Nông nghiệp 4.0 - Kích thích sự sinh trưởng của cây trồng bằng việc điều khiển các bước sóng ánh sáng

Ứng dụng công nghệ chiếu sáng LED vào trồng cây trong nhà kính, nuôi tảo biển, nuôi vi khuẩn quang hợp.

Kiểm soát quá trình quang hợp của cây trồng nhờ công nghệ LED

Đây là bước đột phá mới cho nghành nông nghiệp công nghệ cao 4.0 hiện nay. Khi mà các yếu tố dinh dưỡng, nhiệt độ, môi trường, ánh sáng chúng ta có thể làm chủ, kiểm soát được thì sẽ cho ra các sản phẩm có năng suất cao nhất, chất lượng tốt nhất. Các chỉ tiêu dinh dưỡng thực phẩm sẽ cao hơn so với trồng ngoài tự nhiên.Bởi vì bản chất cây trồng và các vi sinh vật lại phải ứng tốt nhất ở từng bước sáng khác nhau. Điều này đã được cơ quan Hàng Không Vũ Trụ NASA nghiên cứu và chứng thực rõ ràng. Chương trình này đã được thử nghiệm thành công trong dự án chinh phục các hành tinh mới ngoài vũ trụ bằng việc trồng các cây lương thực ngay trong các trạm không gian, tàu vũ trụ. Yêu cầu là với một diện tích canh tác nhỏ nhất nhưng phải cho ra năng suất cao nhất. Hiện nay các việc lạm dụng phân bón hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật đã làm tình trạng ô nhiễm đất, dư lượng thuốc trừ sâu, kháng sinh trên hoa quả, thực phẩm ngày càng cao ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của chúng ta như các biến chứng kháng thuốc, vô sinh, ung thư do ảnh hưởng của các dư lượng hóa chất sử dụng kích thích sinh trưởng của thực vật. Vậy nên với một phương pháp kich thích sự sinh trưởng của cây hoàn toàn tự nhiên bằng phương pháp khống chế, cung cấp hiệu quả tối đa ánh sáng cần cho quá trình quang hợp của cây sẽ mở ra một hướng đi mới trong nông nghiệp và sẽ là một cuộc cách mạng nông nghiệp 4.0 kế tiếp. Đây là một giải pháp hoàn toàn là một sự kết hợp hoàn hảo khi được tích hợp với các hệ thống cấp điện bằng năng lượng mặt trời. Vì bản thân các bóng LED không sử dụng nhiều điện năng vậy nên chỉ cần một tấm pin năng lượng mặt trời cũng có thể cấp điện năng cho hàng chục bóng đèn LED thay cho các bóng sợi đốt, hay đèn huỳnh quang hoặc cao áp hiện nay. 

Biểu đồ các bước sóng ánh sáng

Biểu đồ các bước sóng ánh sáng ,công nghệ tương lai,nông nghiệp 4.0,nông nghiệp Mô phỏng quá trình quang hợp của cây trồng

Phần duy nhất của phổ bức xạ toàn cầu mà một nhà máy có thể sử dụng cho quá trình quang hợp của nó là trong khoảng 400-700nm, được gọi là ánh sáng PAR (Bức xạ hoạt động quang hợp). Lượng photon có trong vùng PAR được gọi là ánh sáng tăng trưởng (được biểu thị bằng micromol (μmol)). Vì vậy, khoảng 45% bức xạ toàn cầu là ánh sáng tăng trưởng. Quang hợp là quá trình cơ bản dẫn đến sự phát triển của cây và ánh sáng là một phần thiết yếu của nó. Năng lượng này được sử dụng để tạo thành glucose từ khí carbon dioxide (CO2) và nước, được hấp thụ bởi lá và rễ.

Tôm Pot

Tôm Pot ,công nghệ tương lai,nông nghiệp 4.0,nông nghiệp Ứng dụng lớn từ việc nuôi tảo biển làm thức ăn cho tôm giống bằng đèn LED

Hiện nay có một số dự án đang thử nghiệm với một số đối tác chiến lược như tập đoàn cung cấp thức ăn chăn nuôi, tôm giống, vi khuẩn sử lý nước cho các ao tôm giống của CP (Thái Lan) và hàng ngàn ao nuôi khác từ Bình Định đến Vũng Tàu. Thị trường ước tính lên đến hàng tỷ USD chỉ riêng lĩnh vực cung cấp tôm giống ( tôm Pot) và thức ăn cho tôm Pot. 

Đây là thức ăn dễ tiêu hóa nhờ sử dụng nguyên liệu là protein của sinh vật biển, các acid béo không no đa nối đôi HUFAs, phospholipid, tảo biển, vitamin và khoáng chất. Thức ăn tảo được sản xuất theo một quy trình phức tạp, đảm bảo hạt thức ăn tươi, mềm và có tính dẫn dụ cao, ổn định về thành phần dinh dưỡng trong mỗi hạt thức ăn có kích thước siêu nhỏ. Được sản xuất theo quy trình tiên tiến, các hạt thức ăn tảo có kích thước nhỏ, sạch, không bụi giúp duy trì chất lượng nước tốt. Tảo có thể được sử dụng từ giai đoạn Zoea cho đến giai đoạn ương vèo.

Đây là chuổi mắt xích quan trọng trong nghành công nghiệp nuôi thả tôm xuất khẩu của Việt Nam khi mỗi năm mang về ít nhất hàng tỷ USD cho Việt Nam.

Trồng rau ngay trên tàu vũ trụ bằng hệ thống đèn LED

Trồng rau ngay trên tàu vũ trụ bằng hệ thống đèn LED ,công nghệ tương lai,nông nghiệp 4.0,nông nghiệp Các phi hành gia, bao gồm Scott Kelly trong hình đang ăn thực phẩm tươi sống được trồng trên Trạm vũ trụ quốc tế ISS

Đây là trương trình thử nghiệm của NASA nhằm nghiên cứu tính khả thi của dự án trồng lương thực trong các tham vọng chinh phục các hành tinh khác ngoài vũ trụ.

Phi hành đoàn của ISS đang ăn thử lá rau díp Romaine đỏ trên trạm không gian ISS lúc 12:46 EST (17:46 BST).Một nửa thu hoạch đã được ăn, trong khi nửa còn lại sẽ bị đóng băng và gửi trở lại Trái đất để phân tích khoa học.