Đèn LED nông nghiệp giúp thúc đẩy tương lai canh tác

Ở quy mô công nghiệp, các nông trại trong nhà đang ngày càng phổ biến, vì chúng được trang bị tốt hơn để vượt qua các hạn chế về không gian và khí hậu khắc nghiệt. Trong các nông trại trong nhà như vậy, ánh sáng nhân tạo đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý hiệu quả tốc độ tăng trưởng của cây trồng.

Dựa trên các công nghệ LED được phát triển cho các thị trường đèn chiều sáng, Samsung đã ra mắt dòng sản phẩm LED HorticARM vào tháng 5 năm ngoái để cung cấp các công nghệ chiếu sáng tiên tiến cho các nông trại trong nhà. Ánh sáng LED hiệu quả hơn và có tuổi thọ cao hơn các công nghệ chiếu sáng nhân tạo hiện có trước đây. Người sử dụng cũng dễ dàng kiểm soát phổ ánh sáng của đèn LED và các thiết bị đèn LED đang dần trở thành một lựa chọn hấp dẫn hơn cho các nông trại trong nhà.

Gói sản phẩm và mô-đun LED nông nghiệp của Samsung

Các bức sóng ánh sáng khác nhau có thể ảnh hưởng đến thực vật theo những cách khác nhau. Ví dụ, bước sóng 430 đến 700 nanomet là cần thiết cho quá trình quang hợp, bước sóng 450 nanomet thúc đẩy quá trình nảy mầm, 660 nanomet kích thích sự tăng trưởng và 730 nanomet trở lên giúp cây nở hoa và ra quả. Nhờ những đặc tính này mà bước sóng màu đỏ (khoảng 600 ~ 750 nanomet) và bước sóng màu xanh lam (khoảng 400 ~ 450 nanomet) đã là xu hướng phổ biến trong các nông trại trong nhà.

Các phát triển gần đây cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của ánh sáng xanh với bước sóng 550 nanomet, cùng với phát hiện rằng bức song này có thể xuyên qua tán cây thấp hơn và làm tăng quá trình quang hợp ở thực vật ở ngay tại khu vực đó. Vì do hiện tượng này đã quan sát nên việc tương tác với bước sóng màu xanh lam hiện đang được tích cực nghiên cứu.

Dựa trên nghiên cứu này, Samsung đã phát hành đèn LED trắng vào tháng 11 năm ngoái, với dải phổ rộng, bao gồm các bức sóng xanh và đỏ giúp thức đẩy tăng trưởng. Đèn LED toàn phổ có thể làm tăng giá trị dinh dưỡng của cây và ngăn chặn dịch, sâu bệnh. Ánh sáng trắng sáng cũng có thể tạo ra một môi trường làm việc dễ chịu hơn so với các lựa chọn phổ hẹp, cho phép nông dân theo dõi sự phát triển và kiểm tra bệnh một cách dễ dàng.

Thiết bị này được thiết kế để mang lại độ tin cậy cao, thậm chí bên cạnh việc sử dụng phân bón hóa học hoặc trong điều kiện nóng ẩm. Dòng LED cũng có giá thành rất cạnh tranh khi so sánh với các sản phẩm đèn LED đỏ, giúp giảm chi phí thiết lập hệ thống chiếu sáng trong các trang trại trong nhà.

Samsung đã nâng mức hiệu quả photon của các thiết bị đèn LED trắng lên mức cao nhất trong ngành, do đó, khẳng định lại hướng đi tiên phong của công ty trong lĩnh vực này. Do đó, các nhà sản xuất ánh sáng có thể tạo ra các thiết bị ít hơn 30% trong mỗi bộ đèn để đạt được mức hiệu quả tương đương với các thiết bị chiếu sáng khác, cuối cùng giảm chi phí cho các nông trại trong nhà.

Các dòng đèn LED có thể được lựa chọn tùy theo các loại cây và yêu cầu của nông trại. Samsung cung cấp năm dòng thiết bị LED trắng và một mô-đun LED trắng. Công ty cũng đã thiết kế LED màu xanh và hai loại màu đỏ với một bước sóng duy nhất.

Như Will Chung, một nhà nghiên cứu trong Bộ phận tiếp thị thiết bị chiếu sáng (LED) của công ty, giải thích:”Mặc dù chỉ chưa đầy hai năm kể từ khi Samsung bắt đầu kinh doanh đèn LED làm vườn, chúng tôi đã nhận được nhiều phản hồi tích cực từ thị trường để phát triển cao công nghệ LED chất lượng. Chúng tôi cam kết sẽ phát triển các sản phẩm sáng tạo hơn nhằm hỗ trợ quá trình sản xuất thực phẩm thuận tiện và sẽ tiếp tục tăng cường các dịch vụ bằng các thử nghiệm, nghiên cứu và tư vấn trực tiếp từ chuyên gia.”

