一,O mecanismo de regulação do espectro na manifestação da cor do corpo dos peixes
1. A forma como as células pigmentares respondem à luz
As células pigmentares da derme, como melanócitos, células pigmentares vermelhas e células pigmentares amarelas, e os cristais de guanina na epiderme decidem a cor do corpo do peixe. As células pigmentares vermelhas (que possuem carotenóides) e as células pigmentares amarelas (que possuem esfenóides) são muito sensíveis aos espectros. A pesquisa demonstrou que a exposição à luz vermelha de 660 nm pode aumentar a área das células do pigmento vermelho das escamas do peixe dragão vermelho em 30% e aumentar a saturação da cor do corpo em 45%. Por outro lado, em um ambiente de luz branca, a contração das células pigmentares resulta na perda da cor do corpo.
2. A influência das faixas principais na reprodução de cores
Luz vermelha (620–750 nm): pode passar facilmente pela água, pode excitar células cônicas na retina dos peixes e pode ajudar o corpo a produzir células de pigmento vermelho na derme. Por exemplo, num ambiente onde a luz vermelha representa mais de 60% da luz, o valor de vermelhidão (a *) do peixe papagaio pode atingir +25, que é 60% maior do que em condições de luz natural.
Luz azul (450–495 nm): Não tem forte influência direta na cor do corpo, mas pode fazer com que as escamas dos peixes reflitam mais luz. Por exemplo, quando peixes fluorescentes são expostos à luz azul, a intensidade da fluorescência na sua superfície aumenta 2 a 3 vezes, o que lhes confere uma aparência única.
Espectro total (400–700nm): imita a luz natural e pode manter os relógios biológicos dos peixes estáveis. Estudos indicam que sob iluminação de espectro total, a atividade alimentar dos peixes tropicais aumenta 25% em relação às condições de luz monocromática, e a taxa metabólica aumenta 15%.
3. O efeito da intensidade da luz no limiar
Há um limite para o brilho da luz para que os peixes mudem de cor. Por exemplo, a cor do corpo do peixe dragão dourado torna-se opaca quando a intensidade da luz é inferior a 2.000 lux. Entre 3.000 e 5.000 lux, a cor do corpo fica mais escura à medida que a intensidade da luz aumenta. Mas quando a intensidade da luz ultrapassa 8.000 lux, as células pigmentares encolhem devido ao dano fotooxidativo, que faz com que a cor desbote.
2,A influência dos espectros na síntese de clorofila em plantas aquáticas
1. A forma como os pigmentos fotossintéticos absorvem a luz
Clorofila a/b emPlantas aquáticas LED de espectro totalabsorve melhor a luz vermelha (660 nm) e a luz azul (430 nm), com rendimentos quânticos de 0,85 e 0,82, respectivamente. Num ambiente com luz branca, a taxa fotossintética das plantas aquáticas aumenta 40% e o seu teor de clorofila aumenta 25%. Isso ocorre porque a proporção da luz vermelha azul é de 3:1.
2. Controle morfológico de bandas importantes
Luz vermelha (620–750 nm): ajuda as flores a florescer e os caules e folhas a crescerem. Quando a luz vermelha representa 70% da luz, o comprimento do nó do caule da Crown Grass aumenta 30% e a área foliar aumenta 20%.
Luz azul (450–495 nm): interrompe o alongamento e torna as folhas mais espessas. Quando expostas à luz azul, as folhas das plantas aquáticas tornaram-se 15% mais espessas do que quando expostas à luz vermelha, e o número de cloroplastos aumentou 25%.
Luz verde (500–570nm): Pode passar facilmente pela água suja. A luz verde pode atingir o dobro da profundidade da luz vermelha em águas turvas de 100 NTU. Adicionar luz verde à água turva pode aumentar a eficiência fotossintética das plantas aquáticas em 15–20%.
3. A influência combinada da intensidade da luz e do fotoperíodo
Para que as plantas aquáticas floresçam, o fotoperíodo (6–10 horas/dia) e a intensidade da luz (50–100 μ mol/m²/s) precisam ser controlados em conjunto. Por exemplo, a taxa de perfilhamento das micropérolas anãs aumentou 30% quando estavam num ciclo de 12 horas de luz/12 horas de escuridão, em comparação com quando estavam num ambiente de luz constante. Quando a intensidade da luz é inferior a 30 μ mol/m²/s, seu crescimento para e eles ficam amarelos.
