Luận án Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu sáng led (light-Emitting diodes) sản xuất rau ăn lá trong nhà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng 
Mã ngành: 62 62 01 10 
PHAN NGỌC NHÍ 
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CHIẾU 
SÁNG LED (Light-Emitting Diodes) SẢN XUẤT 
RAU ĂN LÁ TRONG NHÀ 
Cần Thơ, 2020 
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ 
Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Trần Thị Ba 
Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ 
Họp tại: 
Vào lúc 
Phản biện 1: 
Phản biện 2: 
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
1 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
1. Phan Ngọc Nhí, Nguyễn Thị Kiều Khuyên, Trần Thanh Hậu, Võ Thị Bích 
Thủy và Trần Thị Ba, 2018. Ảnh hưởng cuả quang phổ đèn LED đến sự sinh 
trưởng và năng suất xà lách thủy canh. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 
nông thôn, số chuyên đề Phát triển nông nghiệp bền vững trong tác động của 
biến đổi khí hậu: Thách thức và cơ hội tháng 8/2018: 199-205. 
2. Phan Ngọc Nhí, Trần Thị Ba, Võ Thị Bích Thủy, Nguyễn Bình Khang, 
Bùi Thị Cẩm Thu và Hồ Thị Cẩm Nhung, 2019. Ảnh hưởng của cường độ 
và thời gian chiếu sáng đèn LED đến sinh trưởng và năng suất cải phụng thu 
non. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 2 năm 2019: 
54-59. 
3. Phan Ngọc Nhí, Trần Thị Ba, Võ Thị Bích Thủy, Mai Phúc Thạnh, 
Nguyễn Phương Uyên và Nguyễn Thị Anh Thư, 2019. Ảnh hưởng của thời 
gian chiếu bổ sung đèn LED đến sinh trưởng và năng suất xà lách trồng thủy 
canh nhiều tầng trong nhà lưới. Tạp chí Khoa học Công nghệ và Nông nghiệp 
Việt Nam, số 2 năm 2019: 43-48. 
2 
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 
1.1 Tính cấp thiết của đề tài 
Tính từ năm 2007, hơn 50% dân số thế giới đang sinh sống ở các khu vực 
thành phố và theo ước tính đến năm 2050 con số này sẽ đạt hơn 70%. Vì thế, ngày 
càng nhiều người bắt đầu quan tâm đến sản xuất nông nghiệp đô thị (Despommier, 
2010). Nông nghiệp đô thị có 2 lợi ích cơ bản là giúp người dân ở thành phố có thể 
thực hiện việc trồng trọt như một sở thích, một hoạt động giải trí trong cuộc sống 
hằng ngày và hai là tạo nguồn thực phẩm an toàn cho gia đình hay lớn hơn là cung 
cấp cho người dân sống gần đó (Kozai, 2016). Trước những thực trạng đó, nhiều 
người dân trong thành phố đã tận dụng sân thượng hay ban công để trồng rau cho 
gia đình sử dụng. Tuy nhiên, với diện tích trồng nhỏ hẹp lại thêm thiếu ánh sáng mặt 
trời nên đã gây ra rất nhiều khó khăn cho người trồng. 
Đèn LED được xem là một nguồn ánh sáng nhân tạo tối ưu trong việc thay 
thế ánh sáng mặt trời cho cây quang hợp (Shimizu et al., 2011). Đèn LED có nhiều 
ưu điểm nổi bật như tiêu hao ít điện năng, kích thước nhỏ, tuổi thọ kéo dài và nhiệt 
lượng tỏa ra ra thấp hơn các loại đèn huỳnh quang và đèn cao áp (Gupta and Jatothu, 
2013, Tewolde et al., 2016). Quan trọng hơn là công nghệ đi-ốt phát sáng (LED) có 
thể tạo ra các bước sóng đơn sắc xanh dương và đỏ phù hợp cho sự hấp thu tối đa 
ánh sáng của chlorophyll a và chlorophyll b trong hệ thống quang hợp của cây trồng 
(Shimokawa et al., 2014). Ở Việt Nam, việc nghiên cứu, ứng dụng ánh sáng nhân 
tạo LED trong sản xuất nông nghiệp đang bắt đầu được chú trọng phát triển. Tuy 
nhiên, vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về ứng dụng đèn LED trên cây rau, đặc biệt là 
nhóm rau ăn lá. Chính vì thế việc nghiên cứu ứng dụng ánh sáng nhân tạo LED trong 
sản xuất rau ăn là hết sức cần thiết trong thời điểm hiện tại. 
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 
- Xác định quang phổ, cường độ và thời gian chiếu sáng đèn LED phù hợp 
cho sinh trưởng, năng suất cải củ, cải phụng thu non và xà lách trưởng thành trong 
điều kiện phòng tối. 
- Xác định thời gian chiếu sáng bổ sung đèn LED phù hợp cho sinh trưởng, 
năng suất của cải củ, cải phụng thu non và xà lách trưởng thành trồng nhiều tầng 
trong điều kiện nhà lưới. 
1.5 Những đóng góp mới của luận án 
- Luận án đã xác định được: 
+ Đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương (quang phổ) phù hợp cho sinh trưởng, 
năng suất cải củ trắng, cải phụng thu non và xà lách trưởng thành. 
3 
+ Khi sử dụng đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương có cường độ 107 μmol.m-
2.s-1 chiếu sáng trong 20 giờ/ngày đêm cho kết quả sinh trưởng, năng suất cải củ, cải 
phụng thu non và xà lách trưởng thành hiệu quả hơn các nghiệm thức khác. 
