一,Il meccanismo di regolazione dello spettro sulla manifestazione del colore del corpo dei pesci
1. Il modo in cui le cellule del pigmento rispondono alla luce
Le cellule del pigmento nel derma, come i melanociti, le cellule del pigmento rosso e il giallo, e i cristalli di guanina nell'epidermide, decidono di che colore è il corpo del pesce. Le cellule del pigmento rosso (che hanno carotenoidi) e le cellule del pigmento giallo (che hanno sfenoidi) sono molto sensibili agli spettri. La ricerca ha dimostrato che l'esposizione alla luce rossa a 660 nm può aumentare l'area delle cellule pigmentate rosse delle scaglie del pesce drago rosso del 30% e migliorare la saturazione del colore del corpo del 45%. Al contrario, in un ambiente a luce bianca, la contrazione delle cellule del pigmento provoca una perdita di colore del corpo.
2. Influenza delle bande chiave sulla resa cromatica
Luce rossa (620–750 nm): può facilmente attraversare l'acqua, può eccitare i coni nella retina dei pesci e può aiutare il corpo a produrre globuli rossi nel derma. Ad esempio, in un ambiente in cui la luce rossa costituisce più del 60% della luce, il valore di rossore (a *) dei pesci pappagallo può raggiungere +25, ovvero il 60% in più rispetto alle condizioni di luce naturale.
Luce blu (450–495 nm): non ha una forte influenza diretta sul colore del corpo, ma può far sì che le squame dei pesci riflettano più luce. Ad esempio, quando i pesci fluorescenti sono esposti alla luce blu, l'intensità della fluorescenza sulla loro superficie aumenta di 2 o 3 volte, conferendo loro un aspetto unico.
Spettro completo (400–700 nm): imita la luce naturale e può mantenere stabili gli orologi biologici dei pesci. Gli studi indicano che con un'illuminazione a spettro completo, l'attività alimentare dei pesci tropicali aumenta del 25% rispetto alle condizioni di luce monocromatica e il tasso metabolico aumenta del 15%.
3. L'effetto dell'intensità della luce sulla soglia
C'è un limite alla luminosità che può avere la luce affinché i pesci cambino colore. Ad esempio, il colore del corpo del pesce drago dorato diventa opaco quando l'intensità della luce è inferiore a 2000 lux. Tra 3000 e 5000 lux il colore del corpo diventa più scuro all'aumentare dell'intensità della luce. Ma quando l’intensità della luce supera gli 8000 lux, le cellule del pigmento si restringono a causa del danno fotoossidativo, che fa sbiadire il colore.
2,L'influenza degli spettri sulla sintesi della clorofilla nelle piante acquatiche
1. Il modo in cui i pigmenti fotosintetici assorbono la luce
Clorofilla a/bPiante acquatiche LED a spettro completoassorbe meglio la luce rossa (660 nm) e la luce blu (430 nm), con rese quantiche rispettivamente di 0,85 e 0,82. In un ambiente con luce bianca, il tasso di fotosintesi delle piante acquatiche aumenta del 40% e il loro contenuto di clorofilla aumenta del 25%. Questo perché il rapporto tra luce rossa e blu è 3:1.
2. Controllo morfologico di bande importanti
Luce rossa (620–750 nm): aiuta i fiori a sbocciare e gli steli e le foglie a crescere. Quando la luce rossa costituisce il 70% della luce, la lunghezza dei nodi dello stelo della Crown Grass cresce del 30% e l'area fogliare cresce del 20%.
Luce blu (450–495 nm): arresta l'allungamento e rende le foglie più spesse. Quando esposte alla luce blu, le foglie delle piante acquatiche diventano più spesse del 15% rispetto a quando erano esposte alla luce rossa e il numero di cloroplasti aumenta del 25%.
Luce verde (500–570 nm): può attraversare facilmente l'acqua sporca. La luce verde può raggiungere una profondità doppia rispetto alla luce rossa in un'acqua torbida di 100 NTU. L’aggiunta di luce verde all’acqua torbida può aumentare l’efficienza fotosintetica delle piante acquatiche del 15-20%.
3. L'influenza combinata dell'intensità della luce e del fotoperiodo
Affinché le piante acquatiche possano prosperare, il fotoperiodo (6–10 ore/giorno) e l’intensità della luce (50–100 μmol/m²/s) devono essere controllati insieme. Ad esempio, il tasso di accrescimento delle micro perle nane è aumentato del 30% quando si trovavano in un ciclo di 12 ore di luce/12 ore di buio rispetto a quando si trovavano in un ambiente di luce costante. Quando l'intensità della luce è inferiore a 30 μmol/m²/s, la loro crescita si arresta e diventano gialli.
