一, El mecanismo de regulación del espectro en la manifestación del color del cuerpo de los peces.
1. La forma en que las células pigmentarias responden a la luz
Las células pigmentarias de la dermis, como los melanocitos, las células pigmentarias rojas y las células pigmentarias amarillas, y los cristales de guanina de la epidermis deciden de qué color es el cuerpo del pez. Las células pigmentarias rojas (que tienen carotenoides) y las células pigmentarias amarillas (que tienen esfenoides) son muy sensibles a los espectros. Las investigaciones han demostrado que la exposición a la luz roja de 660 nm puede aumentar el área de las células de pigmento rojo de las escamas del pez dragón rojo en un 30 % y mejorar la saturación del color corporal en un 45 %. Por el contrario, en un entorno de luz blanca, la contracción de las células pigmentarias provoca una pérdida del color corporal.
2. La influencia de las bandas clave en la reproducción cromática
Luz roja (620–750 nm): puede atravesar fácilmente el agua, puede excitar las células cónicas de la retina de los peces y puede ayudar al cuerpo a producir células pigmentarias rojas en la dermis. Por ejemplo, en un entorno donde la luz roja constituye más del 60% de la luz, el valor de enrojecimiento (a *) del pez loro puede alcanzar +25, que es un 60% mayor que en condiciones de luz natural.
Luz azul (450–495 nm): no tiene una fuerte influencia directa en el color del cuerpo, pero puede hacer que las escamas de los peces reflejen más luz. Por ejemplo, cuando los peces fluorescentes se exponen a la luz azul, la intensidad de la fluorescencia en su superficie aumenta de 2 a 3 veces, lo que les da un aspecto único.
Espectro completo (400–700 nm): imita la luz natural y puede mantener estables los relojes biológicos de los peces. Los estudios indican que bajo iluminación de espectro completo, la actividad alimentaria de los peces tropicales aumenta un 25% en relación con las condiciones de luz monocromática, y la tasa metabólica aumenta un 15%.
3. El efecto de la intensidad de la luz en el umbral.
Hay un límite en cuanto a cuán brillante puede ser la luz para que los peces cambien de color. Por ejemplo, el color del cuerpo del pez dragón dorado se vuelve opaco cuando la intensidad de la luz es inferior a 2000 lux. Entre 3.000 y 5.000 lux, el color de la carrocería se oscurece a medida que aumenta la intensidad de la luz. Pero cuando la intensidad de la luz supera los 8000 lux, las células pigmentarias se encogen debido al daño fotooxidativo, lo que hace que el color se desvanezca.
2, La influencia de los espectros en la síntesis de clorofila en plantas acuáticas.
1. La forma en que los pigmentos fotosintéticos absorben la luz
Clorofila a/b enPlantas acuáticas LED de espectro completoAbsorbe mejor la luz roja (660 nm) y la luz azul (430 nm), con rendimientos cuánticos de 0,85 y 0,82, respectivamente. En un ambiente con luz blanca, la tasa fotosintética de las plantas acuáticas aumenta un 40% y su contenido de clorofila aumenta un 25%. Esto se debe a que la proporción de luz roja y azul es de 3:1.
2. Control morfológico de bandas importantes.
Luz roja (620–750 nm): ayuda a que las flores florezcan y los tallos y las hojas crezcan. Cuando la luz roja constituye el 70% de la luz, la longitud de los nodos del tallo de Crown Grass crece un 30% y el área de la hoja crece un 20%.
Luz azul (450–495 nm): detiene el alargamiento y hace que las hojas sean más gruesas. Cuando se exponen a la luz azul, las hojas de las plantas acuáticas se vuelven un 15% más gruesas que cuando se exponen a la luz roja, y la cantidad de cloroplastos aumenta en un 25%.
Luz verde (500–570 nm): puede atravesar fácilmente agua sucia. La luz verde puede alcanzar el doble de profundidad que la luz roja en aguas turbias a 100 NTU. Agregar luz verde al agua turbia puede aumentar la eficiencia fotosintética de las plantas acuáticas entre un 15% y un 20%.
3. La influencia combinada de la intensidad de la luz y el fotoperiodo.
Para que las plantas acuáticas florezcan, es necesario controlar juntos el fotoperiodo (6 a 10 horas/día) y la intensidad de la luz (50 a 100 μ mol/m²/s). Por ejemplo, la tasa de macollamiento de las microperlas enanas aumentó en un 30% cuando estaban en un ciclo de 12 horas de luz/12 horas de oscuridad en comparación con cuando estaban en un ambiente de luz constante. Cuando la intensidad de la luz es inferior a 30 μ mol/m ²/s, su crecimiento se detiene y se vuelven amarillos.
