一,Mecanismul de reglare a spectrului de manifestare a culorii corpului peștilor
1. Modul în care celulele pigmentare răspund la lumină
Celulele pigmentare din derm, cum ar fi melanocitele, celulele pigmentare roșii și celulele pigmentare galbene, și cristalele de guanină din epidermă decid ce culoare are corpul peștelui. Celulele pigmentare roșii (care au carotenoizi) și celulele pigmentare galbene (care au sfenoizi) sunt foarte sensibile la spectre. Cercetările au demonstrat că expunerea la lumină roșie de 660 nm poate crește zona celulelor pigmentare roșii a solzilor de pește dragon roșu cu 30% și poate crește saturația culorii corpului cu 45%. În schimb, într-o lumină albă, contracția celulelor pigmentare are ca rezultat o pierdere a culorii corpului.
2. Influența benzilor cheie asupra redării culorilor
Lumină roșie (620–750 nm): poate trece cu ușurință prin apă, poate excita celulele conice din retina peștilor și poate ajuta organismul să producă celule pigmentare roșii în derm. De exemplu, într-un mediu în care lumina roșie reprezintă mai mult de 60% din lumină, valoarea roșiei (a *) a peștilor papagal poate ajunge la +25, care este cu 60% mai mare decât în condiții de lumină naturală.
Lumină albastră (450–495 nm): nu are o influență directă puternică asupra culorii corpului, dar poate face ca solzii de pește să reflecte mai multă lumină. De exemplu, atunci când peștii fluorescenți sunt expuși la lumină albastră, intensitatea fluorescenței pe suprafața lor crește de 2 până la 3 ori, ceea ce le oferă un aspect unic.
Spectru complet (400–700 nm): imită lumina naturală și poate menține stabil ceasurile biologice ale peștilor. Studiile indică faptul că, în condiții de iluminare cu spectru complet, activitatea de alimentație a peștilor tropicali crește cu 25% față de condițiile de lumină monocromatică, iar rata metabolică crește cu 15%.
3. Efectul intensității luminii asupra pragului
Există o limită a cât de strălucitoare poate fi lumina pentru ca peștii să își schimbe culoarea. De exemplu, culoarea corpului peștelui dragon de aur devine plictisitoare atunci când intensitatea luminii este mai mică de 2000 de lux. Între 3000 și 5000 de lux, culoarea corpului devine mai închisă pe măsură ce intensitatea luminii crește. Dar când intensitatea luminii depășește 8000 de lux, celulele pigmentare se micșorează din cauza daunelor fotooxidative, ceea ce face ca culoarea să se estompeze.
2, Influența spectrelor asupra sintezei clorofilei la plantele acvatice
1. Modul în care pigmenții fotosintetici absorb lumina
Clorofila a/b înPlante acvatice LED cu spectru completabsoarbe cel mai bine lumina roșie (660nm) și lumina albastră (430nm), cu randamente cuantice de 0,85 și, respectiv, 0,82. Într-un mediu cu lumină albă, rata fotosintetică a plantelor acvatice crește cu 40%, iar conținutul lor de clorofilă crește cu 25%. Acest lucru se datorează faptului că raportul luminii roșii albastre este de 3:1.
2. Controlul morfologic al benzilor importante
Lumină roșie (620–750 nm): ajută florile să înflorească și tulpinile și frunzele să crească. Când lumina roșie reprezintă 70% din lumină, lungimea nodului tulpinii de iarbă coroană crește cu 30%, iar zona frunzelor crește cu 20%.
Lumina albastră (450–495 nm): oprește alungirea și face frunzele mai groase. Când au fost expuse la lumină albastră, frunzele plantelor acvatice au devenit cu 15% mai groase decât atunci când au fost expuse la lumină roșie, iar numărul de cloroplaste a crescut cu 25%.
Lumină verde (500–570 nm): poate trece cu ușurință prin apă murdară. Lumina verde poate ajunge de două ori mai adâncă decât lumina roșie în apă care este tulbure de 100 NTU. Adăugarea de lumină verde la apa tulbure poate crește eficiența fotosintetică a plantelor acvatice cu 15-20%.
3. Influența combinată a intensității luminii și a fotoperioadei
Pentru ca plantele acvatice să înflorească, fotoperioada (6–10 ore/zi) și intensitatea luminii (50–100 μ mol/m²/s) trebuie controlate împreună. De exemplu, rata de cultivare a perlelor micro-pitice a crescut cu 30% atunci când acestea se aflau într-un ciclu de lumină de 12 ore/întuneric de 12 ore, comparativ cu când se aflau într-un mediu de lumină constantă. Când intensitatea luminii este mai mică de 30 μ mol/m²/s, creșterea lor se oprește și devin galbene.
