一,Biologický základ spektrálneho vplyvu na rast rýb.
Rozdiel v typoch buniek kužeľa a tyčiniek v sietnici rýb určuje ich spektrálnu citlivosť. Napríklad pstruh dúhový má vo svojej sietnici štyri typy kužeľových buniek s maximálnymi vlnovými dĺžkami 420 nm, 455 nm, 530 nm a 570 nm. Po metamorfóze sú sietnice kambaly mláďat oveľa citlivejšie na 480nm modré svetlo. Táto evolučná flexibilita umožňuje rybám rozvíjať preferencie pre určité spektrá, čo zase mení, ako dobre jedia a ako využívajú svoju energiu.
TheNajlepšie LED osvetlenie akvária pre rastlinyspektrum riadi cirkadiánny rytmus pomocou osi melatonínu epifýzy. To zase mení hladiny rastového hormónu (GH) a inzulínu -podobného rastového faktora (IGF-I). Experimenty ukázali, že modré svetlo (450-490nm) môže potlačiť produkciu melatonínu v epifýze lososa atlantického, predĺžiť trvanie denného kŕmenia a zvýšiť špecifickú rýchlosť rastu (SGR) o 12 % -15 %. Okrem toho zelené svetlo (520-560nm) stimuluje retinálnu hypotalamickú dráhu, čo vedie k trojnásobnému zvýšeniu expresie IGF-I mRNA v juvenilnej kambale a priamo k uľahčeniu syntézy proteínov.
2, Pohľad na to, ako rast ovplyvňuje kľúčové spektrálne pásma
1. Modré svetlo (450–490 nm): efekt dvojitého-meča
Podpora rastu: Pri chove sumcov neustále vystavovanie modrému svetlu zvyšuje denný prírastok hmotnosti o 18 % a znižuje účinnosť krmiva o 0,2. Deje sa tak preto, že modré svetlo aktivuje gangliové bunky sietnice, stimuluje centrum výživy hypotalamu prostredníctvom glutamátergickej dráhy a zvyšuje aktivitu žalúdočnej proteázy o 25 %.
Riziko stresu: Modré svetlo spôsobuje zvýšenie hladiny kortizolu u pstruha dúhového o 40 % a zvýšenie hladiny serotonínu v mozgu trojnásobne. To spôsobí, že pečeň presunie príliš veľa lipidov, čo zastaví rast. Tento protichodný jav vyplýva zo zvýšenej citlivosti kužeľových buniek SWS2 v sietnici pstruha dúhového na modré svetlo, čo vedie k neuroendokrinným abnormalitám.
2. Zelené svetlo (520–560 nm): špecialista na optimalizáciu metabolizmu
Energetické využitie: Zelené svetlo zapína komplex mitochondriálneho dýchacieho reťazca IV, ktorý zvyšuje obsah ATP vo svaloch kapra zlatého o 22 % a znižuje množstvo vylučovaného amoniakálneho dusíka o 15 %. To výrazne zlepšuje účinnosť premeny energie krmiva na energiu svalov.
Imunitná regulácia: Ožarovanie zeleným svetlom zvyšuje aktivitu lyzozýmu (LZM) o 40 % a znižuje expresiu proteínu tepelného šoku 70 (HSP70) o 35 % počas obdobia metamorfózy kambaly. To pomáha rastu tým, že znižuje negatívne účinky environmentálneho stresu.
3. Červené svetlo (620–680 nm): spôsob, ako dosiahnuť rovnováhu medzi rastom a reprodukciou
Vývoj pohlavných žliaz: Červené svetlo prechádza cez sietnicu hypofýzovou gonádovou osou, čo skracuje čas potrebný na dozrievanie pohlavných žliaz drahokamového modrého o 20 dní a zvyšuje produkciu vajíčok o 35 %. Ale ak sú ostrieže Yellow River vystavené červenému svetlu po dlhú dobu, môže to vyčerpať zásoby vitamínu A v pečeni, čo môže spôsobiť degeneráciu sietnice a 10% pokles rýchlosti rastu.
Rast svalov: Červené svetlo spúšťa dráhu mTOR v rýchlych svalových vláknach pstruha dúhového, vďaka čomu sú o 18 % hrubšie. Potrebuje však fotoperiódu 18L:6D, aby sa zásoby energie nevyčerpali príliš rýchlo.
4. Plné-spektrálne biele svetlo: stabilizačná úloha
Celospektrálne biele svetlo udržuje mieru prežitia chňapalu zlatého nad 92 % počas ich rastu. Rýchlosť rastu je o niečo nižšia ako u skupiny monochromatických svetiel, ale výrazne znižuje mieru deformácie (z 8 % na 2 %). Jeho výhodou je napodobňovanie prirodzeného svetla, udržiavanie konzistentných fyziologických rytmov rýb a zníženie rizika chorôb súvisiacich so stresom-.
3, Ako používať stratégiu spektrálnej optimalizácie v reálnom živote
1. Regulácia životného cyklu po častiach
Dospievajúci roky: Fotoperióda 16L:8D a 520nm zelené svetlo (500lux) sa používajú na pomoc pri raste tráviaceho systému. To má za následok priemerný denný prírastok hmotnosti 0,8 g pre mladé kambaly.
Obdobie oplodnenia: Prechod na 470nm modré svetlo (300lux) zvyšuje aktivitu pri jedle, ale ponechanie zeleného svetla na 2 hodiny denne zrýchľuje metabolizmus, znižuje mieru konverzie krmiva pstruha dúhového na 1. 1. Obdobie rozmnožovania: Vystavenie lososa atlantického červenému svetlu (660nm) a modrému svetlu (450nm) zvyšuje produkciu vajec o 4 % každý deň na 12 hodín a každý deň zvyšuje produkciu vajec o 4 %. 85 %.
2. Protokoly, ktoré sú vlastné každému druhu
Ako príklad adaptácie na hlboké more používa kambala modré svetlo 480 nm (intenzita 200 luxov) na podporu bentického správania a impulzy zeleného svetla na podporu kŕmenia, čo skracuje ich rastový cyklus o 15 %.
Pre typy plávania na hladine, ako je chňapal zlatý, môže použitie 550nm zeleného svetla (intenzita 800 luxov) po celú dobu udržať vývojový výkon na najvyššej úrovni a zastaviť stresové reakcie spôsobené modrým svetlom.
Tilapia nílska a iné všežravé ryby rastú o 20 % rýchlejšie a ich svaly vyzerajú lepšie, keď sú vystavené striedavému červenému svetlu (630 nm) a bielemu svetlu (14L: 10D).
3. Nové nápady na integráciu technológie
Dynamická metóda riadenia pre LED: IoT zariadenia, ktoré monitorujú údaje o kvalite vody v reálnom čase a automaticky menia spektrálne kombinácie. Systém sa napríklad zmení na zelenú, keď hladina rozpusteného kyslíka klesne pod 5 mg/l. To spomaľuje metabolizmus rýb a znižuje ich spotrebu kyslíka.
Synergia kŕmenia spektra: Kŕmenie pstruhov dúhových v modrom svetle krmivom s vysokým obsahom nenasýtených mastných kyselín môže zvýšiť obsah DHA v ich svaloch o 30 % a zároveň znížiť oxidačné poškodenie spôsobené modrým svetlom.