3, El mecanismo inhibidor competitivo de los espectros sobre la reproducción de algas.
1. Las algas y las plantas acuosas compiten por la luz.
Las algas y las plantas acuáticas contienen el mismo conjunto de pigmentos que les ayudan a realizar la fotosíntesis, aunque las algas se adaptan mejor a la luz. Los experimentos han demostrado que con una intensidad luminosa de 3.000 lux, la tasa fotosintética de las algas verdes es 1,8 veces mayor que la de las plantas acuáticas. Sin embargo, con intensidades de luz superiores a 6000 lux, las plantas acuáticas obtienen una ventaja competitiva al aumentar el número de cloroplastos, lo que lleva a una reducción del 40% en la biomasa de algas.
2. La influencia de las bandas clave en la supresión
La luz roja (620–750 nm) impide que crezcan las esporas de algas verdes. En una atmósfera con más del 50% de luz roja, la tasa de germinación de las esporas de algas verdes cae un 60% y la tasa de acumulación de biomasa cae un 35%.
Luz azul (450–495 nm): rompe las membranas de las células de las algas. Cuando la luz azul incide en las células de las algas, sus membranas se vuelven más permeables, lo que provoca que se filtren sustancias químicas intracelulares y que la tasa de mortalidad aumente en un 25%.
La luz ultravioleta (280–400 nm) hace que las algas destruyan su ADN. La evidencia experimental indica que la irradiación UVA (320-400 nm) puede disminuir la actividad del sistema fotosintético II en las algas en un 50%. Sin embargo, es importante recordar que el exceso de luz ultravioleta puede dañar los cloroplastos de las plantas acuáticas.
3. La técnica del equilibrio ecológico de la regulación espectral.
La gestión dinámica del espectro puede ayudar a mantener el equilibrio ecológico entre las algas y las plantas acuáticas. Por ejemplo, la "irradiación por pulsos de luz azul" (450 nm, 10000 lux, 5 minutos/hora) puede detener rápidamente la reproducción de las algas en las primeras etapas de la proliferación de algas. Durante el período de crecimiento vigoroso de las plantas acuáticas, cambiar a "iluminación sinérgica de luz roja azul" (660 nm: 450 nm=3:1) puede dar a las plantas acuáticas una ventaja competitiva.
4. Usos prácticos de los planes de optimización espectral.
1. Plan para hacer que los colores de los peces se vean mejor
Para el pez dragón rojo y el pez loro, utilice un LED rojo de 660 nm y un LED azul de 60 %. +450nm (30 %) + luz blanca de espectro completo (10 %), con un rango de intensidad de luz de 5000 a 6000 lux y 10 horas de luz cada día.
Peces fluorescentes: La principal fuente de luz es luz azul de 450 nm (70%), con un poco de luz roja de 660 nm (20%) y luz verde de 520 nm (10%). La luz es de 3000 a 4000 lux y está encendida durante 8 horas al día.
2. Plan para mejorar el crecimiento de las plantas acuáticas.
El césped positivo (como el césped Newton y la mariposa roja) necesita luz roja de 660 nm (50%), luz azul de 450 nm (30%) y luz roja lejana de 630 nm (20%). La intensidad de la luz debe ser de 80-100 μ mol/m ²/s y el césped debe tener 10 horas de luz cada día.
El césped negativo (como Iron Crown y Moss) se compone principalmente de luz blanca de espectro completo-(70%), con un poco de luz roja de 660 nm (20 %) y luz azul de 450 nm (10 %). Tiene una intensidad luminosa de 30 a 50 μ mol/m ²/s y recibe 8 horas de luz al día.
3. Planifique la mejor manera de controlar las algas
Para la etapa de prevención, utilice "iluminación sinérgica de luz roja azul" (660 nm: 450 nm=3:1) con una intensidad de luz de 4000-5000 lux durante 8 horas al día.
Etapa de gobernanza: durante 3 a 5 días, utilice "irradiación de pulso de luz azul" (450 nm, 10000 lux, 5 minutos/hora) junto con "irradiación de luz roja de alta-intensidad" (660 nm, 8000 lux, 2 horas continuas/día).