3, Mecanismul inhibitor competitiv al spectrelor asupra reproducerii algelor
1. Algele și plantele apoase concurează pentru lumină
Algele și plantele acvatice conțin același set de pigmenți care le ajută să facă fotosinteza, deși algele se adaptează mai bine la lumină. Experimentele au demonstrat că la o intensitate a luminii de 3000 de lux, rata fotosintetică a algelor verzi este de 1,8 ori mai mare decât cea a plantelor acvatice. Cu toate acestea, la intensități luminoase care depășesc 6000 de lux, plantele acvatice câștigă un avantaj competitiv prin creșterea numărului de cloroplaste, ceea ce duce la o reducere cu 40% a biomasei algelor.
2. Influența benzilor cheie asupra suprimării
Lumina roșie (620–750 nm) oprește sporii de alge verzi să crească. Într-o atmosferă cu mai mult de 50% lumină roșie, rata de germinare a sporilor de alge verzi scade cu 60%, iar rata de acumulare a biomasei scade cu 35%.
Lumina albastră (450–495 nm): descompune membranele celulelor algelor. Când lumina albastră lovește celulele algelor, membranele lor devin mai permeabile, ceea ce face ca substanțele chimice intracelulare să se scurgă și rata mortalității să crească cu 25%.
Lumina ultravioletă (280–400 nm) determină algele să le distrugă ADN-ul. Dovezile experimentale indică faptul că iradierea UVA (320-400nm) poate diminua activitatea sistemului fotosintetic II la alge cu 50%. Cu toate acestea, este important să ne amintim că lumina UV excesivă poate dăuna cloroplastelor plantelor acvatice.
3. Tehnica de echilibrare ecologică a reglării spectrale
Gestionarea dinamică a spectrului poate ajuta la menținerea echilibrului ecologic între alge și plantele acvatice. De exemplu, „iradierea cu impuls de lumină albastră” (450 nm, 10000 lux, 5 minute/oră) poate opri rapid reproducerea algelor în stadiile incipiente ale înfloririi algelor. În timpul perioadei de creștere viguroasă a plantelor acvatice, trecerea la „iluminare sinergică cu lumină roșie albastră” (660 nm: 450 nm=3:1) poate oferi plantelor acvatice un avantaj competitiv.
4, Utilizări practice ale planurilor de optimizare spectrală
1. Planifică pentru ca culorile peștilor să arate mai bine
Pentru Red Dragonfish și Parrotfish, utilizați un LED roșu de 660 nm la 60%. +450nm LED albastru (30%) + lumină albă cu spectru complet (10%), cu un interval de intensitate a luminii de 5000–6000 lux și 10 ore de lumină în fiecare zi.
Pește fluorescent: Sursa principală de lumină este lumină albastră de 450nm (70%), cu puțină lumină roșie de 660nm (20%) și lumină verde de 520nm (10%). Lumina este de 3000–4000 lux și este aprinsă timp de 8 ore pe zi.
2. Plan pentru îmbunătățirea creșterii plantelor acvatice
Iarba pozitivă (cum ar fi iarba Newton și fluturele roșu) are nevoie de lumină roșie de 660 nm (50%), lumină albastră de 450 nm (30%) și lumină roșie îndepărtată de 630 nm (20%). Intensitatea luminii ar trebui să fie de 80-100 μ mol/m²/s, iar iarba să aibă 10 ore de lumină în fiecare zi.
Iarba negativă (cum ar fi Iron Crown și Moss) este alcătuită în mare parte din lumină albă cu spectru complet-(70%), cu puțină lumină roșie de 660nm (20%) și lumină albastră de 450nm (10%). Are o intensitate a luminii de 30–50 μ mol/m²/s și primește 8 ore de lumină în fiecare zi.
3. Planificați cel mai bun mod de a controla algele
Pentru etapa de prevenire, utilizați „iluminare sinergică cu lumină roșie și albastră” (660nm: 450nm=3:1) cu o intensitate a luminii de 4000-5000 lux timp de 8 ore pe zi.
Etapa de guvernare: timp de 3 până la 5 zile, utilizați „iradierea cu impuls de lumină albastră” (450nm, 10000lux, 5 minute/oră) împreună cu „iradierea cu lumină roșie de intensitate{{5}înaltă” (660nm, 8000lux, 2 ore/zi continuă).
