Bagaimana untuk memastikan keseragaman pencahayaan dalam kolam akuakultur besar atau tangki akuakultur air dalam? Bagaimana untuk mengenal pasti dan menyelesaikan zon mati dalam pencahayaan?

一, Bahagian utama kawalan keseragaman pencahayaan
1. Mengoptimumkan bentuk susun atur pencahayaan
Jarak antara pencahayaan dan badan air mesti mengikut peraturan "nisbah jarak kepada ketinggian". Contohnya, jika anda mempunyai kolam akuakultur sedalam 10-meter dan menggunakan lampu bawah air LED 200W dengan sudut pancaran 120 darjah , anda perlu mengekalkan jarak antara lampu antara 3 dan 5 meter untuk memastikan kadar pertindihan titik cahaya bersebelahan adalah sekurang-kurangnya 30%. Sebuah kilang penternakan udang di Qingdao menggunakan perisian pemodelan 3D untuk menunjukkan cara cahaya akan merebak. Penyelidik mendapati bahawa apabila lampu disusun dalam reka bentuk "timbunan bunga plum" yang berperingkat, keseragaman cahaya bahagian bawah boleh dipertingkatkan kepada lebih 85%, iaitu 22% lebih tinggi daripada konfigurasi matriks biasa.
2. Pampasan untuk pengecilan cahaya dan kawalan dinamik
Panjang gelombang cahaya yang berbeza diserap secara berbeza oleh badan air. Sebagai contoh, cahaya merah diserap 0.3/m dalam air tawar, manakala cahaya biru diserap 0.1/m. Untuk mengimbangi ini, LED multispektral perlu digunakan. Platform akuakultur laut-dalam Hainan Lingshui mempunyai sistem peredupan pintar yang secara automatik menukar nisbah kuasa cahaya merah (660nm) dan cahaya biru (450nm) berdasarkan data masa-sebenar tentang kekeruhan air (nilai NTU), kepekatan klorofil (μ g/L) dan kedalaman. Sebagai contoh, apabila kekeruhan melangkaui 15NTU, sistem meningkatkan kuasa keluaran lampu merah sebanyak 40% untuk mengimbangi kehilangan taburan dan mengekalkan nilai PUR dalam air dalam konsisten dalam julat yang diperlukan oleh organisma.
3. Bekerjasama untuk mereka bentuk sempadan pemantulan
Jumlah cahaya yang digunakan secara langsung dipengaruhi oleh cara pemantulan dinding dalam kolam akuakultur. Menurut kajian oleh Universiti Lautan Shanghai, kolam akuakultur dengan sisi-tinggi polietilena berketumpatan tinggi (HDPE) putih mungkin memantulkan cahaya sehingga 85%, iaitu 60% lebih banyak daripada kolam konkrit. Mereka juga boleh membuat cahaya bahagian bawah 1.8 kali lebih terang. Selain itu, meletakkan plat keluli tahan karat cermin (dengan pemantulan 92%) di bahagian bawah kolam boleh menghilangkan lebih banyak bintik buta yang terang. Selepas melaksanakan pendekatan ini, konsistensi cahaya bawah dalam pangkalan pembiakan kerapu di Sanya meningkat daripada 62% kepada 91%, dan aktiviti pemakanan populasi ikan bertambah baik.
2, Cara untuk mencari dan mengira zon mati apabila ada cahaya
1. Teknologi untuk memodelkan pencahayaan 3D
Menggunakan perisian seperti LumenRT atau Dialux untuk membuat model berkembar digital kolam akuakultur, anda boleh mencari zon mati cahaya dengan memasukkan parameter lampu (fluks bercahaya, sudut rasuk, ketinggian pemasangan), sifat optik air (pekali penyerapan, pekali serakan), dan ambang permintaan biologi (contohnya, PAR yang optimum ialah PAR. 50-200 μ mol/m²/s). Menggunakan teknik ini, sebuah ladang udang di Zhanjiang, Wilayah Guangdong mendapati terdapat kawasan cahaya malap dengan diameter 2 meter (PAR<30 μ mol/m ²/s) in the middle of the pool bottom under the old arrangement. The dead zone area was cut down to a diameter range of 0.5 meters after changing the space between the lights.
2. Spektrometer mudah alih untuk ujian di lapangan
Gunakan spektrometer pegang tangan seperti Ocean Optik USB2000+ untuk megrid sampel kolam akuakultur (dengan jarak 0.5 hingga 1 meter) dan tuliskan tahap PAR dan taburan spektrum di setiap tempat. Adalah mungkin untuk mencipta model korelasi antara keamatan cahaya dan taburan biologi dengan melihat tingkah laku biologi seperti pengagregatan ikan dan lekatan alga. Dalam satu-percubaan akuakultur sangkar jaring air, adalah diperhatikan bahawa apabila PAR<40 μ mol/m²/s, the aggregation density of young golden carp diminished by 70%, concurrently, the proportion of detrimental dinoflagellates, such as Tremella, escalated twofold.
