一, el mecanisme de regulació de l'espectre sobre la manifestació del color del cos del peix
1. La manera com les cèl·lules pigmentàries responen a la llum
Les cèl·lules pigmentàries de la dermis, com els melanòcits, les cèl·lules pigmentàries vermelles i les cèl·lules pigmentàries grogues, i els cristalls de guanina de l'epidermis decideixen de quin color és el cos del peix. Les cèl·lules pigmentàries vermelles (que tenen carotenoides) i les cèl·lules pigmentàries grogues (que tenen esfenoides) són molt sensibles als espectres. La investigació ha demostrat que l'exposició a la llum vermella de 660 nm pot augmentar l'àrea de cèl·lules de pigment vermell de les escates de peix drac vermell en un 30% i millorar la saturació del color corporal en un 45%. Per contra, en un entorn de llum blanca, la contracció de les cèl·lules pigmentàries provoca una pèrdua de color corporal.
2. La influència de les bandes clau en la representació del color
Llum vermella (620–750 nm): pot passar fàcilment per l'aigua, pot excitar les cèl·lules del con de la retina dels peixos i pot ajudar el cos a produir cèl·lules de pigment vermell a la dermis. Per exemple, en un entorn on la llum vermella representa més del 60% de la llum, el valor de vermellor (a *) dels peixos lloro pot arribar a +25, que és un 60% més gran que en condicions de llum natural.
Llum blava (450–495 nm): no té una gran influència directa en el color del cos, però pot fer que les escates de peix reflecteixin més llum. Per exemple, quan els peixos fluorescents estan exposats a la llum blava, la intensitat de fluorescència a la seva superfície augmenta de 2 a 3 vegades, cosa que els dóna un aspecte únic.
Espectre complet (400–700 nm): imita la llum natural i pot mantenir estables els rellotges biològics dels peixos. Els estudis indiquen que amb il·luminació d'espectre complet, l'activitat alimentaria dels peixos tropicals augmenta un 25% en relació amb les condicions de llum monocromàtica i la taxa metabòlica augmenta un 15%.
3. L'efecte de la intensitat de la llum sobre el llindar
Hi ha un límit a la brillantor que pot ser la llum perquè els peixos canviïn de color. Per exemple, el color del cos del peix drac daurat es torna avorrit quan la intensitat de la llum és inferior a 2000 lux. Entre 3000 i 5000 lux, el color del cos es torna més fosc a mesura que augmenta la intensitat de la llum. Però quan la intensitat de la llum supera els 8000 lux, les cèl·lules pigmentàries es redueixen a causa del dany fotooxidant, que fa que el color s'esvaeix.
2, La influència dels espectres en la síntesi de clorofil·la en plantes aquàtiques
1. La manera com els pigments fotosintètics absorbeixen la llum
Clorofil·la a/b enPlantes aquàtiques LED d'espectre completabsorbeix millor la llum vermella (660 nm) i la llum blava (430 nm), amb rendiments quàntics de 0,85 i 0,82, respectivament. En un entorn amb llum blanca, la taxa fotosintètica de les plantes aquàtiques augmenta un 40% i el seu contingut de clorofil·la augmenta un 25%. Això es deu al fet que la proporció de llum blava vermella és de 3:1.
2. Control morfològic de bandes importants
Llum vermella (620–750 nm): ajuda a florir les flors i a créixer les tiges i les fulles. Quan la llum vermella representa el 70% de la llum, la longitud del node de la tija de Crown Grass creix un 30% i l'àrea de les fulles creix un 20%.
Llum blava (450–495 nm): atura l'allargament i fa que les fulles siguin més gruixudes. Quan es van exposar a la llum blava, les fulles de les plantes aquàtiques es van fer un 15% més gruixudes que quan estaven exposades a la llum vermella, i el nombre de cloroplasts va augmentar un 25%.
Llum verda (500–570 nm): pot passar fàcilment per aigua bruta. La llum verda pot ser el doble de profunda que la llum vermella a l'aigua que és tèrbola a 100 NTU. Afegir llum verda a l'aigua tèrbola pot augmentar l'eficiència fotosintètica de les plantes aquàtiques en un 15-20%.
3. La influència combinada de la intensitat de la llum i el fotoperíode
Perquè les plantes aquàtiques floreixin, el fotoperíode (6-10 hores/dia) i la intensitat de la llum (50-100 μ mol/m²/s) s'han de controlar conjuntament. Per exemple, la taxa de llaurament de les microperles nanes va augmentar un 30% quan estaven en un cicle de 12 hores de llum/12 hores de foscor en comparació amb quan estaven en un entorn de llum constant. Quan la intensitat de la llum és inferior a 30 μ mol/m²/s, el seu creixement s'atura i es tornen grogues.