Tự trồng khu vườn riêng của bạn

Trong những ngôi nhà của tương lai, bạn sẽ có thể tự trồng rau bất kể môi trường nào. Samsung gần đây đã giới thiệu Chef Garden tại KBIS 2019, một nền tảng AI canh tác tích hợp với Family Hub thế hệ tiếp theo. Khu vườn trong nhà thông minh sử dụng viên nang hạt giống, cho phép mọi người trồng các loại trái cây nhỏ, rau và thảo mộc chỉ với một phần nhỏ của cây. Chef Garden kiểm soát ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm để tối ưu hóa sự phát triển của cây. Hệ thống này cũng sử dụng công nghệ sương mù, tạo ra sương mù dinh dưỡng cung cấp nước và chất dinh dưỡng trực tiếp cho cây để chúng có thể phát triển mà không cần thuốc trừ sâu. Với lượng nước được giữ ở mức tối thiểu cần thiết, bên trong Chef Garden luôn sạch sẽ. Chef Garden cũng có thể thông báo cho người dùng khi thực vật sẵn sàng thu hoạch và đề xuất công thức nấu ăn nhờ tích hợp thông minh với Family Hub.

Đầu tư và nghiên cứu hiệu quả

Samsung hiện đang hỗ trợ quá trình nghiên cứu và phát triển trong các lĩnh vực như khoa học cơ bản, khoa học vật liệu và CNTT thông qua Quỹ khoa học và công nghệ Samsung. Công ty đã tài trợ 500 dự án nghiên cứu cho cộng đồng khoa học Hàn Quốc kể từ năm 2013, trong số đó là các dự án nghiên cứu công nghệ kiểm tra mô hình canh tác dọc và thúc đẩy tăng trưởng của thực vật. Ngoài ra, họ hy vọng rằng những khám phá tiếp theo từ các dự án CNTT liên quan đến AI, IoT và đèn LED sẽ thúc đẩy sự phối hợp giữa công nghệ Samsung và các nỗ lực canh tác công nghiệp để sản xuất thực phẩm tốt cho sức khỏe.

Doochan Daniel Eum, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu & Ươm tạo Công nghệ Tương lai của Samsung cho biết, một trong những mục tiêu chính của dự án hỗ trợ này là xem xét công nghệ có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt môi trường và thực phẩm như thế nào. Sau đó, chúng tôi dự định đóng góp tổng cộng 1,5 nghìn tỷ won (khoảng 1,3 tỷ USD) vào năm 2023, đầu tư vào các công nghệ có thể tạo ra sự thay đổi thực sự cho xã hội trong tương lai.

Theo Liên Hợp Quốc, dân số thế giới có thể đạt 9,8 tỷ vào năm 2050. Một dân số lớn như vậy sẽ cần lượng lương thực gấp khoảng 1,7 lần so với hiện tại.

Một trong những giải pháp có thể giải quyết nhu cầu về sản xuất thực phẩm đa dạng và giàu chất dinh dưỡng hơn là chính là hệ thống canh tác theo chiều dọc – một quá trình ngày càng được áp dụng phổ biến ở những nơi như Châu Âu, Hoa Kỳ và Nhật Bản. Hệ thống này bao gồm các loại nông sản được trồng trong nhà theo các lớp xếp theo chiều dọc.

Nguồn sản xuất thực phẩm ổn định

Điều làm cho hệ thông canh tác dọc trở thành một hình thức canh tác hiệu quả và khả thi để sản xuất nông sản là thực tế là nó (1) tiết kiệm không gian và (2) cho phép nông dân trồng trọt quanh năm, bất kể khí hậu hay mùa vụ.

Sự quan tâm đến hình thức canh tác này đã tăng nhanh trong những năm gần đây. Công ty nghiên cứu thị trường MarketsandMarkets dự đoán rằng thị trường toàn cầu cho hệ thống canh tác dọc sẽ trị giá 18,4 tỷ đô la vào năm 2022, gấp đôi so với năm 2016 (9 tỷ đô la).

Đổi mới vì một tương lai xanh hơn

Trào lưu sản xuất thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, bền vững đang lan rộng trên toàn thế giới và Samsung cam kết thúc đẩy sự đổi mới trong lĩnh vực này.

Mùa xuân năm ngoái, Samsung đã công bố ra mắt một loạt các sản phẩm đèn LED làm vườn, tạo ra phổ ánh sáng rộng để hỗ trợ sự phát triển của cây một cách tươi tốt. Vào ngày 23/4, Samsung đã giới thiệu một bản cập nhật cho LM495H, có tính năng hiệu quả photon cao nhất trong số các đèn LED trắng công suất trung bình hiện nay. Công ty cũng đã tiết lộ một số cải tiến thú vị được thiết kế để giúp người tiêu dùng dễ dàng trồng và thưởng thức các loại rau tươi, tốt cho sức khỏe ngay trong chính ngôi nhà của họ.

