一،آلية تنظيم الطيف في ظهور لون جسم السمكة
1. طريقة استجابة الخلايا الصبغية للضوء
تحدد الخلايا الصبغية الموجودة في الأدمة، مثل الخلايا الصباغية والخلايا الصبغية الحمراء والخلايا الصبغية الصفراء، وبلورات الجوانين الموجودة في البشرة لون جسم السمكة. الخلايا الصبغية الحمراء (التي تحتوي على الكاروتينات) والخلايا الصبغية الصفراء (التي تحتوي على الوتديات) حساسة جدًا للأطياف. أثبتت الأبحاث أن التعرض للضوء الأحمر بطول 660 نانومتر يمكن أن يزيد من مساحة الخلايا الصبغية الحمراء لقشور أسماك التنين الحمراء بنسبة 30% ويعزز تشبع لون الجسم بنسبة 45%. وعلى العكس من ذلك، في وضع الضوء الأبيض، يؤدي تقلص الخلايا الصبغية إلى فقدان لون الجسم.
2. تأثير النطاقات الرئيسية على تجسيد اللون
الضوء الأحمر (620-750 نانومتر): يمكن أن يمر بسهولة عبر الماء، ويمكنه إثارة الخلايا المخروطية في شبكية الأسماك، ويمكن أن يساعد الجسم على تكوين خلايا صبغية حمراء في الأدمة. على سبيل المثال، في بيئة يشكل فيها الضوء الأحمر أكثر من 60% من الضوء، يمكن أن تصل قيمة الاحمرار (a *) لأسماك الببغاء إلى +25، وهي أكبر بنسبة 60% منها في ظروف الضوء الطبيعي.
الضوء الأزرق (450-495 نانومتر): ليس له تأثير مباشر قوي على لون الجسم، لكنه يمكن أن يجعل قشور السمك تعكس المزيد من الضوء. على سبيل المثال، عندما تتعرض أسماك الفلورسنت للضوء الأزرق، فإن شدة الفلورسنت على سطحها تزيد بمقدار 2 إلى 3 مرات، مما يمنحها مظهرًا فريدًا.
الطيف الكامل (400-700 نانومتر): يحاكي الضوء الطبيعي ويمكن أن يحافظ على استقرار الساعات البيولوجية للأسماك. تشير الدراسات إلى أنه في ظل إضاءة الطيف الكامل، يرتفع نشاط تناول الأسماك الاستوائية بنسبة 25% مقارنة بظروف الإضاءة أحادية اللون، ويتصاعد معدل الأيض بنسبة 15%.
3. تأثير شدة الضوء على العتبة
هناك حد لمدى سطوع الضوء حتى تغير الأسماك لونها. على سبيل المثال، يصبح لون جسم سمكة التنين الذهبي باهتًا عندما تكون شدة الضوء أقل من 2000 لوكس. بين 3000 و5000 لوكس، يصبح لون الجسم أغمق مع زيادة شدة الضوء. ولكن عندما تتجاوز شدة الضوء 8000 لوكس، تتقلص الخلايا الصبغية بسبب الضرر الناتج عن الأكسدة الضوئية، مما يجعل اللون باهتًا.
2، تأثير الأطياف على تخليق الكلوروفيل في النباتات المائية
1. الطريقة التي تمتص بها الصبغات الضوئية الضوء
الكلوروفيل أ/بنباتات مائية LED كاملة الطيفيمتص الضوء الأحمر (660 نانومتر) والضوء الأزرق (430 نانومتر) بشكل أفضل، مع عوائد كمية تبلغ 0.85 و0.82 على التوالي. في بيئة ذات ضوء أبيض، يرتفع معدل التمثيل الضوئي للنباتات المائية بنسبة 40% ويرتفع محتواها من الكلوروفيل بنسبة 25%. وذلك لأن نسبة الضوء الأحمر والأزرق هي 3:1.
2. السيطرة المورفولوجية على العصابات الهامة
الضوء الأحمر (620-750 نانومتر): يساعد على تفتح الأزهار ونمو السيقان والأوراق. عندما يشكل الضوء الأحمر 70% من الضوء، فإن طول العقدة الجذعية في عشب التاج ينمو بنسبة 30% وتنمو مساحة الورقة بنسبة 20%.
الضوء الأزرق (450-495 نانومتر): يوقف الاستطالة ويجعل الأوراق أكثر سمكا. عند تعرضها للضوء الأزرق، أصبحت أوراق النباتات المائية أكثر سمكًا بنسبة 15% عما كانت عليه عندما تعرضت للضوء الأحمر، كما زاد عدد البلاستيدات الخضراء بنسبة 25%.
الضوء الأخضر (500-570 نانومتر): يمكن أن يمر بسهولة عبر المياه القذرة. قد يصل عمق الضوء الأخضر إلى ضعف عمق الضوء الأحمر في الماء الذي يبلغ عمقه 100 وحدة حرارية بريطانية. إن إضافة الضوء الأخضر إلى المياه العكرة يمكن أن يعزز كفاءة التمثيل الضوئي للنباتات المائية بنسبة 15-20%.
3. التأثير المشترك لشدة الضوء وفترة الضوء
لكي تزدهر النباتات المائية، يجب التحكم في الفترة الضوئية (6-10 ساعات/يوم) وشدة الضوء (50-100 ميكرومول/م²/ث) معًا. على سبيل المثال، ارتفع معدل حراثة اللؤلؤ القزم الصغير بنسبة 30٪ عندما كانوا في دورة ضوئية مدتها 12 ساعة / دورة مظلمة مدتها 12 ساعة مقارنة عندما كانوا في بيئة مضاءة باستمرار. عندما تكون شدة الضوء أقل من 30 ميكرومول/م²/ث، يتوقف نموها وتتحول إلى اللون الأصفر.
