一, Biološki temelji spektralnega vpliva na rast rib.
Razlike v vrstah stožčastih in paličastih celic znotraj ribje mrežnice narekujejo njihovo spektralno občutljivost. Šarenka ima na primer štiri vrste stožčastih celic v svoji mrežnici z najvišjimi valovnimi dolžinami 420 nm, 455 nm, 530 nm in 570 nm. Po metamorfozi je mrežnica mladoletnega romba veliko bolj občutljiva na 480nm modro svetlobo. Ta evolucijska prilagodljivost omogoča ribam, da razvijejo preference za določene spektre, kar posledično spremeni, kako dobro se prehranjujejo in kako uporabljajo svojo energijo.
TheNajboljša LED osvetlitev akvarija za rastlinespekter nadzoruje cirkadiani ritem z uporabo osi melatonina epifize. To pa spremeni ravni rastnega hormona (GH) in insulinu-podobnega rastnega faktorja (IGF-I). Poskusi so pokazali, da lahko modra svetloba (450-490nm) zavre proizvodnjo melatonina v epifizi atlantskega lososa, podaljša trajanje hranjenja čez dan in poveča specifično stopnjo rasti (SGR) za 12% -15%. Poleg tega zelena svetloba (520–560 nm) stimulira retinalno hipotalamično pot, kar ima za posledico trikratno povečanje ekspresije mRNA IGF-I pri mladoletnem rombu in neposredno olajša sintezo beljakovin.
2, Pogled na to, kako rast vpliva na ključne spektralne pasove
1. Modra svetloba (450–490 nm): učinek dvoreznega-meča
Spodbujanje rasti: pri gojenju somov neprekinjena izpostavljenost modri svetlobi poveča dnevni prirastek teže za 18 % in zmanjša učinkovitost krme za 0,2. To se zgodi zato, ker modra svetloba aktivira ganglijske celice mrežnice, stimulira center za hranjenje hipotalamusa preko glutamatergične poti in poveča aktivnost želodčne proteaze za 25 %.
Tveganje zaradi stresa: Modra svetloba povzroči dvig kortizola šarenke za 40 % in raven serotonina v možganih za 3-krat. To povzroči, da jetra premaknejo preveč lipidov, kar ustavi rast. Ta protislovni pojav izhaja iz povečane občutljivosti stožčastih celic SWS2 v mrežnici šarenke na modro svetlobo, kar ima za posledico nevroendokrine nenormalnosti.
2. Zelena luč (520–560 nm): specialist za optimizacijo metabolizma
Poraba energije: Zelena luč prižge mitohondrijski kompleks dihalne verige IV, ki zviša vsebnost ATP v mišicah zlatega krapa za 22 % in zmanjša količino izločenega amonijevega dušika za 15 %. To močno izboljša učinkovitost pretvorbe krmne energije v mišično energijo.
Imunska regulacija: Obsevanje z zeleno svetlobo poveča aktivnost lizocima (LZM) za 40 % in zniža izražanje proteina toplotnega šoka 70 (HSP70) za 35 % med obdobjem metamorfoze romba. To pomaga pri rasti z zmanjšanjem negativnih učinkov okoljskega stresa.
3. Rdeča svetloba (620–680 nm): način za uravnoteženje rasti in razmnoževanja
Razvoj spolnih žlez: Rdeča svetloba gre skozi mrežnico, hipofizo, gonadno os, kar skrajša čas, potreben za zorenje spolnih žlez modrega hlastača, za 20 dni in poveča proizvodnjo jajčec za 35 %. Toda če so ostriži iz Rumene reke dlje časa izpostavljeni rdeči svetlobi, lahko izčrpajo zaloge vitamina A v njihovih jetrih, kar lahko povzroči degeneracijo mrežnice in 10-odstotno zmanjšanje stopnje rasti.
Rast mišic: rdeča svetloba sproži pot mTOR v hitrih mišičnih vlaknih šarenke, zaradi česar so debelejša za 18 %. Vendar pa potrebuje fotoperiodo 18L:6D, da zaloge energije ne zmanjkajo prehitro.
4. Bela svetloba polnega-spektra: stabilizacijska vloga
Bela svetloba polnega spektra med rastjo ohranja stopnjo preživetja hlastača nad 92 %. Stopnja rasti je nekoliko nižja kot pri enobarvni svetlobni skupini, vendar precej zmanjša stopnjo deformacije (z 8 % na 2 %). Njegova prednost je posnemanje naravne svetlobe, ohranjanje fizioloških ritmov rib in zmanjševanje tveganja za-bolezni, povezane s stresom.
3, Kako uporabljati strategijo spektralne optimizacije v resničnem življenju
1. Regulacija življenjskega cikla po delih
Najstniška leta: Fotoperioda 16L:8D in zelena svetloba 520 nm (500 luksov) sta uporabljena za pomoč pri rasti prebavnega sistema. Posledica tega je povprečni dnevni prirastek mladega romba 0,8 g.
Obdobje oploditve: Preklop na modro svetlobo 470 nm (300 luksov) poveča prehranjevalno aktivnost, vendar 2-urno prižgano zeleno luč pospeši metabolizem, zniža stopnjo pretvorbe krme šarenke v 1. 1. Obdobje razmnoževanja: Izpostavljanje atlantskega lososa rdeči svetlobi (660 nm) in modri svetlobi (450 nm) za 12 ur vsak dan poveča proizvodnjo jajc za 40 % in ohranja stopnjo oploditve nad 85 %.
2. Protokoli, ki so lastni vsaki vrsti
Kot primer prilagoditve na globoko morje romb uporablja modro svetlobo 480 nm (intenzivnost 200 luksov), da spodbudi obnašanje pri dnu, in impulze zelene svetlobe, da spodbudi hranjenje, kar skrajša njihov rastni cikel za 15 %.
Za tipe površinskega plavanja, kot je zlati hlastač, lahko uporaba zelene svetlobe 550 nm (intenzivnost 800 luksov) ves čas ohranja razvojno zmogljivost na najboljši možni ravni in ustavi odzive na stres, ki jih povzroča modra svetloba.
Nilska tilapija in druge vsejede ribe rastejo 20 % hitreje in njihove mišice izgledajo bolje, ko so izpostavljene izmenično rdeči svetlobi (630 nm) in beli svetlobi (14L: 10D).
3. Nove ideje za integracijo tehnologije
Metoda dinamičnega nadzora za LED: IoT naprave, ki spremljajo podatke o kakovosti vode v realnem času in samodejno spreminjajo spektralne kombinacije. Na primer, sistem postane zelen, ko raven raztopljenega kisika pade pod 5 mg/l. To upočasni metabolizem rib in zmanjša njihovo porabo kisika.
Sinergija spektralne krme: hranjenje šarenke z visoko vsebnostjo nenasičenih maščobnih kislin v modri svetlobi lahko poveča vsebnost DHA v mišicah za 30 %, hkrati pa zmanjša oksidativno škodo, ki jo povzroča modra svetloba.