+ Với điều kiện trồng nhiều tầng trong nhà lưới, cải củ, cải phụng thu non và 
xà lách khi được bổ sung đèn LED 80% đỏ:20% xanh dương cường độ 107 μmol.m-
2.s-1 trong 16 giờ/ngày đêm cho hiệu quả sản xuất tốt nhất. 
- Luận án còn thể hiện được những ưu điểm nổi bật của việc ứng dụng ánh 
sáng nhân tạo LED trong sản xuất rau nhiều tầng so với các mô hình sản xuất truyền 
thống. Là tiền đề để xây dựng, phát triển các mô hình ứng dụng đèn LED trồng rau 
trong sản xuất thương mại. 
1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 
- Luận án đóng góp những kết quả nghiên cứu cơ bản về ứng dụng ánh sáng 
LED trong sản xuất. Làm phong phú thêm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu sau 
này để tiếp cận xu hướng phát triển sản xuất rau trong nhà ở các quốc gia có nền 
nông nghiệp tiên tiến. 
- Kết quả này có thể sử dụng bổ sung giáo trình giảng dạy và tài liệu tham 
khảo cho các nghiên cứu tiếp theo về ảnh hưởng của ánh sáng nhân tạo đến một số 
loại rau ăn lá. 
- Đáp ứng được nhu cầu tự sản xuất một số loại rau ăn lá của người dân ở các 
khu đô thị, thành phố lớn khi thiếu không gian canh tác và ánh sáng tự nhiên. 
- Góp phần quan trọng trong việc xây dựng quy trình sản xuất rau non và xà 
lách trưởng thành theo hướng sản xuất nhiều tầng nhằm tăng sản lượng rau trên 1 
đơn vị diện tích. 
- Là nền tảng quan trọng cho các cơ sở ứng dụng ánh sáng LED trong sản 
xuất rau nhiều tầng theo quy mô sản xuất thương mại. 
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 
2.1.1 Khái quát về sản xuất cây trồng trong nhà 
Thuật ngữ “plant factory” được sử dụng chủ yếu ở châu Á, để mô tả một cơ 
sở sản xuất nông nghiệp có nguyên tắc hoạt động như một cơ sở sản xuất công nghiệp 
điển hình. Các cơ sở này được thiết kế cẩn thận, đầy đủ các khu vực tương ứng cho 
từng giai đoạn phát triển của cây trồng. Điều kiện môi trường bên trong cơ sở sản 
xuất như nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, nồng độ CO2 và các tiêu chuẩn về dung dịch 
dinh dưỡng luôn được kiểm soát theo đúng yêu cầu. Các cơ sở còn được trang bị các 
4 
hệ thống cảm biến điều khiển quá trình tự động hóa một số công đoạn trong nhà máy 
(Ting et al., 2016). 
 Đèn huỳnh quang, đèn Natri cao áp và đèn LED thường được sử dụng làm 
nguồn chiếu sáng đơn lẻ hoặc nguồn chiếu sáng hỗn hợp cho các nhà máy sản xuất 
cây trồng (Zhang et al., 2015). Trong những năm gần đây, đèn LED đang là sự lựa 
chọn tốt nhất trong các nguồn ánh sáng nhân tạo hiện có. Đèn LED có khả năng giảm 
chi phí điện năng tiêu thụ nhờ quá trình chuyển đổi hiệu quả điện năng sang các bước 
sóng ánh sáng phù hợp cho cây trồng, đồng thời giảm được chi phí làm mát cho các 
nhà máy sản xuất nhờ lượng nhiệt tỏa ra thấp hơn các nguồn sáng nhân tạo khác. 
Bên cạnh đó, thiết kế đèn LED nhỏ gọn phù hợp với việc lắp đặt theo thiết kế trồng 
cây nhiều tầng. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao hiện đang là một trở ngại lớn 
của việc phát triển ứng dụng đèn LED trong sản xuất nông nghiệp (Ting et al., 2016). 
2.2.2 Ảnh hưởng của ánh sáng đến phát sinh hình thái cây trồng 
 Theo Higuchi and Hisamatsu (2016), ánh sáng không chỉ được sử dụng cho 
quá trình quang hợp của cây trồng mà ánh sáng còn là tín hiệu điều chỉnh sự sinh 
trưởng và phát triển trong suốt chu kì sống của chúng. Khi chất lượng ánh sáng, 
cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng thay đổi sẽ kéo theo những biến đổi về 
hình thái của thực vật. Có thể được nhận thấy qua sự thay đổi cấu trúc và hình dáng 
của thực vật như sự nẩy mầm của hạt, sự khởi phát hoa, mở rộng kích thước lá, tránh 
các cây lân cận, vươn dài thân và tổng hợp sắc tố. Các tín hiệu ánh sáng được tiếp 
nhận bởi các tế bào cảm quang, ảnh hưởng đến đồng hồ sinh học và trực tiếp kích 
hoạt các phản ứng sáng. 
Từng bước sóng ánh sáng khác nhau ảnh hưởng lên từng giai đoạn phát triển 
của cây trồng. Hệ thống quang hợp phản ứng rõ rệt nhất với ánh sáng đỏ (bước sóng 
600-680 nm) và ánh sáng xanh (bước sóng 380- 480 nm) (Roberto, 2003). Chính vì 
thế, khi nghiên cứu về ảnh hưởng của bước sóng đèn LED đến sự sinh trưởng và 
năng suất cây trồng, hầu hết các tác giả đều sử dụng các bước sóng thuộc ánh sáng 
đỏ và xanh dương. 
