LED chuyên dụng đến sinh trưởng, chất lượng s ngày xut hin
n ca cây hoa Cúc trên h thng thy canh hồi lưu.
Công thc
Ch tiêu theo dõi
Chiu
cao cây
(cm)
S lá/
cây
(lá)
Thi gian
xut hin n
(ngày)
(ngày)
Đưng kính
hoa cực đại
(mm)
Độ bn ca hoa sau khi
hoa n (ngày)
Trên cây
Cm bình
Không ngắt đêm (ĐC)
25,18d
20,50d
41,2
46,71bc
11
9
CSNĐ 30 phút
34,24bc
23,25bc
61,4
51,52b
13
11
CSNĐ 60 phút
39,37b
27,17ab
63,5
54,47b
14
11
CSNĐ 90 phút
48,03a
29,08a
69,1
60,84a
17
15
CV (%)
9,39
4,08
5,16
LSD0,05
6,01
4,99
4,85
Ghi chú: các ch a,b,c… trong 1 cột gia các công thc khác nhau ch s sai khác có ý nghĩa ở mức p ≤ 0,05
Trong nghiên cu này, thời lượng CSNĐ ảnh hưởng
đáng kể (p < 0,05) đến chiu cao cây, s giai đoạn
sau 40 ngày CSNĐ và thời gian xut hin n trên ging
Cúc kim cương (Bảng 1). các công thức có tác động
CSNĐ 30 phút/đêm, 60 phút/đêm, 90 phút/đêm đều
khác bit có ý nghĩa so với công thức đối chng không
tác động CSNĐ. Chiều cao cây công thức CSNĐ 90
phút (48,0 cm) tốt n so với đối chng không chiếu
(25,2 cm), chiếu 30 phút (34,2 cm) chiếu 60 phút
(39,4 cm). S lá trên y nhiều hơn nghim thc 60
phút 90 phút (27,2 29,1) lá/cây so vi các nghim
thức được CSNĐ 30 phút (23,3 lá/cây) ĐC không
CSNĐ (20,5 lá/cây).
Chất lượng của hoa được đánh giá thông qua hai tiêu
chí đó là, đường kính cực đại của hoa độ bn ca hoa
khi nở. Cũng cho thấy các công thức được CSNĐ đều
cho kích thước bông lớn hơn, đ bền hoa cao n đối
chứng không CSNĐ.
V ảnh hưởng kìm hãm ra hoa thông qua ch tiêu thi
gian bắt đầu xut hin nụ. Đối chứng không được
CSNĐ xuất hin n sau trng 41,2 ngày. Công thc
CSNĐ 30 phút công thức CSNĐ 60 phút, bắt đầu
xut hin n sau 61,4 ngày 63,5 ngày sau trng.
Công thức CSNĐ 90 phút/đêm xuất hin n mun nht
sau 69,1 ngày sau trng. Tt c các công thc tác
động CSNĐ đều cho hiu qu trong vic kìm hãm s ra
hoa so vi công thức đối chứng không tác động
CSNĐ (Hình 2).
Để sn xuất hoa thương phẩm ct cành, y hoa Cúc
phải được duy trì trạng thái sinh dưỡng để tăng trưởng
đạt đưc chiu dài thân mong muốn trước khi ra hoa,
thân dài giá th trường tt. cây hoa Cúc, điều
kin ngày dài nhiệt độ ban đêm thích hợp đã thúc
đẩy s phát triển sinh dưỡng các ging ra hoa quanh
năm [8]. Trong nghiên cứu này, chiu cao cây s
ng lá trên mỗi cây hoa Cúc tăng lên trong điều kin
gián đon quang chu k ban đêm khác nhau cao hơn
đáng kể (p < 0,05) so với điều kin dài ngày t nhiên.
Vic cây trng tiếp xúc vi quang chu k x ngày
dài trong giai đoạn quan trng có th đã gây ra sự thay
đổi trong cân bng hormone dẫn đến s gia tăng các
cht ging gibberellin dẫn đến tăng trưởng sinh dưỡng
đáng kể (p < 0,05). Chiu cao cây và s lá ca cây hoa
Cúc tăng lên là kết qu ca hoạt động quang hợp được
tăng cường trong điều kin ngày dài nhân to kèm theo
s tích lũy carbohydrate nitơ [9]. Kết qu tương tự
đã được báo cáo trước đó ở cây hoa Cúc, mt nghiên
cứu khác [10] đã tiến hành thí nghim nghiên cu v
ảnh hưởng ca ánh sáng b sung mật độ trng hoa
Cúc đến chiu cao cây hoa Cúc [11] cho kết qu s ra
hoa b c chế mt cách hiu qu khi thời gian ban đêm
b gián đoạn, ng như trong nghiên cu Vit Nam [3]
cũng kết lun v s dụng đèn LED R7 W chiếu sáng b
sung cho giống Cúc vàng đông với thời lượng 4 gi, 6
gi và 8 gi tác dng kìm hãm s hình thành n, kích
thích s sinh trưởng cho chất lượng cành hoa tt hơn
đèn đối chng compact CFL 20 W chiếu sáng trong 8
gi.
