一, Mechanizmus regulácie spektra na prejav farby tela rýb
1. Spôsob, akým pigmentové bunky reagujú na svetlo
Pigmentové bunky v derme, ako sú melanocyty, červené pigmentové bunky a žlté pigmentové bunky, a guanínové kryštály v epiderme rozhodujú o tom, akú farbu má telo ryby. Červené pigmentové bunky (ktoré majú karotenoidy) a žlté pigmentové bunky (ktoré majú sfenoidy) sú veľmi citlivé na spektrá. Výskum ukázal, že vystavenie 660nm červenému svetlu môže zväčšiť oblasť červených pigmentových buniek šupín ryby červeného draka o 30% a zvýšiť sýtosť farby tela o 45%. Naopak, pri nastavení bieleho svetla má kontrakcia pigmentových buniek za následok stratu farby tela.
2. Vplyv kľúčových pásiem na podanie farieb
Červené svetlo (620–750 nm): Môže ľahko prechádzať vodou, môže excitovať bunky kužeľa v sietnici rýb a môže pomôcť telu vytvoriť červené pigmentové bunky v derme. Napríklad v prostredí, kde červené svetlo tvorí viac ako 60 % svetla, môže hodnota sčervenania (a *) papagájových rýb dosiahnuť +25, čo je o 60 % viac ako v prirodzených svetelných podmienkach.
Modré svetlo (450–495 nm): Nemá silný priamy vplyv na farbu tela, ale môže spôsobiť, že šupiny rýb odrážajú viac svetla. Napríklad, keď sú fluorescenčné ryby vystavené modrému svetlu, intenzita fluorescencie na ich povrchu sa zvýši 2 až 3-krát, čo im dáva jedinečný vzhľad.
Celé spektrum (400–700 nm): napodobňuje prirodzené svetlo a dokáže udržať biologické hodiny rýb stabilné. Štúdie ukazujú, že pri plnospektrálnom osvetlení sa potravná aktivita tropických rýb zvýši o 25 % v porovnaní s monochromatickými svetelnými podmienkami a rýchlosť metabolizmu sa eskaluje o 15 %.
3. Vplyv intenzity svetla na prah
Existuje obmedzenie, aké jasné môže byť svetlo, aby ryby zmenili farbu. Napríklad farba tela zlatej dračí ryby sa stáva matnou, keď je intenzita svetla nižšia ako 2000 luxov. Medzi 3000 a 5000 luxmi sa farba tela stáva tmavšou, keď intenzita svetla stúpa. Keď však intenzita svetla presiahne 8 000 luxov, pigmentové bunky sa zmenšia v dôsledku fotooxidačného poškodenia, v dôsledku čoho farba vybledne.
2, Vplyv spektier na syntézu chlorofylu vo vodných rastlinách
1. Spôsob, akým fotosyntetické pigmenty absorbujú svetlo
Chlorofyl a/b vPlnospektrálne LED vodné rastlinynajlepšie absorbuje červené svetlo (660 nm) a modré svetlo (430 nm) s kvantovými výťažkami 0,85 a 0,82. V prostredí s bielym svetlom sa rýchlosť fotosyntézy vodných rastlín zvýši o 40 % a obsah chlorofylu v nich o 25 %. Je to preto, že pomer červeného a modrého svetla je 3:1.
2. Morfologické riadenie dôležitých pásiem
Červené svetlo (620–750 nm): pomáha kvitnúť kvety a rásť stonky a listy. Keď červené svetlo tvorí 70 % svetla, dĺžka stonkových uzlín sa zväčší o 30 % a listová plocha sa zväčší o 20 %.
Modré svetlo (450–495 nm): zastavuje predlžovanie a robí listy hrubšími. Keď boli vystavené modrému svetlu, listy vodných rastlín zhrubli o 15%, ako keď boli vystavené červenému svetlu, a počet chloroplastov sa zvýšil o 25%.
Zelené svetlo (500–570 nm): Ľahko prejde špinavou vodou. Zelené svetlo môže ísť dvakrát hlbšie ako červené svetlo vo vode, ktorá je tmavá 100 NTU. Pridanie zeleného svetla do kalnej vody môže zvýšiť fotosyntetickú účinnosť vodných rastlín o 15–20 %.
3. Kombinovaný vplyv intenzity svetla a fotoperiódy
Aby sa vodným rastlinám darilo, je potrebné súčasne kontrolovať fotoperiódu (6–10 hodín/deň) a intenzitu svetla (50–100 μmol/m²/s). Napríklad miera odnožovania mikro trpasličích perál sa zvýšila o 30 %, keď boli v 12-hodinovom cykle svetlo/12-hodinová tma v porovnaní s tým, keď boli v prostredí s konštantným svetlom. Keď je intenzita svetla menšia ako 30 μmol/m²/s, ich rast sa zastaví a zožltnú.