2.2.3.1 Ánh sáng xanh dương 
Ánh sáng xanh dương có bước sóng từ 400-500 nm, có khả năng kìm hãm sự 
kéo dài thân của nhiều loại cây trồng (Cosgrove, 1981). Việc kết hợp với ánh sáng 
đỏ là điều cần thiết để cây trồng không bị kéo dài quá mức (Randall and Lopez, 
2014). Ánh sáng xanh khi có hoặc không có ánh sáng đỏ có thể ảnh hưởng đến mật 
độ và khẩu độ của khí khổng. Tuy nhiên, khi thêm một lượng ánh sáng xanh dương 
nhất định vào ánh sáng đỏ thì độ mở của khí khổng gia tăng đáng kể so với ánh sáng 
5 
đỏ đơn sắc. Sự gia tăng độ mở khí khổng làm tăng hấp thu CO2 dẫn đến tăng sự hoạt 
động của quá trình quang hợp (Kinoshita et al., 2001). 
Yêu cầu về ánh sáng xanh dương cần thiết cho sự phát triển bình thường của 
cây trồng. Sự đáp ứng lại của cây trồng đối với ánh sáng xanh dương lần đầu tiên 
được đưa ra bởi Wheeler et al. (1991), đồng thời đã chứng minh được có sự liên hệ 
của chiều dài thân cây đậu nành với hàm lượng ánh sáng xanh dương. Nghiên cứu 
của Yorio et al. (1998) trên các đối tượng lúa mì, khoai tây, đậu nành, xà lách và cải 
củ đã kết luận rằng để đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường thì cần phải 
cung cấp tối thiểu cường độ ánh sáng xanh dương là 30 µmol.m-2.s-1. Phổ ánh sáng 
450 nm cho phép cryptochrome và phototropin phản ứng trong cây 
trồng. Cryptochrome làm thay đổi nhịp sinh học (chuyển từ chu trình hô hấp sang 
chu trình quang hợp). Protein phototropin kích thích cây mở khí khổng, uốn cong về 
phía ánh sáng giúp phát triển thân cây và hình thành chất diệp lục. Bước sóng ánh 
sáng xanh dương còn kích thích tăng trưởng thực vật thông qua hình thành rễ mạnh 
mẽ và quang hợp với cường độ cao. Phổ ánh sáng này được dùng trong giai đoạn 
cây giống, cây non và trong giai đoạn sinh trưởng. Nếu muốn cây ngừng phát triển 
thì bước sóng này phải được giảm bớt hoặc loại bỏ (Cosgrove, 1981). 
2.2.3.2 Ánh sáng đỏ 
Ánh sáng đỏ có bước sóng trong khoảng 600-700 nm. Một trong những vai 
trò phổ biến nhất của ánh sáng đỏ là tham gia vào hoạt động sinh lý quan trọng của 
quang hợp. Cụ thể, ánh sáng đỏ của đèn LED ở bước sóng 660 nm, rất gần với đỉnh 
hấp thụ của diệp lục tố (Massa et al., 2008). Do đó, đèn LED màu đỏ được sử dụng 
để thúc đẩy hiệu quả hoạt động quang hợp, dẫn đến tăng sinh khối và năng suất tổng. 
Tuy nhiên, ánh sáng đỏ đơn sắc không đủ để có thể làm cho cây trồng đạt được năng 
suất và chất lượng tối ưu. Trong điều kiện chỉ có ánh sáng đỏ đơn sắc, trục hạ diệp 
ở nhiều loại cây hai lá mầm bị vươn dài quá mức (Hoenecke et al., 1992). Nhưng 
khi kết hợp với ánh sáng xanh (400 -500 nm) lại có thể kiểm soát được sự dãn dài 
của thân, cuống lá và ngăn chặn các bất thường hình thái khác so với khi chỉ sử dụng 
duy nhất ánh sáng đỏ (Goins et al., 1998, Kigel and Cosgrove, 1991). 
Ánh sáng đỏ là bước sóng quan trọng nhất đối với quá trình quang hợp, ra 
hoa, đậu trái. Được dùng để mở rộng chu kì ánh sáng, kích thích cây ra hoa cho cây 
ngày dài (cây thanh long, hoa lay ơn,) hoặc ngăn chặn ra hoa ở cây ngày ngắn 
(hoa cúc). Đặc biệt với ánh sáng đỏ phát ra từ đèn Natri cao áp rất tốt cho sự ra 
hoa và hình thành trái (Roberto, 2003). Để tạo điều kiện tối hảo cho sự sinh trưởng 
của cây trồng, yếu tố quyết định nằm ở chỗ chọn được nguồn sáng thích hợp về màu 
sắc, cường độ và thời gian chiếu sáng (Roberto, 2003 và Sirtatutas et al., 2014). 