3,Il meccanismo inibitorio competitivo degli spettri sulla riproduzione algale
1. Le alghe e le piante acquatiche competono per la luce
Le alghe e le piante acquatiche contengono lo stesso insieme di pigmenti che le aiutano nella fotosintesi, sebbene le alghe si adattino meglio alla luce. Gli esperimenti hanno dimostrato che con un'intensità luminosa di 3000 lux, il tasso di fotosintesi delle alghe verdi è 1,8 volte maggiore di quello delle piante acquatiche. Tuttavia, con intensità luminose superiori a 6000 lux, le piante acquatiche ottengono un vantaggio competitivo aumentando il numero di cloroplasti, portando ad una riduzione del 40% della biomassa algale.
2. L'influenza delle bande chiave sulla soppressione
La luce rossa (620–750 nm) impedisce la crescita delle spore delle alghe verdi. In un’atmosfera con più del 50% di luce rossa, il tasso di germinazione delle spore delle alghe verdi diminuisce del 60% e il tasso di accumulo di biomassa diminuisce del 35%.
Luce blu (450–495 nm): rompe le membrane delle cellule algali. Quando la luce blu colpisce le cellule algali, le loro membrane diventano più permeabili, provocando la fuoriuscita di sostanze chimiche intracellulari e un aumento del tasso di mortalità del 25%.
La luce ultravioletta (280–400 nm) fa sì che le alghe distruggano il loro DNA. Prove sperimentali indicano che l'irradiazione UVA (320-400 nm) può diminuire del 50% l'attività del sistema fotosintetico II nelle alghe. Tuttavia, è importante ricordare che un’eccessiva luce UV potrebbe danneggiare i cloroplasti delle piante acquatiche.
3. La tecnica di bilanciamento ecologico della regolazione spettrale
La gestione dinamica dello spettro può aiutare a mantenere l’equilibrio ecologico tra alghe e piante acquatiche. Ad esempio, "l'irradiazione con impulsi di luce blu" (450 nm, 10.000 lux, 5 minuti/ora) può impedire rapidamente la riproduzione delle alghe nelle prime fasi della fioritura algale. Durante il periodo di crescita vigorosa delle piante acquatiche, il passaggio all'"illuminazione sinergica con luce rossa blu" (660 nm: 450 nm=3:1) può dare alle piante acquatiche un vantaggio competitivo.
4,Utilizzi pratici dei piani di ottimizzazione spettrale
1. Pianifica per migliorare l'aspetto dei colori dei pesci
Per il Pesce dragone rosso e il Pesce pappagallo, utilizza un LED rosso da 660 nm al LED blu al 60%. +450nm (30%) + luce bianca a spettro completo (10%), con un intervallo di intensità luminosa di 5.000–6.000 lux e 10 ore di luce al giorno.
Pesci fluorescenti: la sorgente luminosa principale è la luce blu da 450 nm (70%), con un po' di luce rossa da 660 nm (20%) e luce verde da 520 nm (10%). La luce è di 3000–4000 lux ed è accesa 8 ore al giorno.
2. Piano per migliorare la crescita delle piante acquatiche
L'erba positiva (come l'erba di Newton e la farfalla rossa) necessita di luce rossa a 660 nm (50%), luce blu a 450 nm (30%) e luce rossa lontana a 630 nm (20%). L'intensità della luce dovrebbe essere di 80-100 μmol/m²/s e l'erba dovrebbe avere 10 ore di luce ogni giorno.
L'erba negativa (come Iron Crown e Moss) è composta principalmente da-luce bianca a spettro completo (70%), con un po' di luce rossa a 660 nm (20%) e luce blu a 450 nm (10%). Ha un'intensità luminosa di 30–50 μmol/m²/s e riceve 8 ore di luce ogni giorno.
3. Pianificare il modo migliore per controllare le alghe
Per la fase di prevenzione, utilizzare "illuminazione sinergica a luce rossa blu" (660 nm: 450 nm=3:1) con un'intensità luminosa di 4000-5000 lux per 8 ore al giorno.
Fase di governance: per 3-5 giorni, utilizzare "irradiazione con impulsi di luce blu" (450 nm, 10.000 lux, 5 minuti/ora) insieme a "irradiazione con luce rossa ad alta- intensità" (660 nm, 8.000 lux, continua 2 ore/giorno).