3, el mecanisme inhibidor competitiu dels espectres sobre la reproducció d'algues
1. Les algues i les plantes aquoses competeixen per la llum
Les algues i les plantes aquàtiques contenen el mateix conjunt de pigments que les ajuden a fer la fotosíntesi, encara que les algues s'adapten millor a la llum. Els experiments han demostrat que a una intensitat de llum de 3000 lux, la taxa fotosintètica de les algues verdes és 1,8 vegades més gran que la de les plantes aquàtiques. No obstant això, a intensitats de llum que superen els 6000 lux, les plantes aquàtiques aconsegueixen un avantatge competitiu augmentant el nombre de cloroplasts, donant lloc a una reducció del 40% de la biomassa d'algues.
2. La influència de les bandes clau en la supressió
La llum vermella (620–750 nm) impedeix que les espores d'algues verdes creixin. En una atmosfera amb més del 50% de llum vermella, la taxa de germinació de les espores d'algues verdes disminueix un 60% i la taxa d'acumulació de biomassa es redueix un 35%.
Llum blava (450–495 nm): trenca les membranes de les cèl·lules d'algues. Quan la llum blava arriba a les cèl·lules d'algues, les seves membranes es tornen més permeables, la qual cosa fa que els productes químics intracel·lulars surtin i la taxa de mortalitat augmenti un 25%.
La llum ultraviolada (280–400 nm) fa que les algues destrueixin el seu ADN. Les proves experimentals indiquen que la irradiació UVA (320-400 nm) pot disminuir l'activitat del sistema fotosintètic II a les algues en un 50%. Tanmateix, és important recordar que l'excés de llum UV pot danyar els cloroplasts de les plantes aquàtiques.
3. La tècnica d'equilibri ecològic de la regulació espectral
La gestió dinàmica de l'espectre pot ajudar a mantenir l'equilibri ecològic entre les algues i les plantes aquàtiques. Per exemple, la "irradiació de pols de llum blava" (450 nm, 10000 lux, 5 minuts/hora) pot impedir ràpidament que les algues es reprodueixin en les primeres etapes de les floracions d'algues. Durant el període de creixement vigorós de les plantes aquàtiques, canviar a la "il·luminació sinèrgica de llum blava vermella" (660 nm: 450 nm=3:1) pot donar a les plantes aquàtiques un avantatge competitiu.
4, usos pràctics dels plans d'optimització espectral
1. Planifiqueu que els colors dels peixos es vegin millor
Per a Red Dragonfish i Parrotfish, utilitzeu un LED vermell de 660 nm a un LED blau de 60 %. +450nm (30%) + llum blanca d'espectre complet (10%), amb un rang d'intensitat de llum de 5000 a 6000 lux i 10 hores de llum cada dia.
Peixos fluorescents: la font de llum principal és una llum blava de 450 nm (70%), amb una mica de llum vermella de 660 nm (20%) i llum verda de 520 nm (10%). La llum és de 3000-4000 lux i està encès durant 8 hores al dia.
2. Pla de millora del creixement de les plantes aquàtiques
L'herba positiva (com l'herba de Newton i la papallona vermella) necessita llum vermella de 660 nm (50%), llum blava de 450 nm (30%) i llum vermella llunyana de 630 nm (20%). La intensitat de la llum ha de ser de 80-100 μ mol/m²/s, i l'herba ha de tenir 10 hores de llum cada dia.
L'herba negativa (com la corona de ferro i la molsa) es compon principalment de llum blanca d'-espectre complet (70%), amb una mica de llum vermella de 660 nm (20%) i llum blava de 450 nm (10%). Té una intensitat de llum de 30-50 μ mol/m²/s i rep 8 hores de llum cada dia.
3. Planifica la millor manera de controlar les algues
Per a l'etapa de prevenció, utilitzeu "il·luminació sinèrgica de llum blava vermella" (660 nm: 450 nm=3:1) amb una intensitat de llum de 4000-5000 lux durant 8 hores al dia.
Etapa de govern: durant 3 a 5 dies, utilitzeu "irradiació de pols de llum blava" (450nm, 10000lux, 5 minuts/hora) juntament amb "irradiació de llum vermella d'alta intensitat{{5}" (660nm, 8000lux, 2 hores/dia contínues).