6 
Ở một số loài thực vật như xà lách, thuốc lá,... ánh sáng là yếu tố quan trọng 
tác động đến quá trình nẩy mầm của hạt. Theo Borthwick et al. (1952) đã chứng 
minh rằng, ánh sáng đỏ (600-700 nm) thúc đẩy sự nẩy mầm của đa số các giống xà 
lách trong khi đó ánh sáng đỏ xa (700-800 nm) thì cho kết quả ngược lại. Ánh sáng 
đỏ thúc đẩy quá trình nẩy mầm ở hạt giống có thể bằng cách bổ sung GA vào hạt 
giống. Nhưng trái lại, sự bổ sung ABA sẽ ngăn chặn quá trình nẩy mầm. Như vậy, 
hàm lượng nội sinh của GA và ABA có thể được điều chỉnh bởi ánh sáng. Trong 
thực tế, hàm lượng nội sinh GA và ABA được điều chỉnh trái ngược nhau trong điều 
kiện sáng. Phytochrome điều chỉnh sinh tổng hợp GA trong quá trình nẩy mầm. ABA 
tích lũy trong hạt kích hoạt tình trạng ngủ nghỉ và làm ngăn cản quá trình nẩy mầm. 
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
3.1.1 Thời gian, địa điểm: từ tháng 5/2016 đến tháng 1/2019 tại Nhà lưới Nghiên 
cứu Rau sạch, khoa Nông Nghiệp, trường Đại học Cần Thơ. 
3.1.2 Vật liệu: Các loại đèn LED với bước sóng và tỉ lệ bước sóng khác nhau được 
cung cấp bởi công ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đông. Giống xà lách GN 
63 được cung cấp bởi công ty trách nhiệm hữu hạn Nguyên Nông (Gino). Giống cải 
củ trắng và cải xanh ngọt đuôi phụng (cải phụng) thu non do công ty trách nhiệm 
hữu hạn thương mại Trang Nông cung cấp. 
(b) 
(c) 
(a) (d) 
Hình 3.1 Đèn LED với quang phổ khác nhau 
được sử dụng trong thí nghiệm (a) thanh đèn 
LED và bộ biến áp, (b) LED đỏ (c) LED xanh 
dương và (d) LED 50% đỏ: 50% xanh dương 
Hình 3.2b Kệ 4 tầng trồng rau 
thực tế khi bố trí 
3.2 Nội dung nghiên cứu: 4 nội dung với 8 thí nghiệm (4 thí nghiệm trên rau thu 
non và 4 thí nghiệm thực hiện trên xà lách trưởng thành) (Hình 3.5). 
7 
Hình 3.5 Sơ đồ các bước nghiên cứu của luận án 
3.3 Phương pháp nghiên cứu 
(1) Ảnh hưởng của quang phổ đèn LED: bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên 
với 4 lặp lại trên rau non và 8 lặp lại trên xà lách trưởng thành. Các nghiệm thức bao 
gồm 7 loại quang phổ đèn LED và ánh sáng tự nhiên (Hình 3.6): (1) LED đỏ (660 
nm), (2) LED xanh dương (450 nm), (3) LED trắng, (4) LED 50% đỏ:50% xanh 
dương, (5) LED 60% đỏ:40% xanh dương, (6) LED 70% đỏ:30% xanh dương, (7) 
LED 80% đỏ:20% xanh dương và (8) Ánh sáng tự nhiên (ĐC). 
(2) Ảnh hưởng của cường độ và thời gian chiếu sáng đèn LED: bố trí theo thể 
thức hoàn toàn ngẫu nhiên 2 yếu tố với 5 lần lặp lại. Yếu tố A gồm 6 thời gian chiếu 
sáng: 14/10, 16/8, 18/6, 20/4, 22/2 và 24/0 (sáng/tối). Yếu tố B gồm 4 mức cường 
độ ánh sáng: 40, 66, 107 và 137 μmol.m-2.s-1, tương ứng 1, 2,3 và 4 thành đèn LED 
80% đỏ:20 % xanh dương (chọn từ nội dung 1) 
8 
(a) (b) (c) (d) 
(e) (f) (g) (h) 
Hình 3.6 Các nghiệm thức quang phổ đèn LED và ánh sáng tự nhiên (a) LED đỏ, 
(b) LED xanh dương, (c) LED trắng, (d) LED 50% đỏ:50% xanh dương, (e) LED 
60% đỏ:40% xanh dương, (f) LED 70% đỏ:30% xanh dương, (g) LED 80% 
đỏ:20% xanh dương và (h) ánh sáng tự nhiên 
(3) Ảnh hưởng của thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED ở điều kiện trồng nhiều 
tầng trong nhà lưới: bố trí hoàn toàn ngẫu gồm 6 nghiệm thức với 7 lần lặp lại trên 
rau non và 9 lần lặp lại trên xà lách trưởng thành. Các nghiệm thức gồm: (1) Bổ sung 
10 giờ, (2) Bổ sung 12 giờ, (3) Bổ sung 14 giờ,  ... ,6d 20,0c 26,4a 23,1b 
F F (A)**, F (B)**, F (A x B)** 
CV (%) = 4,74 
Những số có chữ theo sau giống nhau trong cùng một cột hoặc một hàng thì khác biệt không ý nghĩa 
thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%. 
21 
b. Năng suất thương phẩm 
Năng suất thương phẩm của xà lách có tương tác giữa cường độ ánh sáng và 
thời gian chiếu sáng (Bảng 4.52), cao nhất là ở tổ hợp cường độ 107 μmol.m-2.s-1 với 
2 mức thời gian chiếu sáng 20/4 và 22/2 giờ (2,53-2,57 kg/m2), kế đến là ở tổ hợp 
137 với 24/0 (2,28 kg/m2) và 66 với 22/2 (2,01 kg/m2), khác biệt có ý nghĩa thống 
kê so với các tổ hợp còn lại. Cường độ ánh sáng 40 kết hợp với bất kỳ thời gian chiếu 
sáng nào (từ 14-24 giờ) đều cho năng suất thương phẩm thấp (dưới 1,50 kg/m2). 
