Máy Tính Tích Phân Ánh Sáng Hàng Ngày - DLI cho Tăng Trưởng Cây Trồng

Tích phân ánh sáng hằng ngày là gì?

Tích phân ánh sáng hằng ngày (DLI) là tổng lượng ánh sáng mà cây có thể sử dụng cho quá trình quang hợp nhận được trong một ngày. Đại lượng này được biểu thị bằng mol/m²/ngày, nghĩa là số mol hạt ánh sáng (photon) chiếu lên mỗi mét vuông bề mặt lá mỗi ngày. DLI kết hợp hai yếu tố: cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng. Một cây dưới ánh sáng vừa phải trong nhiều giờ có thể nhận được DLI bằng với một cây dưới ánh sáng mạnh trong vài giờ.

Người trồng sử dụng DLI vì một lần đo độ sáng riêng lẻ không cho biết nhiều thông tin. Hai căn phòng có thể trông sáng như nhau đối với con người nhưng cung cấp cho cây những lượng ánh sáng có thể sử dụng rất khác nhau, tùy thuộc vào số giờ duy trì độ sáng đó.

Cách tính tích phân ánh sáng hằng ngày

DLI được tính từ hai phép đo:

• PPFD (mật độ thông lượng photon quang hợp): số photon chiếu tới một mét vuông bề mặt trong mỗi giây, tính bằng µmol/m²/s (micromol trên mỗi mét vuông mỗi giây).
• Quang kỳ: số giờ ánh sáng mà cây nhận được trong một ngày.

Công thức DLI

$D = \frac{P \times t \times 3600}{1000000}$

trong đó D là tích phân ánh sáng hằng ngày, tính bằng mol/m²/ngày, P là PPFD, tính bằng µmol/m²/s, và t là quang kỳ, tính bằng giờ.

3.600 dùng để đổi giờ sang giây, còn phép chia cho 1.000.000 dùng để đổi micromol sang mol.

Ví dụ minh họa

Một cây được đặt dưới nguồn sáng có chỉ số 500 µmol/m²/s, hoạt động 12 giờ mỗi ngày.

DLI = 500 × 12 × 3.600 ÷ 1.000.000 = 21.600.000 ÷ 1.000.000 = 21,6 mol/m²/ngày.

Ví dụ thứ hai: PPFD 200 µmol/m²/s trong 16 giờ cho kết quả 200 × 16 × 3.600 ÷ 1.000.000 = 11,52 mol/m²/ngày, làm tròn thành 11,5.

PPFD và quang kỳ có ý nghĩa thực tế gì?

PPFD thường được đo bằng cảm biến ánh sáng lượng tử hướng vào tán cây. Ánh sáng mặt trời ngoài trời trực tiếp có thể đạt khoảng 2.000 µmol/m²/s vào giữa trưa, trong khi một vị trí trong nhà thiếu sáng có thể chỉ đạt khoảng 50–100 µmol/m²/s. Quang kỳ đơn giản là số giờ nguồn sáng bật, dù ánh sáng đó đến từ mặt trời hay đèn trồng cây.

Vì DLI là tích của hai con số này, cùng một giá trị DLI có thể đến từ những tổ hợp khác nhau. Ánh sáng mạnh trong thời gian ngắn và ánh sáng yếu hơn trong thời gian dài có thể cộng lại thành cùng một tổng hằng ngày, dù cây không phải lúc nào cũng phản ứng giống nhau trong hai trường hợp.

Các mức DLI đối với cây trồng

Mỗi khoảng bao gồm giá trị ở đầu khoảng và kết thúc ngay trước giá trị tiếp theo. DLI chính xác bằng 16 được tính là ánh sáng mạnh, còn chính xác bằng 25 được tính là ánh sáng rất mạnh.

Cây nhận được mức ánh sáng thấp hơn khoảng thích hợp thường phát triển chậm, vươn về phía nguồn sáng hoặc không ra hoa. Cây nhận được mức ánh sáng cao hơn nhiều so với khoảng thích hợp có thể bị bạc màu hoặc cháy lá.

