一, Fundamentul biologic al influenței spectrale asupra creșterii peștilor.
Diferența dintre tipurile de celule de con și tije din retina peștilor dictează sensibilitatea spectrală a acestora. De exemplu, păstrăvul curcubeu are patru tipuri de celule conice în retinele lor, cu lungimi de undă maxime de 420 nm, 455 nm, 530 nm și 570 nm. După metamorfoză, retinele puietului de calcan sunt mult mai sensibile la lumina albastră de 480 nm. Această flexibilitate evolutivă le permite peștilor să dezvolte preferințe pentru anumite spectre, care la rândul lor schimbă cât de bine mănâncă și modul în care își folosesc energia.
TheCel mai bun iluminat LED pentru acvariu pentru plantespectrul controlează ritmul circadian utilizând axa melatoninei glandei pineale. Aceasta, la rândul său, modifică nivelul hormonului de creștere (GH) și al factorului de creștere asemănător insulinei-(IGF-I). Experimentele au demonstrat că lumina albastră (450-490nm) poate suprima producția de melatonină în glanda pineală a somonului de Atlantic, poate prelungi durata hrănirii în timpul zilei și poate crește rata de creștere specifică (SGR) cu 12% -15%. În plus, lumina verde (520-560nm) stimulează calea hipotalamică retiniană, rezultând o creștere de trei ori a expresiei ARNm IGF-I la calcanul juvenil și facilitând direct sinteza proteinelor.
2, O privire asupra modului în care creșterea afectează benzile spectrale cheie
1. Lumină albastră (450–490 nm): efect de sabie cu două-tăisuri
Promovarea creșterii: în creșterea somnului, expunerea continuă la lumină albastră crește creșterea zilnică în greutate cu 18% și scade eficiența furajului cu 0,2. Acest lucru se întâmplă deoarece lumina albastră activează celulele ganglionare retiniene, stimulează centrul de hrănire hipotalamic prin calea glutamatergică și crește activitatea proteazei gastrice cu 25%.
Risc de stres: Lumina albastră face ca nivelul de cortizol al păstrăvului curcubeu să crească cu 40% și nivelul de serotonină din creier să crească de 3 ori. Acest lucru face ca ficatul să miște prea multe lipide, ceea ce oprește creșterea. Acest fenomen contradictoriu apare din sensibilitatea crescută a celulelor conului SWS2 din retina păstrăvului curcubeu la lumina albastră, rezultând anomalii neuroendocrine.
2. Lumină verde (520–560 nm): specialist în optimizarea metabolismului
Utilizarea energiei: Lumina verde activează complexul IV al lanțului respirator mitocondrial, care crește conținutul de ATP din mușchii crapului auriu cu 22% și scade cantitatea de azot amoniacal excretat cu 15%. Acest lucru îmbunătățește considerabil eficiența conversiei energiei furajului în energie musculară.
Reglarea imunității: iradierea cu lumină verde crește activitatea lizozimului (LZM) cu 40% și scade expresia proteinei de șoc termic 70 (HSP70) cu 35% în timpul perioadei de metamorfoză a calcanului. Acest lucru ajută la creșterea prin reducerea efectelor negative ale stresului de mediu.
3. Lumină roșie (620–680 nm): o modalitate de a echilibra creșterea și reproducerea
Dezvoltarea gonadelor: Lumina roșie trece prin axa gonadală pituitară a retinei, ceea ce scurtează timpul necesar pentru maturizarea gonadelor robicei albastre cu 20 de zile și crește producția de ouă cu 35%. Dar dacă bibanul râului Galben este expus la lumină roșie pentru o lungă perioadă de timp, s-ar putea epuiza rezervele de vitamina A ale ficatului, ceea ce poate provoca degenerarea retinei și o scădere cu 10% a ratei de creștere.
Creșterea musculară: Lumina roșie declanșează calea mTOR în fibrele musculare rapide ale păstrăvului curcubeu, făcându-le cu 18% mai groase. Cu toate acestea, are nevoie de o fotoperioadă de 18L: 6D pentru a împiedica sursele de energie să se epuizeze prea repede.
4. Lumină albă cu spectru complet-: rol stabilizator
Lumina albă cu spectru complet menține rata de supraviețuire a snapperului auriu peste 92% în timpul creșterii lor. Rata de creștere este puțin mai mică decât cea a grupului de lumină monocromatică, dar reduce rata deformării cu mult (de la 8% la 2%). Are avantajul de a imita lumina naturală, de a menține ritmurile fiziologice ale peștilor consistente și de a reduce riscul de boli legate de stres-.
3, Cum să utilizați strategia de optimizare spectrală în viața reală
1. Reglarea ciclului de viață în părți
Anii adolescenței: O fotoperioadă 16L:8D și lumină verde de 520 nm (500 lux) sunt folosite pentru a ajuta sistemul digestiv să se dezvolte. Acest lucru are ca rezultat o creștere medie zilnică în greutate de 0,8 g pentru calcanul tânăr.
Perioada de fertilizare: Trecerea la lumina albastră de 470 nm (300 lux) crește activitatea alimentară, dar menținerea luminii verde aprinsă timp de 2 ore pe zi accelerează metabolismul, scăzând rata de conversie a furajului păstrăvului curcubeu la 1. 1. Perioada de reproducere: Expunerea somonului de Atlantic la lumină roșie (660 nm) și la lumină albastră (450 nm de ore pe zi) menține producția de ouă de 402 nm în fiecare zi pentru 402% de ouă. rata de fertilizare peste 85%.
2. Protocoale care sunt specifice fiecărei specii
Ca exemplu de adaptare la adâncime, calcanul folosește lumină albastră de 480 nm (intensitate de 200 lux) pentru a încuraja comportamentul bentonic și impulsuri de lumină verde pentru a încuraja hrănirea, ceea ce le scurtează ciclul de creștere cu 15%.
Pentru tipurile de înot de suprafață, cum ar fi snapperul auriu, utilizarea luminii verde de 550 nm (intensitate de 800 lux) tot timpul poate menține performanța de dezvoltare la cel mai bun nivel și poate opri răspunsurile la stres cauzate de lumina albastră.
Tilapia de Nil și alți pești omnivori cresc cu 20% mai repede, iar mușchii lor arată mai bine atunci când sunt expuși la lumină roșie (630nm) și la lumină albă (14L: 10D).
3. Noi idei pentru integrarea tehnologiei
Metodă de control dinamic pentru LED-uri: dispozitive IoT care monitorizează datele despre calitatea apei în timp real și modifică automat combinațiile spectrale. De exemplu, sistemul devine verde atunci când nivelul de oxigen dizolvat scade sub 5 mg/L. Acest lucru încetinește metabolismul peștilor și scade consumul de oxigen al acestora.
Sinergia spectrului de hrană: Hrănirea cu hrană bogată în acizi grași nesaturați la păstrăvul curcubeu în lumină albastră poate crește conținutul de DHA din mușchii acestora cu 30%, reducând în același timp daunele oxidative cauzate de lumina albastră.