Bảng 4.52 Năng suất thương phẩm xà lách (kg/m2) ở 6 thời gian chiếu sáng với 4 
mức cường độ ánh sáng của đèn LED tại thời điểm thu hoạch 
Thời gian 
(sáng/tối) (A) 
Cường độ (μmol.m-2.s-1) (B) Trung bình 
(A) 40 66 107 137 
14/10 0,37n 0,91l 1,29ij 1,58fg 1,04d 
16/8 0,64m 1,04k 1,53fg 1,24j 1,11d 
18/6 0,62m 1,40hi 1,48gh 1,31ij 1,20c 
20/4 0,97kl 1,48gh 2,53a 1,82e 1,70b 
22/2 1,27j 2,01d 2,57a 1,61f 1,86a 
24/0 1,32ij 1,80e 2,15c 2,28b 1,89a 
Trung bình (B) 0,86d 1,44c 1,93a 1,64b 
F F (A)**, F (B)**, F (A x B)** 
CV (%) = 5,30 
Những số có chữ theo sau giống nhau trong cùng một cột hoặc một hàng thì khác biệt không ý nghĩa 
thống kê qua phép thử Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%. 
Sở dĩ năng suất thương phẩm của xà lách đạt cao nhất ở 2 tổ hợp 107 với 20/4 
và 22/2 là vì khối lượng cây và năng suất tổng xà lách ở 2 tổ hợp này cũng cao nhất 
mà khối lượng cây là thành phần của năng suất, bên cạnh đó các chỉ tiêu về sinh 
trưởng (chiều cao cây, số lá trên cây) cũng có cùng khuynh hướng. 
4.3 Ảnh hưởng của thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED 
4.3.1 Cải củ và cải phụng thu non trồng nhiều tầng trong điều kiện nhà lưới 
* Năng suất tổng và năng suất thương phẩm 
Năng suất tổng và năng suất thương phẩm của cải củ thu non ở các thời gian 
bổ sung đèn LED khác biệt có ý nghĩa thống kê (Hình 4.13). Năng suất cao nhất ở 
thời gian bổ sung 18 và 20 giờ/ngày đêm (3,15-3,31 kg/m2), khác biệt không ý nghĩa 
thống kê so vớ chiếu sáng bổ sung 16 giờ (3,05 kg/m2) và thấp nhất ở bổ sung 10 và 
12 giờ/ngày đêm. Năng suất thương phẩm ở chiếu sáng bổ sung 16, 18 và 20 
giờ/ngày đêm tương đương nhau (dao động 2,90-3,13 kg/m2), cao hơn có ý nghĩa 
thống kê so với 3 mức thời gian chiếu sáng 10, 12 và 10 giờ (2,50-2,61 kg/m2). 
22 
Hình 4.13 Năng suất của cải củ thu non ở 6 thời gian bổ sung ánh sáng tại thời 
điểm thu hoạch 
Năng suất tổng và năng suất thương phẩm của cải phụng thu non có cùng 
khuynh hướng với cải củ thu non (Hình 4.14). Bổ sung ánh sáng dài (16, 18 và 20 
giờ/ngày đêm cho năng suất tổng (dao động 2,81-2,95 kg/m2) và năng suất thương 
phẩm (dao động 2,80-2,93 kg/m2) cao hơn có ý nghĩa qua phân tích thống kê so với 
bổ sung ánh sáng ngắn 10, 12 và 14 giờ (năng suất tổng dao động 2,17-2,32 kg/m2) 
và năng suất thương phẩm 2,17-2,29 kg/m2). 
Hình 4.14 Năng suất của cải phụng thu non ở 6 thời gian bổ sung ánh sáng tại 
thời điểm thu hoạch 
4.3.2 Xà lách trồng nhiều tầng trong điều kiện nhà lưới 
a. Khối lượng cây 
Kết quả Hình 4.15 cho thấy xà lách trồng trong điều kiện nhà lưới trên kệ 
nhiều tầng chiếu sáng bổ sung 16, 18 và 20 giờ/ngày đêm luôn cho khối lượng cây 
2,17b 2,17b
2,32b
2,81a 2,81a 2,95a
2,17b 2,17b 2,29b
2,80a 2,80a 2,93a
0,0
0,9
1,8
2,7
3,6
10 giờ 12 giờ 14 giờ 16 giờ 18 giờ 20 giờ
N
ăn
g
 s
u
ất
 (
k
g
/m
2
)
Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm)
Năng suất tổng
2,64c 2,57d
2,77bc
3,05ab
3,15a 3,31a
2,57b 2,50b 2,61b
2,90a
3,01a 3,13a
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
10 giờ 12 giờ 14 giờ 16 giờ 18 giờ 20 giờ
N
ăn
g
 s
u
ất
 (
k
g
/m
+
2
)
Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm)
Năng suất tổng Năng suất thương phẩm
23 
cao (20,4-22,0 g/cây ở 25 NSKG đến 39,5-40,1 g/cây ở 31 NSKG) cao hơn có ý 
nghĩa qua phân tích thống kê so với chiếu sáng bổ sung 12 và 14 giờ/ngày đêm và 
thấp nhất là bổ sung 10 giờ (12,6, 18,1 và 20,6 g/cây ở 25, 28 và 31 NSKG). Kết quả 
chỉ tiêu hoàn toàn phù hợp với các chỉ tiêu về sinh trưởng. 
