一, Регулиращият механизъм на спектъра върху проявата на цвета на тялото на рибата
1. Начинът, по който пигментните клетки реагират на светлина
Пигментните клетки в дермата, като меланоцитите, червените пигментни клетки и жълтите пигментни клетки, и гуаниновите кристали в епидермиса определят какъв цвят е тялото на рибата. Червените пигментни клетки (които имат каротеноиди) и жълтите пигментни клетки (които имат сфеноиди) са много чувствителни към спектрите. Изследванията показват, че излагането на 660nm червена светлина може да увеличи площта на червените пигментни клетки на люспите на червените драконови риби с 30% и да подобри наситеността на цвета на тялото с 45%. Обратно, при настройка на бяла светлина свиването на пигментните клетки води до загуба на цвета на тялото.
2. Влиянието на ключовите ленти върху цветопредаване
Червена светлина (620–750 nm): Тя може лесно да премине през вода, може да възбуди конусовидни клетки в ретината на рибата и може да помогне на тялото да направи червени пигментни клетки в дермата. Например, в среда, където червената светлина представлява повече от 60% от светлината, стойността на червенината (a *) на рибата папагал може да достигне +25, което е с 60% по-високо, отколкото при условия на естествена светлина.
Синя светлина (450–495 nm): Тя няма силно пряко влияние върху цвета на тялото, но може да накара люспите на рибата да отразяват повече светлина. Например, когато флуоресцентни риби са изложени на синя светлина, интензитетът на флуоресценцията на тяхната повърхност се увеличава 2 до 3 пъти, което им придава уникален вид.
Пълен спектър (400–700nm): имитира естествената светлина и може да поддържа стабилни биологичните часовници на рибите. Проучванията показват, че при осветяване с пълен спектър, хранителната активност на тропическите риби се повишава с 25% в сравнение с монохроматични светлинни условия, а скоростта на метаболизма ескалира с 15%.
3. Ефектът на интензитета на светлината върху прага
Има ограничение за това колко ярка може да бъде светлината, за да може рибата да промени цвета си. Например, цветът на тялото на златната драконова риба става матов, когато интензитетът на светлината е по-малък от 2000 лукса. Между 3000 и 5000 лукса цветът на корпуса става по-тъмен с увеличаване на интензитета на светлината. Но когато интензитетът на светлината надхвърли 8000 лукса, пигментните клетки се свиват поради фотооксидативно увреждане, което кара цвета да избледнява.
2, Влиянието на спектрите върху синтеза на хлорофил във водни растения
1. Начинът, по който фотосинтетичните пигменти абсорбират светлината
Хлорофил a/b вПълен спектър LED водни растенияабсорбира червената светлина (660 nm) и синята светлина (430 nm) най-добре, с квантови добиви съответно 0,85 и 0,82. В среда с бяла светлина скоростта на фотосинтезата на водните растения се увеличава с 40%, а съдържанието на хлорофил се повишава с 25%. Това е така, защото съотношението на червената и синята светлина е 3:1.
2. Морфологичен контрол на важни ивици
Червена светлина (620–750 nm): помага на цветята да цъфтят и стъблата и листата да растат. Когато червената светлина съставлява 70% от светлината, дължината на възела на стъблото на Crown Grass нараства с 30%, а площта на листата нараства с 20%.
Синя светлина (450–495 nm): спира удължаването и прави листата по-дебели. Когато са изложени на синя светлина, листата на водните растения стават с 15% по-дебели, отколкото когато са изложени на червена светлина, а броят на хлоропластите се увеличава с 25%.
Зелена светлина (500–570 nm): Лесно преминава през мръсна вода. Зелената светлина може да проникне два пъти по-дълбоко от червената във вода, която е 100 NTU мътна. Добавянето на зелена светлина към мътна вода може да повиши ефективността на фотосинтезата на водните растения с 15–20%.
3. Комбинираното влияние на интензитета на светлината и фотопериода
За да процъфтяват водните растения, фотопериодът (6–10 часа/ден) и интензитетът на светлината (50–100 μ mol/m²/s) трябва да се контролират заедно. Например, скоростта на разрастване на микро перлите джуджета се е увеличила с 30%, когато са били в цикъл 12 часа светлина/12 часа тъмнина в сравнение с времето, когато са били в среда с постоянна светлина. Когато интензитетът на светлината е по-малък от 30 μ mol/m²/s, растежът им спира и те стават жълти.