3. Diagnosis dengan bantuan biomarker
Dengan melihat tanda-tanda fisiologi makhluk akuatik, termasuk metrik pendarfluor klorofil Fv/Fm dan paras kortisol dalam serum ikan, kita boleh mendapat gambaran tentang betapa baiknya persekitaran cahaya. Sebagai contoh, karang berbatu biasanya tidak mendapat cahaya yang mencukupi apabila ketumpatan Zooxanthellaenya kurang daripada 1 × 10 ⁶ sel/cm². Juga, jika kepekatan kortisol darah dalam ikan adalah lebih daripada 20ng/mL, ia boleh menyebabkan tekanan kerana zon mati pendedahan cahaya.
3, Pelan lengkap untuk menguruskan zon mati cahaya
1. Reka bentuk sistem pencahayaan berlapis
For deepwater aquaculture tanks, the illumination is arranged in layers, with "surface strong light+middle supplementary light+bottom weak light." In a 20-meter-deep aquaculture cabin, for instance, a 500W LED spotlight (PAR>300 μ mol/m ²/s) diletakkan pada permukaan (0-5 meter), lampu sorot LED 200W (PAR=100-200 μ mol/m²/s) diletakkan di lapisan tengah (5-15 meter), dan lampu isian merah 50W (660nm, PAR=50-100 μ mol/m ²/s) diletakkan di bahagian bawah lapisan meter). Pelan ini boleh mendapatkan pencahayaan lebih daripada 80% seragam dalam setiap lapisan kedalaman.
2. Bekerjasama untuk menguruskan medan aliran dan medan cahaya
Dengan menyepadukan sistem peredaran air, anda mungkin menyingkirkan zon mati yang disebabkan oleh pendedahan kepada cahaya. Pendorong bawah menghasilkan aliran air berputar (kadar aliran 0.2–0.5 m/s) dalam kolam akuakultur bulat untuk menyebarkan zarah terampai secara sama rata dan mengurangkan kesan teduhan setempat. Eksperimen yang dilakukan oleh Universiti Lautan Dalian menunjukkan bahawa langkah ini boleh mengurangkan julat turun naik keamatan cahaya bawah daripada ± 60% kepada ± 20%, sekaligus meningkatkan keseragaman oksigen terlarut sebanyak 15%.
3. Menghubungkan teduhan pintar dan pencahayaan tambahan
Sistem langsir pemadaman boleh laras dan lampu pengisi LED digunakan untuk bergabung bersama sangkar air dalam luar. Apabila cahaya matahari lebih kuat daripada 1000W/m², pelindung matahari akan secara automatik membuka sehingga 50% ketransmisian untuk memastikan cahaya tidak terlalu kuat. Apabila cahaya matahari lebih lemah daripada 200W/m² atau air lebih dalam daripada 10 meter, lampu isian LED akan mula memenuhi keperluan pencahayaan asas. Selepas teknik ini digunakan pada platform akuakultur dalam dan luar pesisir di Lianjiang, Fujian, kitaran pertumbuhan Pseudosciaena crocea telah dipotong sebanyak 15% dan pekali suapan dipotong sebanyak 0.2.
4. Sokongan daripada kajian kes industri dan data
Ladang untuk Salmon Norway: Dengan meletakkan sistem panduan cahaya gentian optik di bahagian bawah sangkar, cahaya matahari boleh sampai ke kawasan perairan dalam. Apabila digabungkan dengan lampu isian LED, nilai PAR pada kedalaman 15 meter kekal antara 80 dan 120 μ mol/m²/s. Ini meningkatkan kadar pertumbuhan salmon sebanyak 20% dan menurunkan kadar kecacatan kepada kurang daripada 3%.
Pangkalan Pembiakan Udang di Jiangsu Rudong: Di sepanjang dinding kolam, terdapat-jalur lampu LED spektrum penuh (ketumpatan kuasa 8W/m²) yang disusun dalam bulatan. Terdapat juga program peredupan berprogram yang memberikan kuasa 100% dari 6:00 hingga 18:00 pada waktu siang dan 30% kuasa dari 6:00 hingga 6:00 pada waktu malam. Ini menjadikan keseragaman cahaya bawah 88%. Ketumpatan pembiakan udang dinaikkan kepada 500 ekor/m², dan pengeluaran unit adalah lebih daripada 15 kg/m³.
Akuarium Ladang Menegak Singapura: Dengan menggunakan gabungan kumpulan pemantul berbilang-lapisan dan tatasusunan LED fokus boleh laras, lajur akuakultur menegak setinggi 30-meter mampu mencapai keseragaman ringan sebanyak 92%. Kadar liputan karang meningkat daripada 65% kepada 90%, dan tiada wabak alga yang disebabkan oleh zon cahaya mati.