Hình 4.15 Khối lượng cây xà lách ở 6 mức thời gian bổ sung ánh sáng đèn LED 
qua các thời điểm khảo sát 
b. Năng suất thương phẩm 
Năng suất thương phẩm của xà lách ở thời gian chiếu sáng bổ sung 16, 18 và 
20 giờ cho năng suất thương phẩm lần lược là 1,61-1,73 kg/m2, 2,39-2,45 kg/m2 và 
3,09-3,15 kg/m2, tương ứng ở 25, 28 và 31 NSKG cao hơn các nghiệm thức chiếu 
sáng bổ sung thời gian ngắn 10, 12 và 14 giờ, thấp nhất ở nghiệm thức bổ sung 10 
giờ (1,02, 1,45 và 1,62 kg/m2, tương ứng ở 25, 28 và 31 NSKG) (Hình 4.17). 
Hình 4.17 Năng suất thương phẩm của xà lách ở 6 mức thời gian bổ sung ánh 
sáng đèn LED tại thời điểm khảo sát 
12,6d
15,4c
18,4b
20,4a 22,0a 20,4a
18,1d
22
27,6b
30,6a 30,0a 30,1a
20,6d
27,0c
34,1b
39,9a 40,1a 39,5a
0
12
24
36
48
10 giờ 12 giờ 14 giờ 16 giờ 18 giờ 20 giờ
K
h
ố
i 
lư
ợ
n
g
 c
ây
 (
g
/c
ây
)
Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm)
25 NKSG 28 NSKG 31 NSKG
1,02d
1,22c
1,46b
1,61ab 1,73a 1,60a
1,45d
1,79c
2,20b
2,45a 2,39a 2,40a
1,62d
2,13c
2,68b
3,15a 3,15a 3,09a
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
10 giờ 12 giờ 14 giờ 16 giờ 18 giờ 20 giờ
N
ăn
g
 s
u
ất
 t
h
ư
ơ
n
g
 p
h
ẩm
 (
k
g
/m
2
)
Thời gian bổ sung đèn LED (giờ/ngày đêm)
25 NKSG 28 NSKG 31 NSKG
24 
4.4 Hiệu quả của mô hình trồng rau sử dụng đèn LED 
4.4.1 Mô hình sản xuất cải củ và cải phụng thu non 
a. Năng suất tổng và năng suất thương phẩm 
Năng suất tổng và năng suất thương phẩm của cải củ thu non ở các nghiệm 
thức khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống kê vào thời điểm thu hoạch - 13 NSKG 
(Hình 4.20), cao nhất ở điều kiện ngoài đồng (năng suất tổng 3,84 kg/m2 và năng 
suất thương phẩm 3,26 kg/m2) nhưng năng suất thương phẩm khác biệt không ý 
nghĩa qua phân tích thống kê so với trồng trên kệ 3 tầng thủy canh có chiếu sáng đèn 
LED (2,89 kg/m2), đều cao hơn có ý nghĩa qua phân tích thống kê so với thủy canh 
+ ánh sáng tự nhiên (2,09 kg/m2). 
Hình 4.20 Năng suất cải củ thu non ở 3 mô hình sản xuất 
Năng suất tổng và năng suất thương phẩm cải phụng thu non cao nhất ở điều 
kiện trong nhà lưới, kệ 4 tầng thủy canh + LED (2,81 kg/m2/tầng và 2,80kg/m2/tầng) 
với tỉ lệ năng suất thương phẩm/năng suất tổng 99,8%, kế đến là thủy canh + ánh 
sáng tự nhiên (1,39 kg/m2, 100% thương phẩm) và năng suất thương phẩm thấp nhất 
(1,10 kg/m2) ở điều kiện ngoài đồng (Hình 4.21), theo đó tỉ lệ năng suất thương 
phẩm/năng suất tổng ở ngoài đồng chỉ đạt 78,1% . Kết quả này phù hợp với chiều 
cao cây nhưng trái với khối lượng cây, số lá trên cây, kích thước lá (dài và rộng) và 
đường kính gốc. Sở dĩ năng suất tổng và năng suất thương phẩm thấp là do hạt cải 
phụng rất nhỏ nên cây con rất bé, đễ chịu ảnh hưởng bởi môi trường. 
Trong điều kiện ngoài đồng, cải củ và cải phụng thu non chịu ảnh hưởng bởi 
nhiều điều kiện bất lợi của môi trường và các đối tượng sinh vật gây hại, do đó có 
thể làm giảm khả năng nảy mầm của hạt giống, số cây trên lô thí nghiệm bị hao hụt 
do tác động của sinh vật gây hại và mầm bệnh từ môi trường đất tăng. Chính những 
nguyên nhân đó có thể dẫn đến làm giảm đáng kể năng suất thương phẩm của rau 
3,05b
2,15c
3,84a
2,89a
2,09b
3,26a
0,0
1,2
2,4
3,6
4,8
Thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện ngoài đồng
N
ăn
g
 s
u
ất
 (
k
g
/m
2
)
Mô hình sản xuất rau non
Năng suất tổng Năng suất thương phẩm
25 
non. Kết quả này một lần nữa cho thấy được ưu điểm của việc trồng rau thủy canh 
trong nhà lưới và song song đó những trở ngại khi canh tác rau non theo phương 
thức truyền thống ngoài đồng. 