3,O mecanismo inibitório competitivo dos espectros na reprodução de algas
1. Algas e plantas aquáticas competem pela luz
As algas e as plantas aquáticas contêm o mesmo conjunto de pigmentos que as ajudam na fotossíntese, embora as algas se adaptem melhor à luz. Experimentos demonstraram que com uma intensidade de luz de 3.000 lux, a taxa fotossintética das algas verdes é 1,8 vezes maior que a das plantas aquáticas. No entanto, em intensidades luminosas superiores a 6.000 lux, as plantas aquáticas ganham uma vantagem competitiva ao aumentar o número de cloroplastos, levando a uma redução de 40% na biomassa de algas.
2. A influência das bandas-chave na supressão
A luz vermelha (620–750 nm) impede o crescimento de esporos de algas verdes. Numa atmosfera com mais de 50% de luz vermelha, a taxa de germinação de esporos de algas verdes cai 60% e a taxa de acumulação de biomassa cai 35%.
Luz azul (450–495 nm): decompõe as membranas das células das algas. Quando a luz azul atinge as células das algas, as suas membranas tornam-se mais permeáveis, o que faz com que os produtos químicos intracelulares vazem e a taxa de mortalidade aumente em 25%.
A luz ultravioleta (280–400 nm) faz com que as algas destruam seu DNA. Evidências experimentais indicam que a irradiação UVA (320-400nm) pode diminuir a atividade do sistema fotossintético II nas algas em 50%. No entanto, é importante lembrar que a luz ultravioleta excessiva pode prejudicar os cloroplastos das plantas aquáticas.
3. A técnica de equilíbrio ecológico de regulação espectral
A gestão dinâmica do espectro pode ajudar a manter o equilíbrio ecológico entre algas e plantas aquáticas. Por exemplo, a "irradiação de pulso de luz azul" (450 nm, 10.000 lux, 5 minutos / hora) pode impedir rapidamente a reprodução das algas nos estágios iniciais da proliferação de algas. Durante o período de crescimento vigoroso das plantas aquáticas, mudar para "iluminação sinérgica de luz vermelha azul" (660nm: 450nm=3:1) pode dar às plantas aquáticas uma vantagem competitiva.
4,Usos práticos de planos de otimização espectral
1. Planeje fazer com que as cores dos peixes pareçam melhores
Para Red Dragonfish e Parrotfish, use um LED vermelho de 660 nm com LED azul de 60%. +450 nm (30%) + luz branca de espectro total (10%), com uma faixa de intensidade de luz de 5.000 a 6.000 lux e 10 horas de luz por dia.
Peixes fluorescentes: A principal fonte de luz é a luz azul de 450 nm (70%), com um pouco de luz vermelha de 660 nm (20%) e luz verde de 520 nm (10%). A luz tem 3.000–4.000lux e fica acesa 8 horas por dia.
2. Plano para melhorar o crescimento das plantas aquáticas
A grama positiva (como a grama Newton e a borboleta vermelha) precisa de luz vermelha de 660 nm (50%), luz azul de 450 nm (30%) e luz vermelha extrema de 630 nm (20%). A intensidade da luz deve ser de 80-100 μ mol/m²/s, e a grama deve ter 10 horas de luz por dia.
A grama negativa (como Iron Crown e Moss) é composta principalmente de luz branca de espectro total (70%), com um pouco de luz vermelha de 660 nm (20%) e luz azul de 450 nm (10%). Tem uma intensidade de luz de 30–50 μ mol/m²/s e recebe 8 horas de luz por dia.
3. Planeje a melhor forma de controlar algas
Para a etapa de prevenção, use “iluminação sinérgica de luz vermelha azul” (660nm: 450nm=3:1) com intensidade de luz de 4.000-5.000lux durante 8 horas por dia.
Estágio de governança: Durante 3 a 5 dias, use "irradiação de pulso de luz azul" (450 nm, 10.000 lux, 5 minutos/hora) junto com "irradiação de luz vermelha de alta-intensidade" (660 nm, 8.000 lux, contínua 2 horas/dia).