3, Конкурентният инхибиторен механизъм на спектрите върху възпроизвеждането на водорасли
1. Водораслите и водните растения се конкурират за светлина
Водораслите и водните растения съдържат същия набор от пигменти, които им помагат да фотосинтезират, въпреки че водораслите са по-добри в адаптирането към светлината. Експериментите показват, че при интензитет на светлината от 3000 лукса скоростта на фотосинтеза на зелените водорасли е 1,8 пъти по-висока от тази на водните растения. Въпреки това, при интензитет на светлината над 6000 лукса, водните растения печелят конкурентно предимство чрез увеличаване на броя на хлоропластите, което води до 40% намаление на биомасата на водораслите.
2. Влиянието на ключовите ленти върху потискането
Червената светлина (620–750 nm) спира растежа на спорите на зелените водорасли. В атмосфера с повече от 50% червена светлина, скоростта на покълване на спорите на зелените водорасли намалява с 60%, а скоростта на натрупване на биомаса намалява с 35%.
Синя светлина (450–495 nm): разгражда мембраните на клетките на водораслите. Когато синята светлина удари клетките на водораслите, техните мембрани стават по-пропускливи, което води до изтичане на вътреклетъчни химикали и смъртността се повишава с 25%.
Ултравиолетовата светлина (280–400 nm) кара водораслите да разрушават своята ДНК. Експерименталните доказателства показват, че UVA (320-400nm) облъчване може да намали активността на фотосинтетичната система II във водораслите с 50%. Въпреки това е важно да запомните, че прекомерната ултравиолетова светлина може да навреди на хлоропластите на водните растения.
3. Техниката за екологично балансиране на спектралната регулация
Динамичното управление на спектъра може да помогне за поддържане на екологичния баланс между водорасли и водни растения. Например „импулсно облъчване със синя светлина“ (450 nm, 10000 lux, 5 минути/час) може бързо да спре възпроизвеждането на водорасли в ранните етапи на цъфтеж на водорасли. По време на бурния период на растеж на водните растения, преминаването към „синергично осветление с червена синя светлина“ (660nm: 450nm=3:1) може да даде конкурентно предимство на водните растения.
4, Практическо използване на планове за спектрална оптимизация
1. Планирайте как цветовете на рибите да изглеждат по-добре
За Red Dragonfish и Parrotfish използвайте 660nm червен светодиод при 60%. +450nm син светодиод (30%) + бяла светлина с пълен спектър (10%), с диапазон на интензитет на светлината от 5000–6000 lux и 10 часа светлина всеки ден.
Флуоресцентна риба: Основният източник на светлина е 450nm синя светлина (70%), с малко 660nm червена светлина (20%) и 520nm зелена светлина (10%). Светлината е 3000–4000 лукса и свети по 8 часа на ден.
2. План за подобряване на растежа на водните растения
Положителната трева (като тревата на Нютон и червената пеперуда) се нуждае от 660 nm червена светлина (50%), 450 nm синя светлина (30%) и 630 nm далечна червена светлина (20%). Интензитетът на светлината трябва да бъде 80-100 μ mol/m²/s, а тревата трябва да има 10 часа светлина всеки ден.
Отрицателната трева (като Iron Crown и Moss) се състои предимно от бяла светлина с пълен-спектър (70%), с малко 660nm червена светлина (20%) и 450nm синя светлина (10%). Има интензитет на светлината от 30–50 μ mol/m²/s и получава 8 часа светлина всеки ден.
3. Планирайте най-добрия начин за контрол на водораслите
За етапа на превенция използвайте „синергично осветление с червена синя светлина“ (660nm: 450nm=3:1) с интензитет на светлината от 4000-5000lux за 8 часа на ден.
Етап на управление: За 3 до 5 дни използвайте „импулсно облъчване със синя светлина“ (450 nm, 10000 lux, 5 минути/час) заедно с „облъчване с червена светлина с висок-интензитет“ (660 nm, 8000 lux, непрекъснато 2 часа/ден).