Samsung cũng đã tạo nên thêm một điểm nhấn tại Triển lãm Ngành Công nghiệp Nhà bếp & Nhà tắm ở Las Vegas năm nay với công nghệ Chef Garden hoàn toàn mới, mang đến một cách đơn giản, thân thiện với môi trường để trồng thực phẩm trong nhà. Chef Garden được tích hợp hoàn hảo với tủ lạnh Family Hub thế hệ tiếp theo của Samsung, và tự động điều chỉnh bước sóng ánh sáng để cho phép người dùng trồng và thưởng thức rau quả tươi, không có thuốc trừ sâu quanh năm.

Chohui Kim thuộc Trung tâm công nghệ LED của Samsung cho biết:”Hiện nay ngày càng có nhiều người quan tâm đến thực phẩm tốt cho sức khỏe. Đèn LED HorticARM đang đóng một vai trò quan trọng trong ngành nông nghiệp dọc và nông nghiệp trong nhà, và chúng tôi đang tìm cách mở rộng các ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau.”

Phần thứ hai của loạt bài “Xanh Hóa” của Samsung sẽ làm nổi bật các xu hướng công nghệ và các nỗ lực của công ty liên quan đến hình thức canh tác thân thiện với môi trường một cách chi tiết.

Samsung, công ty điện tử hàng đầu thế giới về các giải pháp kỹ thuật số tiên tiến, đã công bố các dòng sản phẩm LED mới, bao gồm các gói và mô-đun quang phổ cũng như đèn LED màu (đơn sắc), đã được tối ưu hóa nhằm mục đích chiếu sáng cho nhà kính và phương thức canh tác dọc. Các sản phẩm đèn LED mới cung cấp quang phổ rộng hơn để thức đẩy sự tăng trưởng của thực vật một cách khỏe mạnh, nân cao môi trường canh tác và giảm chi phí hệ thống chiếu sáng.

Ánh sáng toàn dải bao gồm một loạt các bước sóng liên tục từ màu xanh lam và màu xanh lá cây đến màu đỏ, tạo ra một sự pha trộn ánh sáng thích hợp cho việc sử dụng trong canh tác nông nghiệp. So với quang phổ hẹp, đèn LED toàn dải của Samsung hỗ trợ cây trồng phát triển khỏe mạnh và cân bằng hơn bằng cách kích thích quá trình quang hợp, tăng cường khả năng miễn dịch của thực vật và nâng cao giá trị dinh dưỡng. Ngoài ra, đèn LED có thể giúp cải thiện môi trường canh tác tổng thể bằng cách cho phép người trồng quan sát điều kiện thực vật dễ dàng hơn và phát hiện bệnh, ví dụ như úng nước, ở giai đoạn đầu dưới ánh sáng trắng. Là lựa chọn thay thế hiệu quả và tiết kiệm chi phí cho đèn LED đỏ đắt tiền, đèn LED toàn dải có thể giúp giảm chi phí của toàn bộ hệ thống chiếu sáng của người trồng.

Ông Un Soo Kim, phó chủ tịch cấp cao của đội ngũ kinh doanh LED tại Samsung cho biết: “Đèn LED toàn dải dùng cho nông nghiệp của Samsung đã cho chùng ta một cách mới để sử dụng đèn LED nhằm cải thiện việc canh tác cây trồng với chi phí không quá cao. Chúng tôi dự định mở rộng hơn nữa các dịch vụ trồng trọt bằng cách tích hợp công nghệ chiếu sáng LED thông minh mới nhất, bao gồm các giải pháp kết nối và cảm biến hàng đầu của Samsung”.

Ngoài các đèn LED trắng toàn dải, Samsung đã bổ sung thêm đèn LED màu xanh, đỏ và siêu đỏ cho gia đình làm nông để cung cấp nhiều loại bức sóng kết hợp và đáp ứng các nhu cầu thiết kế khác nhau của các nhà sản xuất thiết bị làm vườn.

Được sáng tạo dựa trên các công nghệ LED đã được kiểm chứng trên thị trường của Samsung, các dòng sản phẩm đèn LED toàn dải và màu mới có độ tin cậy cao, thích hợp để chịu được nhiệt độ và độ ẩm cao cũng như hóa chất nông nghiệp được sử dụng trong nhà kính và phương thức canh tác dọc.

Các gói đèn LED nông nghiệp của Samsung hiện đang được sản xuất hàng loạt cho các nhà sản xuất và phát triển thiết bị chiếu sáng trên toàn thế giới. Các mô-đun sẽ có sẵn trong Q1 của năm 2019.

Các giải pháp đèn LED nông nghiệp của Samsung:

* Canh tác theo chiều dọc là phương thức trồng cây theo các lớp xếp chồng lên nhau theo chiều dọc và thường diễn ra trong các môi trường trong nhà có kiểm soát.

** PPF (photon quang hợp) cho biết tổng lượng photon trong phạm vi bức xạ quang phổ (PAR) – một dải quang phổ giữa 400 và 700nm – có thể tăng cường quang hợp thực vật và được đo bằng micromoles trên giây (μmol / s).

*** PE (hiệu ứng photon) cho biết mức độ hiệu quả ánh sáng đối với quang hợp trong thực vật và được đo bằng micromole trên mỗi jun (μmol / J).