一, A spektrum szabályozási mechanizmusa a hal testszínének megnyilvánulására
1. A pigmentsejtek fényre adott reakciója
A bőrben lévő pigmentsejtek, mint például a melanociták, a vörös pigmentsejtek és a sárga pigmentsejtek, valamint az epidermiszben található guaninkristályok határozzák meg, hogy milyen színű a hal teste. A vörös pigmentsejtek (amelyek karotinoidokat tartalmaznak) és a sárga pigmentsejtek (amelyek spenoidokat tartalmaznak) nagyon érzékenyek a spektrumokra. A kutatások kimutatták, hogy a 660 nm-es vörös fénynek való kitettség 30%-kal növelheti a vörös sárkányhal pikkelyeinek vörös pigmentsejtjeit, és 45%-kal javíthatja a test színtelítettségét. Ezzel szemben fehér fényben a pigmentsejtek összehúzódása a test színének elvesztését eredményezi.
2. A billentyűsávok hatása a színvisszaadásra
Vörös fény (620-750 nm): Könnyen áthatol a vízen, gerjesztheti a halak retinájában található kúpsejteket, és segítheti a szervezetet vörös pigmentsejtek előállításában a dermiszben. Például egy olyan környezetben, ahol a vörös fény a fény több mint 60%-át teszi ki, a papagájhal vörösségi értéke (a *) elérheti a +25 értéket, ami 60%-kal nagyobb, mint természetes fényviszonyok között.
Kék fény (450-495 nm): A test színét közvetlenül nem befolyásolja, de a halpikkelyeket több fényt képes visszaverni. Például, ha a fluoreszkáló halakat kék fény éri, a felületükön a fluoreszcencia intenzitása 2-3-szorosára nő, ami egyedi megjelenést kölcsönöz nekik.
Teljes spektrum (400–700 nm): utánozza a természetes fényt, és stabilan tudja tartani a halak biológiai óráját. A tanulmányok azt mutatják, hogy teljes spektrumú megvilágítás mellett a trópusi halak étkezési aktivitása 25%-kal nő a monokromatikus fényviszonyokhoz képest, és az anyagcsere sebessége 15%-kal emelkedik.
3. A fényintenzitás hatása a küszöbre
A halak színének megváltoztatásához a fény erőssége korlátozott. Például az arany sárkányhal testszíne elhalványul, ha a fény intenzitása kisebb, mint 2000 lux. 3000 és 5000 lux között a test színe a fényintenzitás növekedésével sötétebb lesz. De amikor a fény intenzitása 8000 lux fölé megy, a pigmentsejtek a fotooxidatív károsodás miatt összezsugorodnak, ami a színt elhalványítja.
2, A spektrumok hatása a klorofill szintézisére vízi növényekben
1. A fotoszintetikus pigmentek fényelnyelési módja
Klorofil a/b inTeljes spektrumú LED vízinövényeka vörös fényt (660 nm) és a kék fényt (430 nm) nyeli el a legjobban, a kvantumhozam 0,85, illetve 0,82. Fehér fényű környezetben a vízinövények fotoszintetikus sebessége 40%-kal, klorofilltartalmuk pedig 25%-kal nő. Ez azért van, mert a vörös kék fény aránya 3:1.
2. Fontos sávok morfológiai kontrollja
Vörös fény (620–750 nm): elősegíti a virágok virágzását, valamint a szárak és levelek növekedését. Ha a vörös fény a fény 70%-át teszi ki, a Crown Grass szárcsomó-hossza 30%-kal, a levelek területe pedig 20%-kal nő.
Kék fény (450–495 nm): megállítja a megnyúlást és vastagabbá teszi a leveleket. Kék fény hatására a vízinövények levelei 15%-kal vastagabbak lettek, mint vörös fény hatására, a kloroplasztiszok száma pedig 25%-kal nőtt.
Zöld fény (500–570 nm): Könnyen áthatol a piszkos vízen. A zöld fény kétszer olyan mélyre hathat, mint a vörös fény a 100 NTU zavaros vízben. Ha zöld fényt adunk a zavaros vízhez, az 15-20%-kal növelheti a vízi növények fotoszintetikus hatékonyságát.
3. A fényintenzitás és a fotoperiódus együttes hatása
A vízi növények virágzásához a fényperiódus (6-10 óra/nap) és a fényintenzitás (50-100 μmol/m²/s) együttes szabályozása szükséges. Például a mikrotörpegyöngyök száradási aránya 30%-kal nőtt, amikor 12 órás világos/12 órás sötét ciklusban voltak, ahhoz képest, amikor állandó fényes környezetben voltak. Ha a fény intenzitása kisebb, mint 30 μmol/m²/s, növekedésük leáll, és sárgává válnak.