Hình 4.21 Năng suất cải phụng thu non ở 3 mô hình sản xuất thời điểm thu hoạch 
b. Sản lượng 
Cải củ thu non trồng thủy canh 3 tầng có bổ sung ánh sáng đèn LED cho tổng 
sản lượng rau và sản lượng rau thương phẩm cao nhất (9,14 và 8,69 kg/m2/vụ, tương 
ứng) (Bảng 4.85), cao hơn có ý nghĩa thống kê so với trồng ngoài đồng (3,84 và 3,26 
kg/m2/vụ, tương ứng). Trồng rau non thủy canh 1 tầng sử dụng ánh sáng tự nhiên 
trong nhà lưới cho sản lượng tổng sản lượng và sản lượng thương phẩm cải củ thu 
non thấp nhất (2,15 và 2,09 kg/m2/vụ). 
Bảng 4.85 Sản lượng tổng và sản lượng thương phẩm cải củ thu non ở 3 mô hình 
sản xuất tại thời điểm thu hoạch 
Mô hình sản xuất 
Sản lượng tổng 
(kg/m2/vụ) 
Sản lượng thương phẩm 
(kg/m2/vụ) 
Kệ 3 tầng thủy canh + LED 9,14a 8,69a 
Thủy canh + ASTN 2,15c 2,09c 
Điều kiện ngoài đồng 3,84b 3,26b 
F ** ** 
CV (%) 9,02 9,68 
Trong cùng một cột các số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử 
Duncan, **: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%. 
Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trên giống cải phụng thu non (Bảng 
4.86). Trồng cải phụng thu non thủy canh trên kệ 3 tầng có bổ sung đèn LED cho 
tổng sản lượng và sản lượng thương phẩm trên m2 cao nhất (8,43 và 8,40 kg/m2/vụ). 
Trong điều kiện trồng ngoài đồng và thủy canh 1 tầng trong nhà lưới cho sản lượng 
tổng (1,41 và 1,39 kg/m2/vụ) và sản lượng thương phẩm (1,10 và 1,39 kg/m2/vụ) cải 
phụng thu non tương đương nhau. 
2,81a
1,39b 1,41b
2,80a
1,39b
1,10c
0,0
0,8
1,6
2,4
3,2
Thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện ngoài đồng
N
ăn
g
 s
u
ất
 (
k
g
/m
2
)
Mô hình sản xuất rau non
Năng suất tổng Năng suất thương phẩm
26 
Bảng 4.86 Sản lượng tổng và sản lượng thương phẩm cải phụng thu non ở 3 mô hình 
sản xuất tại thời điểm thu hoạch 
Mô hình sản xuất 
Sản lượng tổng 
(kg/m2/vụ) 
Sản lượng thương phẩm 
(kg/m2/vụ) 
Kệ 3 tầng thủy canh + LED 8,43a 8,40a 
Thủy canh + ASTN 1,39b 1,39b 
Điều kiện ngoài đồng 1,41b 1,10b 
F ** ** 
CV (%) 8,19 8,35 
Như vậy, trồng cải củ và cải phụng thu non thủy canh trên kệ 3 tầng có bổ 
sung ánh sáng đèn LED cho kết quả sản lượng thương phẩm cao hơn 167-664% so 
với trồng ngoài đồng và cao hơn 316-504% so với trồng thủy canh 1 tầng sử dụng 
ánh sáng tự nhiên trong nhà lưới. Đây chính là ưu điểm nổi bậc của mô hình canh 
tác rau nhiều tầng (khai thác không gian trên cao). Với việc sử dụng ánh sáng nhân 
tạo LED thay thế hoặc bổ sung ánh sáng mặt trời đã mang lại nhiều hiệu quả trong 
việc nâng cao sản lượng rau trên một đơn vị diện tích. 
4.4.2 Mô hình sản xuất xà lách 
a. Năng suất thương phẩm 
Tương tự sự khác biệt về năng suất tổng, năng xuất thương phẩm xà lách đạt 
cao nhất ở nghiệm thức thủy canh trên kệ 3 tầng có bổ sung ánh sáng LED (1,61; 
2,45 và 3,15 kg/m2, tương ứng ở 25, 28 và 31 NSKG), cao hơn khác biệt có ý nghĩa 
qua phân tích thống với năng suất thương phẩm xà lách trồng thủy canh trong điều 
kiện ánh sáng tự nhiên nhà lưới (0,16, 0,30 và 0,39 kg/m2, tương ứng) và trồng ngoài 
đồng (0,13, 0,30 và 0,44 kg/m2, tương ứng ở 3 thời điểm thu hoạch) (Hình 4.25). 
