PPFD là viết tắt của Photosynthetic Photon Flux Density, nghĩa là mật độ dòng photon quang hợp. Chỉ số này biểu thị lượng photon trong dải bước sóng phục vụ quang hợp, thông thường từ 400–700 nm, chiếu tới một đơn vị diện tích trong một giây. Đơn vị là µmol/m²/s — micromol photon trên mét vuông mỗi giây. Hiểu đơn giản, PPFD cho biết mức ánh sáng phục vụ quang hợp mà cây nhận được, còn cảm biến Gardin giúp đánh giá cây sử dụng lượng ánh sáng đó hiệu quả đến đâu.

Andrii Panfilov, Trưởng nhóm Cây trồng, JMP Flowers, cho biết: “Cảm biến Gardin đã thay đổi hoàn toàn cách tôi làm việc. Là một người trồng lan, tôi luôn có nhiều giả thuyết khác nhau để thử nghiệm, nhưng rất khó để quan sát phản ứng sinh lý của cây trong thời gian thực. Bằng cách kết hợp dữ liệu Gardin với PPFD, nhiệt độ, ánh sáng LED, CO₂ và cài đặt màn hình, tôi có thể hiểu rõ hơn khi nào cây trồng sử dụng ánh sáng hiệu quả. Chúng ta đang bước vào kỷ nguyên mà việc quản lý nhà kính không chỉ dựa trên dữ liệu khí hậu mà còn ngày càng dựa trên phản ứng của cây trồng.”

Cảm biến Gardin (phía trên bên phải) giám sát hoa lan trong sản xuất thương mại tại JMP Flowers.

Vượt ra ngoài các mục tiêu chiếu sáng cố định

Lan Phalaenopsis sử dụng quang hợp CAM, hấp thụ CO₂ chủ yếu vào ban đêm và lưu trữ nó dưới dạng axit malic để sử dụng trong ngày hôm sau. Khi lượng dự trữ này cạn kiệt, cây trồng có thể trở nên kém hiệu quả hơn trong việc sử dụng ánh sáng bổ sung. Nghiên cứu độc lập của Plant Lighting đã chứng minh khả năng của Gardin trong việc phát hiện sự chuyển đổi liên quan đến sự cạn kiệt malate ở các giống lan Phalaenopsis khác nhau và trong các điều kiện trồng trọt khác nhau.

Một trong những câu hỏi đầu tiên của JMP Flowers là liệu chiến lược chiếu sáng của họ có tận dụng tối đa tiềm năng quang hợp của cây trồng hay không. Như Andrii Panfilov, trưởng nhóm Plant Team, giải thích:

"Trên thực tế, chúng tôi thường xuyên phân tích dữ liệu Gardin cùng với PPFD và điều kiện khí hậu nhà kính để xác định thời điểm hiệu quả sử dụng ánh sáng của cây trồng bắt đầu giảm. Khi quan sát thấy các mô hình cho thấy sự cạn kiệt malate, chúng tôi có thể điều chỉnh chiến lược chiếu sáng bổ sung và tránh cung cấp thêm ánh sáng mà cây có thể không còn sử dụng hiệu quả."

Hiệu suất quang hợp (màu xanh lá cây) và cường độ ánh sáng (màu xanh lam) trong 3 ngày được ghi lại trên ứng dụng Gardin. Vào ngày 27 và 28 tháng 9, hiệu suất quang hợp duy trì tương đối ổn định và thời gian chiếu sáng được kéo dài bằng cách bổ sung thêm ánh sáng. Vào ngày 29 tháng 9, hiệu suất giảm mạnh trước khi mặt trời lặn, phù hợp với sự cạn kiệt malate và không có thêm ánh sáng bổ sung nào được cung cấp.

Dữ liệu từ Gardin thu thập ngày 27-29 tháng 9 năm 2026 cho thấy cách JMP Flowers sử dụng phản hồi từ cây trồng để định hướng chiến lược chiếu sáng của mình. Vào ngày 27 và 28 tháng 9, cây trồng duy trì hiệu suất quang hợp tương đối cao vào cuối ngày và ánh sáng bổ sung được kéo dài sau khi mặt trời lặn. Ngược lại, vào ngày 29 tháng 9, hiệu suất giảm mạnh lúc 16:30, cho thấy sự cạn kiệt malate. Do khả năng sử dụng ánh sáng bổ sung của cây trồng bị giảm, JMP Flowers đã quyết định không kéo dài thời gian chiếu sáng bổ sung vào buổi tối hôm đó.

Những quan sát này đang giúp Andrii vượt ra khỏi các mục tiêu DLI cố định và điều chỉnh ánh sáng theo phản ứng sinh lý của cây trồng. Như ông giải thích: "Thay vì chỉ cố gắng đạt được một mức DLI nhất định, chúng tôi đang học cách phân bổ ánh sáng suốt cả ngày theo phản ứng sinh lý của cây." DLI (Daily Light Integral): tổng lượng ánh sáng phục vụ quang hợp mà cây nhận được trong một ngày.

Phương pháp tương tự cũng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất lan thương mại, như Steven Grundy, Trưởng bộ phận Chăm sóc Khách hàng tại Gardin, giải thích:

"Thông qua việc theo dõi các loài lan ở quy mô thương mại, chúng tôi nhận thấy khả năng sử dụng ánh sáng của chúng không cố định. Khả năng này thay đổi tùy thuộc vào giống, giai đoạn phát triển và điều kiện sinh trưởng. Gardin tiết lộ cách cây trồng thực sự phản ứng, giúp người trồng tinh chỉnh chiến lược của họ để tối đa hóa năng suất quang hợp và giảm thiểu việc sử dụng năng lượng không cần thiết."

Hoàn thiện chiến lược điều chỉnh khí hậu và tưới tiêu

Bên cạnh việc bổ sung ánh sáng, JMP Flowers đang sử dụng Gardin để hiểu cách cây trồng phản ứng với các quyết định canh tác khác.

Như Andrii giải thích, "Nhờ cảm biến Gardin, giờ đây chúng tôi có thể xác định các mô hình liên quan đến sự chuyển đổi giữa các pha CAM và điều chỉnh ánh sáng, màn chắn, liều lượng CO₂, phun sương và thậm chí cả chiến lược tưới tiêu để cải thiện hiệu quả quang hợp. Chúng tôi cũng sử dụng dữ liệu Gardin để đánh giá cách cây trồng phản ứng với những thay đổi về ánh sáng buổi sáng và chuyển động của màn chắn."

Việc có dữ liệu về hiệu suất cây trồng liên tục cho phép JMP Flowers kiểm tra các giả thuyết và liên tục tinh chỉnh chiến lược trồng trọt dựa trên phản ứng sinh lý của cây trồng.

Từ phản hồi từ thực vật đến cải thiện năng suất cây trồng

Đối với JMP Flowers, lợi ích không chỉ dừng lại ở việc tiết kiệm tài nguyên. Andrii tin rằng những quyết định được hỗ trợ bởi Gardin đã đóng góp quan trọng vào năng suất cây trồng.

"Tôi thực sự tin rằng những cải tiến mà chúng ta đạt được về tốc độ tăng trưởng và chất lượng cây trồng phần lớn là kết quả của những quyết định mà chúng ta đã đưa ra dựa trên dữ liệu của Gardin," Andrii kết luận.

Nguồn: floraldaily.com