Как да осигурим еднакво осветление в големи езера за аквакултури или дълбоководни резервоари за аквакултури? Как да идентифицираме и разрешим мъртвите зони в осветлението?

一, Основните части на контрола на равномерността на осветлението
1. Оптимизиране на формата на оформлението на осветлението
Разстоянието между осветлението и водното тяло трябва да следва правилото за "съотношение на разстояние към височина". Например, ако имате аквакултурно езерце с дълбочина 10 - метра и използвате 200 W LED подводна светлина с ъгъл на лъча 120 градуса, трябва да поддържате разстоянието между светлините между 3 и 5 метра, за да сте сигурни, че степента на припокриване на съседни светлинни петна е поне 30%. Фабрика за отглеждане на скариди в Кингдао използва софтуер за 3D моделиране, за да покаже как ще се разпространява светлината. Изследователите откриха, че когато светлините са подредени в шахматен дизайн на „купчина сливови цветове“, еднородността на долната светлина може да бъде подобрена до над 85%, което е с 22% по-високо от типичната конфигурация на матрицата.
2. Компенсация за затихване на светлината и динамичен контрол
Различните дължини на вълната на светлината се абсорбират по различен начин от водните тела. Например червената светлина се абсорбира 0,3/m в сладка вода, докато синята светлина се абсорбира 0,1/m. За да се компенсира това, трябва да се използват многоспектрални светодиоди. Платформата за дълбоководна аквакултура Hainan Lingshui има интелигентна система за затъмняване, която автоматично променя съотношението на мощността на червената светлина (660 nm) и синята светлина (450 nm) въз основа на данни в реално- време за мътност на водата (NTU стойност), концентрация на хлорофил (μ g/L) и дълбочина. Например, когато мътността надхвърли 15NTU, системата повишава изходната мощност на червената светлина с 40%, за да компенсира загубите от разсейване и да поддържа стойността на PUR в дълбока вода постоянна в диапазона, от който се нуждаят организмите.
3. Работете заедно за проектиране на отразяващи граници
Количеството светлина, което се използва, се влияе пряко от това колко отразяваща е вътрешната стена на езерцето за аквакултури. Според проучване на Шанхайския океански университет аквакултурните езера с бели стени от -полиетилен с висока плътност (HDPE) могат да отразяват до 85% от светлината, което е с 60% повече от бетонните езера. Те също могат да направят долната светлина 1,8 пъти по-ярка. Също така, поставянето на огледални плочи от неръждаема стомана (с коефициент на отразяване 92%) на дъното на басейна може да се отърве от още повече светлинни слепи петна. След прилагането на този подход, постоянството на дънната светлина в базата за развъждане на групери в Саня се повиши от 62% на 91%, а хранителната активност на рибната популация се подобри значително.
2, Начини за намиране и преброяване на мъртвите зони, когато има светлина
1. Технология за моделиране на 3D осветление
Използвайки софтуер като LumenRT или Dialux, за да направите дигитален двоен модел на езерото за аквакултури, можете да намерите мъртвата зона на светлина, като въведете параметрите на лампата (светлинен поток, ъгъл на лъча, височина на монтажа), оптичните свойства на водата (коефициент на поглъщане, коефициент на разсейване) и праговете на биологично търсене (например оптималната PAR за водорасли е 50-200 μ mol/m²/s). Използвайки тази техника, ферма за скариди в Zhanjiang, провинция Гуангдонг установи, че има слабо осветена зона с диаметър 2 метра (PAR<30 μ mol/m ²/s) in the middle of the pool bottom under the old arrangement. The dead zone area was cut down to a diameter range of 0.5 meters after changing the space between the lights.
2. Преносим спектрометър за тестване в полеви условия
Използвайте ръчен спектрометър като Ocean Optics USB2000+, за да вземете проби от аквакултурното езерце (с разстояние от 0,5 до 1 метър) и да запишете нивата на PAR и спектралното разпределение на всяко място. Възможно е да се създаде модел на корелация между интензитета на светлината и биологичното разпределение чрез разглеждане на биологичното поведение като агрегация на риби и адхезия на водорасли. В експеримент с дълбоководна аквакултура в мрежови клетки беше наблюдавано, че когато PAR<40 μ mol/m²/s, the aggregation density of young golden carp diminished by 70%, concurrently, the proportion of detrimental dinoflagellates, such as Tremella, escalated twofold.