Cách sử dụng máy tính tích phân ánh sáng hằng ngày

Nhập số đo PPFD từ máy đo ánh sáng hoặc thông số kỹ thuật của đèn trồng cây, sau đó nhập quang kỳ, tức số giờ đèn hoạt động mỗi ngày. Máy tính nhân các giá trị này và hiển thị DLI theo mol/m²/ngày, đồng thời cho biết kết quả thuộc nhóm ánh sáng nào trong bốn nhóm. PPFD phải bằng hoặc lớn hơn 0, còn quang kỳ phải nằm trong khoảng từ 0 đến 24 giờ.

Vì sao DLI có ý nghĩa đối với việc trồng cây?

Người làm vườn trong nhà sử dụng DLI để kiểm tra xem cây có được đặt ở nơi thực sự thích hợp để phát triển hay không, thay vì chỉ đánh giá vị trí đó bằng mắt. Một cửa sổ trông sáng đối với con người vẫn có thể cung cấp DLI thấp, vì kính cửa sổ, khoảng cách từ cây đến kính và hướng của cửa sổ đều làm giảm lượng ánh sáng cây nhận được.

Người vận hành nhà kính và trang trại trong nhà theo dõi DLI để lập kế hoạch chiếu sáng bổ sung. Khi ánh sáng tự nhiên không đạt DLI mục tiêu của cây trồng, đặc biệt vào mùa đông, người trồng bổ sung ánh sáng điện để bù phần thiếu hụt. Các vườn ươm cũng sử dụng mục tiêu DLI để xác định thời điểm ra hoa, vì một số cây trồng, chẳng hạn như trạng nguyên, cần DLI tối thiểu để phát triển đúng cách vào một thời điểm định trước.

Các câu hỏi thường gặp

DLI bao nhiêu là phù hợp cho cây trồng trong nhà? Hầu hết các cây trồng trong nhà phổ biến phát triển tốt trong khoảng từ 8 đến 16 mol/m²/ngày. Cây ra hoa và cây cho quả thường cần nhiều hơn, thường là 16 mol/m²/ngày hoặc cao hơn.

DLI khác PPFD như thế nào? PPFD là phép đo tức thời về cường độ ánh sáng tại một thời điểm. DLI là tổng lượng ánh sáng cây nhận được trong cả ngày, kết hợp cường độ với số giờ chiếu sáng.

Cây có thể nhận DLI quá cao không? Có. Mỗi loài đều có một giới hạn trên; vượt qua giới hạn đó, tốc độ quang hợp không tăng thêm và lá có thể bị tổn thương. Cây chịu bóng bị tổn thương ở các giá trị DLI thấp hơn nhiều so với cây trồng dưới nắng hoàn toàn.

Mây che hoặc kính cửa sổ có ảnh hưởng đến DLI không? Có. Mây làm giảm ánh sáng mặt trời ngoài trời, còn kính cửa sổ thường chặn một phần ánh sáng truyền qua. DLI trong nhà gần cửa sổ thường thấp hơn DLI ngoài trời tại cùng thời điểm.

Người trồng cây trong nhà có thể tăng DLI bằng cách nào? Đưa cây đến gần cửa sổ sáng, vệ sinh kính cửa sổ, bổ sung các bề mặt phản chiếu hoặc bật đèn trồng cây trong nhiều giờ hơn đều có thể làm tăng DLI mà cây nhận được.

DLI có dự đoán được thời điểm cây ra hoa không? Quang kỳ, tức độ dài của thời gian chiếu sáng, kiểm soát các tín hiệu kích thích ra hoa ở nhiều loài. DLI thay vào đó dự đoán tốc độ sinh trưởng tổng thể, độ cứng thân và số lượng quả hoặc hoa sau khi quá trình ra hoa bắt đầu.

Tài liệu tham khảo

1. Faust, J. E., & Logan, J. (2018). "Tích phân ánh sáng hằng ngày: Tổng quan nghiên cứu và bản đồ độ phân giải cao của Hoa Kỳ." HortScience, 53(9), 1250–1257.
2. Torres, A. P., & Lopez, R. G. (2012). "Đo tích phân ánh sáng hằng ngày trong nhà kính." Purdue Extension, HO-238-W.