一, Биологичната основа на спектралното влияние върху растежа на рибите.
Несъответствието в типовете конусовидни и пръчковидни клетки в ретината на рибата диктува тяхната спектрална чувствителност. Например, дъговата пъстърва има четири вида конусовидни клетки в ретината си с пикови дължини на вълната от 420 nm, 455 nm, 530 nm и 570 nm. След метаморфоза ретината на младия калкан е много по-чувствителна към 480nm синя светлина. Тази еволюционна гъвкавост позволява на рибите да развият предпочитания към определени спектри, което от своя страна променя колко добре се хранят и как използват енергията си.
TheНай-доброто LED осветление за аквариум за растенияспектърът контролира циркадния ритъм чрез използване на мелатониновата ос на епифизната жлеза. Това от своя страна променя нивата на хормона на растежа (GH) и инсулин-подобен растежен фактор (IGF-I). Експериментите показват, че синята светлина (450-490nm) може да потисне производството на мелатонин в епифизната жлеза на атлантическата сьомга, да удължи продължителността на хранене през деня и да повиши специфичната скорост на растеж (SGR) с 12% -15%. Освен това, зелената светлина (520-560 nm) стимулира ретиналния хипоталамичен път, което води до трикратно усилване на експресията на IGF-I mRNA в ювенилен калкан и директно улеснява протеиновия синтез.
2, Поглед към това как растежът засяга ключовите спектрални ленти
1. Синя светлина (450–490 nm): ефект на меч с две остриета
Насърчаване на растежа: При отглеждането на сом непрекъснатото излагане на синя светлина повишава дневното наддаване на тегло с 18% и намалява ефективността на фуража с 0,2. Това се случва, защото синята светлина активира ганглиозните клетки на ретината, стимулира центъра за хранене на хипоталамуса през глутаматергичния път и повишава активността на стомашната протеаза с 25%.
Риск от стрес: синята светлина кара нивата на кортизола на дъговата пъстърва да се повишат с 40%, а нивата на серотонин в мозъка им да се повишат с 3 пъти. Това кара черния дроб да премества твърде много липиди, което спира растежа. Това противоречиво явление възниква от повишената чувствителност на SWS2 конусовидни клетки в ретината на дъгова пъстърва към синя светлина, което води до невроендокринни аномалии.
2. Зелена светлина (520–560 nm): специалист по оптимизиране на метаболизма
Използване на енергия: Зелена светлина включва митохондриален респираторен комплекс IV, който повишава съдържанието на АТФ в мускулите на златния шаран с 22% и намалява количеството на отделения амонячен азот с 15%. Това значително подобрява ефективността на преобразуването на захранващата енергия в мускулна енергия.
Имунна регулация: Облъчването със зелена светлина повишава активността на лизозима (LZM) с 40% и понижава експресията на протеин 70 на топлинен шок (HSP70) с 35% по време на периода на метаморфоза на калкана. Това подпомага растежа чрез намаляване на отрицателните ефекти от стреса на околната среда.
3. Червена светлина (620–680 nm): начин за балансиране на растежа и възпроизводството
Развитие на половите жлези: Червената светлина преминава през ретината, хипофизата, гонадалната ос, което съкращава времето, необходимо за узряване на половите жлези на скъпоценния камък с 20 дни и увеличава производството на яйца с 35%. Но ако костурът от Жълтата река бъде изложен на червена светлина за дълго време, това може да изчерпи запасите от витамин А в черния дроб, което може да причини дегенерация на ретината и 10% спад в скоростта на растеж.
Мускулен растеж: Червената светлина задейства mTOR пътя в бързите мускулни влакна на дъговата пъстърва, което ги прави с 18% по-дебели. Той обаче се нуждае от фотопериод от 18L: 6D, за да предпази енергийните запаси от твърде бързо изчерпване.
4. Бяла светлина с пълен-спектър: стабилизираща роля
Бялата светлина с пълен спектър поддържа степента на оцеляване на златния скобар над 92% по време на растежа им. Скоростта на растеж е малко по-ниска от тази на монохроматичната светла група, но намалява степента на деформация с много (от 8% на 2%). Има предимството да имитира естествената светлина, да поддържа постоянни физиологичните ритми на рибите и да намалява риска от заболявания,-свързани със стреса.
3,Как да използвате стратегията за спектрална оптимизация в реалния живот
1. Регулиране на жизнения цикъл на части
Тийнейджърски години: 16L:8D фотопериод и 520nm зелена светлина (500lux) се използват за подпомагане на растежа на храносмилателната система. Това води до средно дневно наддаване на тегло от 0,8 g за младия калкан.
Период на оплождане: Преминаването към 470 nm синя светлина (300 lux) повишава хранителната активност, но поддържането на зелена светлина включена за 2 часа на ден ускорява метаболизма, намалявайки скоростта на преобразуване на храната на дъговата пъстърва в 1. 1. Период на размножаване: Излагането на атлантическа сьомга на червена светлина (660 nm) и синя светлина (450 nm) за 12 часа всеки ден повишава производството на яйца с 40% и поддържа степента на торене над 85%.
2. Протоколи, които са характерни за всеки вид
Като пример за дълбоководна адаптация, калканът използва 480 nm синя светлина (интензитет 200 lux), за да насърчи бентосното поведение, и зелени светлинни импулси, за да насърчи храненето, което съкращава техния цикъл на растеж с 15%.
За типове плуване на повърхността като златния скобар, използването на 550 nm зелена светлина (интензитет 800 lux) през цялото време може да поддържа най-добрата производителност на развитие и да спре реакциите на стрес, причинени от синята светлина.
Нилската тилапия и други всеядни риби растат с 20% по-бързо и мускулите им изглеждат по-добре, когато са изложени на редуваща се червена светлина (630nm) и бяла светлина (14L: 10D).
3. Нови идеи за интегриране на технологиите
Метод за динамичен контрол за светодиоди: IoT устройства, които следят данните за качеството на водата в реално време и автоматично променят спектралните комбинации. Например, системата става зелена, когато нивото на разтворения кислород падне под 5 mg/L. Това забавя метаболизма на рибите и намалява използването на кислород от тях.
Синергия на спектрална храна: Храненето на дъгова пъстърва в синя светлина с храна с високо съдържание на ненаситени мастни киселини може да увеличи съдържанието на DHA в мускулите им с 30%, като същевременно намалява окислителните увреждания, причинени от синята светлина.