Hình 4.25 Năng suất thương phẩm của xà lách ở 3 mô hình sản xuất tại 
thời điểm thu hoạch 
1,61a
0,16b 0,13b
2,45a
0,30b 0,30b
3,15a
0,39b 0,44b
0,0
0,9
1,8
2,7
3,6
Thủy canh + LED Thủy canh + ASTN Điều kiện ngoài đồng
N
ăn
g
 s
u
ất
 t
h
ư
ơ
n
g
 p
h
ẩm
 (
k
g
/m
2
)
Mô hình sản xuất xà lách
25 NSKG 28 NSKG
27 
Sở dĩ năng suất tổng và năng suất thương phẩm của xà lách thủy canh trên kệ 
3 tầng + LED cao là vì khối lượng cây, chiều cao cây, số lá trên cây, kích thước lá 
(chiều dài và chiều rộng), đường kính gốc đều cao hơn mô hình thủy canh + ánh 
sáng tự nhiên và điều kiện ngoài đồng. 
b. Sản lượng 
Sản lượng xà lách ở các mô hình sản xuất khác biệt có ý nghĩa qua phân tích 
thống kê vào 3 thời điểm khảo sát (Bảng 4.96). Trồng xà lách thủy canh trên kệ 3 
tầng có bổ sung ánh sáng LED luôn cho sản lượng thương phẩm cao nhất ở các thời 
điểm 25, 28 và 31 NSKG (4,83, 7,34 và 9,44 kg/m2/vụ, tương ứng). Trong khi đó xà 
lách trồng thủy canh 1 tầng trong nhà lưới cho sản lượng thương phẩm tương đương 
xà lách trồng ngoài đồng (0,39 và 0,44 kg/m2/vụ, tương ứng ở 31 NSKG). Như vậy, 
các mô hình sản xuất có ảnh hưởng khác biệt đến sản lượng rau xà lách. Việc trồng 
xà lách thủy canh trên kệ 3 tầng có bổ sung ánh sáng LED cho sản lượng thương 
phẩm cao hơn gấp 24-30 lần so với trồng thủy canh 1 tầng sử dụng ánh sáng tự nhiên 
trong nhà lưới và gấp 21-37 lần so với trồng ngoài đồng ở thời điểm 25-31 NSKG. 
Bảng 4.96 Sản lượng xà lách thương phẩm ở 3 mô hình sản xuất qua các thời điểm 
khảo sát 
Mô hình sản xuất 
Sản lượng (kg/m2/vụ) xà lách TP qua các NSKG 
25 28 31 
Kệ 3 tầng thủy canh + LED 4,83a 7,34a 9,44a 
Thủy canh + ASTN 0,16b 0,30b 0,39b 
Điều kiện ngoài đồng 0,13b 0,30b 0,44b 
F ** ** ** 
CV (%) 20,6 14,3 16,1 
Trong cùng một cột các số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê qua phép thử 
Duncan; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%. TP: thương phẩm. 
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 
5.1 KẾT LUẬN 
* Điều kiện phòng tối 
 - Về quang phổ: đèn LED có quang phổ 80% đỏ: 20% xanh dương là phù 
hợp cho sinh trưởng, năng suất, chất lượng của cải củ, cải phụng thu non và xà lách 
trường thành. 
 - Về cường độ và thời gian chiếu sáng: 
+ Cải củ thu non: cường độ ánh sáng 107 μmol.m-2.s-1 và thời gian 
chiếu sáng 20/4 và 22/2 cho năng suất thương phẩm cao tương đương với cường độ 
28 
137 μmol.m-2.s-1 kết hợp chiếu sáng 18, 22 và 24 giờ/ngày đêm, cao hơn gấp 1,56-
1,82 lần so với tổ hợp 40 μmol.m-2.s-1 với thời gian 14/10, 16/8 và 18/6. 
+ Cải phụng thu non: cường độ ánh sáng 107 μmol.m-2.s-1 kết hợp thời 
gian 20/4 và 22/2 cho năng suất thương phẩm cao tương đương cường độ 137 
μmol.m-2.s-1 kết hợp thời gian chiếu sáng 20, 22 và 24 giờ/ngày đêm. 
+ Xà lách: cường độ 107 μmol.m-2.s-1 với thời gian chiếu sáng 20/4; 
22/2 và kết hợp cường độ 137 μmol.m-2.s-1 với thời gian chiếu sáng liên tục 24 
giờ/ngày đêm cho năng suất thương phẩm cao hơn 6,16 đến 7,11 lần so với tổ hợp 
40 μmol.m-2.s-1 với thời gian 14 giờ/ngày đêm. 
* Điều kiện nhà lưới 
- Trồng cải củ và cải phụng thu non trên kệ 3 tầng bổ sung đèn LED (quang 
phổ: 80% đỏ:20% xanh dương, cường độ: 107 μmol.m-2.s-1) với thời gian chiếu sáng 
16, 18 và 20 giờ/ngày đêm cho năng suất thương phẩm cao nhất, cao hơn 11-35,% 
so với nghiệm thức bổ sung đèn LED 10, 12 và 14 giờ/ngày đêm. 
- Trồng xà lách trên kệ 3 tầng bổ sung đèn LED (quang phổ: 80% đỏ:20% 
xanh dương, cường độ: 107 μmol.m-2.s-1) trong 16, 18 và 20 giờ/ngày đêm cho năng 
suất thương phẩm cao hơn 56,9-69,6%, 64,8-69,0%, 90,1-94,4%, tương ứng ở 3 thời 
điểm thu hoạch 25, 28 và 31 NSKG so với nghiệm thức bổ sung đèn LED 10 
giờ/ngày đêm. 
5.2 Đề xuất 
 - Tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm trên một số loại cây trồng khác có giá trị 
kinh tế cao để đảm bảo hiệu quả kinh tế của nghiên cứu. 
- Nghiên cứu, cải tiến giảm giá thành đèn LED để có thể ứng dụng rộng rãi 
vào sản xuất nông nghiệp theo hướng thương mại.