3، الآلية التثبيطية التنافسية للأطياف في تكاثر الطحالب
1. تتنافس الطحالب والنباتات المائية على الضوء
تحتوي الطحالب والنباتات المائية على نفس مجموعة الأصباغ التي تساعدها على التمثيل الضوئي، على الرغم من أن الطحالب أفضل في التكيف مع الضوء. أثبتت التجارب أنه عند شدة الضوء البالغة 3000 لوكس، يكون معدل التمثيل الضوئي للطحالب الخضراء أكبر بمقدار 1.8 مرة من النباتات المائية. ومع ذلك، عند شدة الضوء التي تتجاوز 6000 لوكس، تكتسب النباتات المائية ميزة تنافسية عن طريق زيادة عدد البلاستيدات الخضراء، مما يؤدي إلى انخفاض بنسبة 40٪ في الكتلة الحيوية للطحالب.
2. تأثير النطاقات الرئيسية على القمع
الضوء الأحمر (620-750 نانومتر) يمنع أبواغ الطحالب الخضراء من النمو. في جو يحتوي على أكثر من 50% من الضوء الأحمر، ينخفض معدل إنبات أبواغ الطحالب الخضراء بنسبة 60%، وينخفض معدل تراكم الكتلة الحيوية بنسبة 35%.
الضوء الأزرق (450-495 نانومتر): يكسر أغشية خلايا الطحالب. عندما يضرب الضوء الأزرق خلايا الطحالب، تصبح أغشيتها أكثر نفاذية، مما يتسبب في تسرب المواد الكيميائية داخل الخلايا وارتفاع معدل الوفيات بنسبة 25٪.
يؤدي الضوء فوق البنفسجي (280-400 نانومتر) إلى تدمير الطحالب لحمضها النووي. تشير الأدلة التجريبية إلى أن تشعيع الأشعة فوق البنفسجية (320-400 نانومتر) يمكن أن يقلل من نشاط نظام التمثيل الضوئي II في الطحالب بنسبة 50٪. ومع ذلك، من المهم أن نتذكر أن الأشعة فوق البنفسجية المفرطة قد تضر البلاستيدات الخضراء للنباتات المائية.
3. تقنية التوازن البيئي للتنظيم الطيفي
يمكن أن تساعد الإدارة الديناميكية للطيف في الحفاظ على التوازن البيئي بين الطحالب والنباتات المائية. على سبيل المثال، "تشعيع نبض الضوء الأزرق" (450 نانومتر، 10000 لوكس، 5 دقائق/ساعة) يمكن أن يمنع الطحالب من التكاثر بسرعة في المراحل المبكرة من ازدهار الطحالب. خلال فترة النمو القوي للنباتات المائية، فإن التحول إلى "الإضاءة التآزرية للضوء الأحمر والأزرق" (660 نانومتر: 450 نانومتر =3:1) يمكن أن يمنح النباتات المائية ميزة تنافسية.
4.الاستخدامات العملية لخطط التحسين الطيفي
1. خطط لجعل ألوان الأسماك تبدو أفضل
بالنسبة إلى Red Dragonfish وParrotfish، استخدم مصباح LED أحمر بطول 660 نانومتر عند 60%. +450 نانومتر LED أزرق (30%) + ضوء أبيض كامل الطيف (10%)، مع نطاق شدة ضوء يتراوح بين 5000-6000lux و10 ساعات من الضوء كل يوم.
الأسماك الفلورية: مصدر الضوء الرئيسي هو الضوء الأزرق بطول 450 نانومتر (70%)، مع القليل من الضوء الأحمر بطول 660 نانومتر (20%) والضوء الأخضر بطول 520 نانومتر (10%). يتراوح الضوء من 3000 إلى 4000 لوكس ويعمل لمدة 8 ساعات يوميًا.
2. خطة لتحسين نمو النباتات المائية
يحتاج العشب الإيجابي (مثل عشب نيوتن والفراشة الحمراء) إلى ضوء أحمر بطول 660 نانومتر (50%)، وضوء أزرق بطول 450 نانومتر (30%)، وضوء أحمر بعيد بطول 630 نانومتر (20%). يجب أن تكون شدة الضوء 80-100 ميكرومول/م²/ث، ويجب أن يحصل العشب على 10 ساعات من الضوء كل يوم.
يتكون العشب السلبي (مثل Iron Crown وMoss) في الغالب من ضوء أبيض كامل الطيف- (70%)، مع القليل من الضوء الأحمر بطول 660 نانومتر (20%) والضوء الأزرق بطول 450 نانومتر (10%). تبلغ شدة ضوءه 30-50 ميكرومول/م²/ث ويستقبل 8 ساعات من الضوء كل يوم.
3. التخطيط لأفضل طريقة للسيطرة على الطحالب
بالنسبة لمرحلة الوقاية، استخدم "الإضاءة التآزرية للضوء الأحمر والأزرق" (660 نانومتر: 450 نانومتر =3:1) بقوة ضوء تتراوح بين 4000-5000 لوكس لمدة 8 ساعات يوميًا.
مرحلة الإدارة: لمدة 3 إلى 5 أيام، استخدم "تشعيع نبض الضوء الأزرق" (450 نانومتر، 10000 لكس، 5 دقائق/ساعة) إلى جانب "تشعيع الضوء الأحمر عالي الشدة-" (660 نانومتر، 8000 لكس، متواصل ساعتين في اليوم).