Tác động CSNĐ của đèn LED chuyên dụng ảnh hưởng
đến s kìm hãm, sinh trưởng chất lượng ca y hoa
Cúc so với không tác động CSNĐ, theo chiều hướng
tăng dần thời lượng s dng CSNĐ, thì các ch tiêu v
sinh trưởng, cht lượng cũng như thời gian kìm hãm ra
hoa của cây hoa Cúc cũng tăng theo. Trong đó công
Đại hc Nguyn Tt Thành
Tp chí Khoa hc & Công ngh Vol 7, No 1
44
thức tác động CSNĐ thi lượng 90 phút/đêm cho các
s liu tt nht; cao cây 48,03 cm, s 29,08 lá,
đường kính hoa cực đại 60,84 mm, độ bn ca hoa là
17 ngày và thi gian xut hin n mun nht 69,1 ngày
sau trng. Như vậy thời lượng CSNĐ thích hp nht
cho cây hoa Cúc trên h thng thy canh hồi lưu khi sử
dụng đèn LED chuyên dng trong thí nghim này
thời lượng 90 phút/đêm.
Hình 2 Cây hoa Cúc các công thức tác động CSNĐ vi thời lượng khác nhau trên h thng thy canh hồi lưu
Ghi chú: ĐC: không CSNĐ; CT1: được CSNĐ 30 phút; CT2: được CSNĐ 60 phút; CT3: đưc CSNĐ 90 phút
3.2 Thí nghim 2: ảnh hưởng thời điểm CSNĐ của đèn
LED chuyên dụng đến kìm hãm ra hoa sinh trưởng
ca cây hoa Cúc trng trên h thng thy canh hi lưu
Thí nghiệm xác định thời điểm CSNĐ trên cây hoa Cúc
s dụng đèn LED chuyên dụng, được b trí ba thi
điểm khác nhau lần lượt vào lúc 19 gi 00 phút, 23
gi 00 phút 3 gi 00 phút. So với đối chng không
CSNĐ được CSNĐ với thời lượng 90 phút/đêm,
chiếu liên tục trong 40 đêm/vụ t lúc cây con cây hoa
Cúc trng trên h thng thy canh hồi lưu cho kết
qu Bng 2.
Bng 2 Ảnh hưởng ca thời điểm CSNĐ của đèn LED chuyên dụng đến sinh trưởng, cht lượng và s ngày xut hin n
ca cây hoa Cúc trên h thng thy canh hi lưu.
Công thc
Ch tiêu theo dõi
Chiu
cao cây
(cm)
S
lá/cây
(lá)
Thi gian
xut hin n
(ngày)
Đưng kính
hoa cực đại
(mm)
Độ bn ca hoa sau khi
hoa n (ngày)
Trên cây
Cm bình
Không ngắt đêm (ĐC)
36,36c
18,17d
39,6
48,22b
12
9
CSNĐ lúc 19 gi 00 phút
44,13b
25,42b
63,2
52,64b
17
14
CSNĐ lúc 23 gi 00 phút
47,77ab
27,03ab
68,1
55,71b
17
15
CSNĐ lúc 3 gi 00 phút
49,75a
28,81a
69,3
61,92a
18
15
CV (%)
3,23
3,19
5,69
LSD0,05
3,94
2,17
5,16
Ghi chú: các ch a,b,c… trong 1 cột gia các công thc khác nhau ch s sai khác có ý nghĩa ở mức P ≤ 0,05
S liu ca Bng 2 ta thy, các ch tiêu v sinh trưởng,
chất lượng hoa cũng như tác động kìm hãm ra hoa gia
các công thc thời điểm CSNĐ khác nhau (23 giờ
00 phút, 3 gi 00 phút) không s khác bit ý
nghĩa, tuy nhiên so với thời điểm CSNĐ lúc 19 giờ 00
phút ch chiu cao cây (44,13 cm) s (25,42
lá/cây) thì đều s khác biệt ý nghĩa so với hai thi
điểm hai công thc 3 công thc 4. S khác bit
hơn và có ý nghĩa thống kê thông qua các ch tiêu sinh
trưng, ch tiêu chất lượng, kh năng kìm hãm ra hoa
ch din ra các công thức tác động CSNĐ so với
công thức đối chứng không tác động CSNĐ (Hình 3).