3. Диагностика с помощта на биомаркери
Като разглеждаме физиологичните признаци на водните създания, включително показателите за флуоресценция на хлорофила Fv/Fm и нивата на кортизол в серума на рибите, можем да добием представа колко добра е светлинната среда. Например, каменистите корали обикновено не получават достатъчно светлина, когато тяхната плътност на Zooxanthellae е по-малка от 1 × 10 ⁶ клетки/cm². Освен това, ако концентрацията на кортизол в кръвта в рибата е повече от 20 ng/mL, това може да причини стрес поради мъртвата зона на излагане на светлина.
3, Пълен план за управление на светлинната мъртва зона
1. Проектиране на слоева осветителна система
For deepwater aquaculture tanks, the illumination is arranged in layers, with "surface strong light+middle supplementary light+bottom weak light." In a 20-meter-deep aquaculture cabin, for instance, a 500W LED spotlight (PAR>300 μ mol/m²/s) се поставя на повърхността (0-5 метра), 200W LED прожектор (PAR=100-200 μ mol/m²/s) се поставя в средния слой (5-15 метра), а 50W червена запълваща светлина (660nm, PAR=50-100 μ mol/m²/s) се поставя на долния слой (15-20 метра). Този план може да накара осветлението да бъде повече от 80% равномерно във всеки дълбок слой.
2. Работете заедно за управление на полето на потока и светлинното поле
Чрез интегрирането на системата за циркулация на водата можете да се отървете от мъртвите зони, причинени от излагане на светлина. Дънно тласкащо устройство създава въртящ се воден поток (скорост на потока от 0,2–0,5 m/s) в кръгло езерце за аквакултури, за да разпръсне равномерно суспендираните частици и да намали ефектите от локалното засенчване. Експериментът, извършен от Далианския океански университет, демонстрира, че тази мярка може да намали обхвата на колебанията на интензитета на дънната светлина от ± 60% до ± 20%, като същевременно повишава равномерността на разтворения кислород с 15%.
3. Свързване на интелигентно засенчване и допълнително осветление
Система от регулируеми затъмняващи завеси и LED запълващи светлини се използва за свързване на външни дълбоководни клетки. Когато слънчевата светлина е по-силна от 1000 W/m², сенникът автоматично ще се отвори до 50% пропускливост, за да предпази светлината от прекалено силна. Когато слънчевата светлина е по-слаба от 200 W/m² или водата е по-дълбока от 10 метра, LED запълващата светлина ще започне да отговаря на основните нужди от осветление. След като техниката беше използвана на дълбоководна и офшорна платформа за аквакултури в Lianjiang, Fujian, цикълът на растеж на Pseudosciaena crocea беше намален с 15%, а коефициентът на захранване беше намален с 0,2.
4. Подкрепа от индустриални казуси и данни
Ферма за норвежка сьомга: Чрез поставяне на светлинна система от оптични влакна на дъното на клетката, слънчевата светлина може да достигне дълбоководната зона. Когато се комбинира с LED запълващи светлини, стойността на PAR на дълбочина от 15 метра остава между 80 и 120 μ mol/m²/s. Това увеличава скоростта на растеж на сьомгата с 20% и намалява степента на деформация до по-малко от 3%.
База за развъждане на скариди в Jiangsu Rudong: Покрай стената на басейна има LED светлинни ленти с пълен-спектър (плътност на мощността 8 W/m²), подредени в кръг. Има и програмирана програма за димиране, която дава 100% мощност от 6:00 до 18:00 през деня и 30% мощност от 6:00 до 6:00 през нощта. Това прави равномерността на долната светлина 88%. Плътността на размножаване на скариди е повишена до 500 скариди/m², а единичното производство е повече от 15 kg/m³.
Вертикален фермен аквариум в Сингапур: Чрез използване на комбинация от много{0}}слойни рефлекторни групи и LED матрици с регулируем фокус, вертикална аквакултурна колона с височина 30-метра успя да постигне еднородност на светлината от 92%. Степента на покритие на коралите премина от 65% на 90% и нямаше огнища на водорасли, причинени от мъртви зони на светлина.