3, Kompetitívny inhibičný mechanizmus spektier na reprodukciu rias
1. Riasy a vodné rastliny súťažia o svetlo
Riasy a vodné rastliny obsahujú rovnakú sadu pigmentov, ktoré im pomáhajú pri fotosyntéze, hoci riasy sa lepšie prispôsobujú svetlu. Experimenty ukázali, že pri intenzite svetla 3000 luxov je rýchlosť fotosyntézy zelených rias 1,8-krát vyššia ako u vodných rastlín. Pri intenzite svetla presahujúcej 6000 luxov však vodné rastliny získavajú konkurenčnú výhodu zvýšením počtu chloroplastov, čo vedie k 40 % zníženiu biomasy rias.
2. Vplyv kľúčových pásiem na potlačenie
Červené svetlo (620–750 nm) zastavuje rast spór zelených rias. V atmosfére s viac ako 50 % červeného svetla klesá rýchlosť klíčenia spór zelených rias o 60 % a miera tvorby biomasy klesá o 35 %.
Modré svetlo (450–495 nm): rozkladá membrány buniek rias. Keď modré svetlo zasiahne bunky rias, ich membrány sa stanú priepustnejšie, čo spôsobí únik vnútrobunkových chemikálií a úmrtnosť sa zvýši o 25 %.
Ultrafialové svetlo (280–400 nm) spôsobuje, že riasy zničia svoju DNA. Experimentálne dôkazy naznačujú, že ožarovanie UVA (320-400 nm) môže znížiť aktivitu fotosyntetického systému II v riasach o 50 %. Je však dôležité si uvedomiť, že nadmerné UV žiarenie môže poškodiť chloroplasty vodných rastlín.
3. Technika ekologického vyvažovania spektrálnej regulácie
Dynamické riadenie spektra môže pomôcť udržať ekologickú rovnováhu medzi riasami a vodnými rastlinami. Napríklad „pulzné ožarovanie modrým svetlom“ (450 nm, 10 000 luxov, 5 minút/hodinu) môže rýchlo zastaviť reprodukciu rias v skorých štádiách kvitnutia rias. Počas obdobia intenzívneho rastu vodných rastlín môže prechod na „synergické osvetlenie červeného modrého svetla“ (660nm: 450nm=3:1) poskytnúť vodným rastlinám konkurenčnú výhodu.
4, Praktické využitie plánov spektrálnej optimalizácie
1. Plán, aby farby rýb vyzerali lepšie
Pre Red Dragonfish a Parrotfish použite 660nm červenú LED pri 60%. +450nm modrej LED (30%) + biele svetlo s plným spektrom (10%), s rozsahom intenzity svetla 5000 – 6000 luxov a 10 hodinami svetla každý deň.
Fluorescenčné ryby: Hlavným zdrojom svetla je 450nm modré svetlo (70%), s malým množstvom 660nm červeného svetla (20%) a 520nm zeleného svetla (10%). Svetlo je 3000–4000 luxov a svieti 8 hodín denne.
2. Plán na zlepšenie rastu vodných rastlín
Pozitívna tráva (ako Newtonova tráva a červený motýľ) potrebuje 660nm červené svetlo (50%), 450nm modré svetlo (30%) a 630nm vzdialené červené svetlo (20%). Intenzita svetla by mala byť 80-100 μmol/m²/s a tráva by mala mať 10 hodín svetla každý deň.
Negatívna tráva (ako Iron Crown a Moss) sa väčšinou skladá z-bieleho svetla s plným spektrom (70 %), s trochou 660nm červeného svetla (20 %) a 450nm modrého svetla (10 %). Má intenzitu svetla 30–50 μmol/m²/s a dostane 8 hodín svetla každý deň.
3. Naplánujte si najlepší spôsob kontroly rias
Vo fáze prevencie používajte „červené modré svetlo synergické osvetlenie“ (660nm: 450nm=3:1) s intenzitou svetla 4000 – 5000 luxov počas 8 hodín denne.
Fáza riadenia: Počas 3 až 5 dní používajte „pulzné ožarovanie modrým svetlom“ (450 nm, 10 000 luxov, 5 minút/hodinu) spolu s „vysokou{5}}intenzitou ožarovania červeným svetlom“ (660 nm, 8 000 luxov, nepretržite 2 hodiny/deň).