3, A spektrumok kompetitív gátló mechanizmusa az algák szaporodására
1. Az algák és a vizes növények versengenek a fényért
Az algák és a vízi növények ugyanazt a pigmentkészletet tartalmazzák, amelyek elősegítik a fotoszintetizálást, bár az algák jobban alkalmazkodnak a fényhez. A kísérletek kimutatták, hogy 3000 lux fényintenzitás mellett a zöld algák fotoszintetikus sebessége 1,8-szor nagyobb, mint a vízi növényeké. A 6000 luxot meghaladó fényintenzitás mellett azonban a vízi növények versenyelőnyre tesznek szert a kloroplasztiszok számának növelésével, ami 40%-kal csökkenti az algák biomasszáját.
2. A billentyűsávok hatása az elnyomásra
A vörös fény (620-750 nm) megakadályozza a zöld alga spórák növekedését. Az 50%-ot meghaladó vörös fényű légkörben a zöldalga spórák csírázási sebessége 60%-kal, a biomassza felhalmozódása pedig 35%-kal csökken.
Kék fény (450-495 nm): lebontja az algasejtek membránját. Amikor kék fény éri az algasejteket, membránjaik áteresztőbbé válnak, ami az intracelluláris vegyi anyagok kiszivárgását és a halálozási arány 25%-os növekedését okozza.
Az ultraibolya fény (280-400 nm) hatására az algák elpusztítják DNS-üket. A kísérleti bizonyítékok azt mutatják, hogy az UVA (320-400 nm) besugárzás 50%-kal csökkentheti a II. fotoszintetikus rendszer aktivitását algákban. Fontos azonban megjegyezni, hogy a túlzott UV-fény károsíthatja a vízinövények kloroplasztiszait.
3. A spektrális szabályozás ökológiai kiegyensúlyozó technikája
A dinamikus spektrumkezelés segíthet fenntartani az algák és a vízi növények közötti ökológiai egyensúlyt. Például a "kék fényimpulzus-besugárzás" (450 nm, 10000 lux, 5 perc/óra) gyorsan megállíthatja az algák szaporodását az algavirágzás korai szakaszában. A vízinövények erőteljes növekedési időszakában a "piros kék fény szinergikus világításra" (660 nm: 450 nm=3:1) való átállás versenyelőnyt biztosíthat a vízi növények számára.
4, Spektrális optimalizálási tervek gyakorlati felhasználása
1. Tervezze meg a halszínek szebb kinézetét
Red Dragonfish és Parrotfish esetében használjon 660 nm-es vörös LED-et 60%. +450nm kék LED-del (30%) + teljes spektrumú fehér fény (10%), 5000–6000 lux fényintenzitás-tartományban és napi 10 óra fényben.
Fluoreszkáló halak: A fő fényforrás 450 nm-es kék fény (70%), kevés 660 nm-es vörös fény (20%) és 520 nm-es zöld fény (10%). A lámpa 3000-4000 lux, és napi 8 órán keresztül világít.
2. Tervezze meg a vízinövények növekedésének javítását
A pozitív fűhöz (mint a Newton fű és a vörös pillangó) 660 nm-es vörös fényre (50%), 450 nm-es kék fényre (30%) és 630 nm-es távoli vörös fényre (20%) van szüksége. A fény intenzitása 80-100 μmol/m²/s legyen, és a fűnek napi 10 óra fényt kell biztosítania.
A negatív fű (mint például a vaskorona és a moha) többnyire teljes -spektrumú fehér fényből (70%) áll, kevés 660 nm-es vörös fényből (20%) és 450 nm-es kék fényből (10%). Fényintenzitása 30–50 μmol/m²/s, és naponta 8 óra fényt kap.
3. Tervezze meg az algák elleni védekezés legjobb módját
A megelőzési szakaszban használjon "piros kék fény szinergikus világítást" (660nm: 450nm=3:1) 4000-5000 lux fényerősséggel napi 8 órán keresztül.
Irányítási szakasz: 3–5 napig használjon „kék fényimpulzus-besugárzást” (450 nm, 10000 lux, 5 perc/óra) a „nagy-intenzitású vörös fénnyel történő besugárzással” (660 nm, 8000 lux, folyamatos 2 óra/nap) együtt.
