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[原创] 选灯不求人,海缸应该使用什么光?(二)

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发表于 2019-1-29 20:14:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

我们再进一步的研究下光谱,这些理论只是为了给鱼友们在配置灯管、设置光谱时提供足够的理论支持,有句话叫知其然而不知其所以然,所以虽然这些理论有些晦涩,但是一旦理解,那么对未来灯具的使用是有非常大的帮助的。
400-500nm的波段除了是最有效促进海洋生物进行光合作用的波段以外他们还有一些更有意思的功能。有饲养经验的鱼友都知道,当我们关灯后,或者在日光下看珊瑚,珊瑚的颜色是非常差的,而打开珊瑚灯后,则会漂亮很多。这就是因为400-500nm波段的光的功劳,也就是蓝、紫光.
除了正常的色彩以外,有一部分珊瑚还有隐藏的色彩,那就是荧光色。
荧光色需要特殊的波段的光的照射才可以被我们人眼感知,这个波段就是400-450nm的波段。
这一波段是最能反射珊瑚荧光色的波段,也是最有效刺激海洋生物光合作用及发色的波段。
(荧光与可激发荧光的波长)
我们从图里可以看出,绝大部分的荧光集中在了450及550左右,荧光色主要是蓝、绿、黄。
另外390nm波段也在近些年开始加入到一些高端品牌的LED灯上,这个波段被认为是能够刺激珊瑚合成荧光蛋白的波段,能够刺激珊瑚的发色,但是390nm波段实际就是UVA-2,也就是最强紫外线波段,使用这一波段的灯珠时要注意一些问题,我们将LED灯具的时候会专门来说下。
但是要注意,人的眼睛是存在“偏见”的,我们人眼更容易感受长波段的光,主要集中在550波段左右。也就是黄绿光部分。研究表明,一样功率下,人眼感知555波长的亮度是450波长亮度的27倍,是420波长的57倍,是410波长的 135倍。这就是为什么我们会“觉得”有些光特别亮,有些光特别暗,其实那是眼睛欺骗了你,从光的强度数据上来说,他们是一样”亮“的。
我们讲眼睛”偏见“的目的是进一步让大家了解,我们说的这张荧光图,为什么550左右的荧光我们看不见,那是因为这一波段的光”太亮“你的眼睛看不到激发的荧光色。而在人眼感知”较暗“的450波长下,在假设没有其他波段的光的时候,那么你能感受到非常明亮的绿荧光,及小部分的黄色荧光。这是因为450波段人眼感受是暗,而反射的荧光”绿、黄“是长波的”明亮色“, 同时因为荧光蓝是短波,所以蓝色荧光感受上是非常”暗“。 是不是很绕? 可以看文字多理解下。
接下来我们说下珊瑚需要光照时间:
这张图是某实验室在大堡礁某个坐标观测到的某一天的太阳角度的变化与光辐射强度的变化,红线是太阳角度,蓝线是光辐射强度。
在一些论文的结论中指出,在太阳角度是15°亦以下的时候,光的辐射强度不足以珊瑚开始 进行光合作用,真正的光合作用是当太阳与海平面的角度超过15°以上才开始的,这就意味着世界上珊瑚最多的区域之一的有效光照时长是9小时。所以我们在家中也应该把较强光照的时间控制在9小时左右。
最后一个知识点就是我们到底要把光的功率开到多强呢?
在讲这个问题前我们需要先了解一个名词,就是PAR,他的中文全称叫 有效光合辐射,就是能够刺激生物光合作用的光谱的强度。
PAR与灯的功率是成正比的, 举例:同一种光源,400w的PAR要高于250w的PAR。
但是PAR并不是越高越好,在众多的论文中,我得到的结论是当PAR在400以内的时候,绝大部分A属珊瑚,也就是轴孔珊瑚(鹿角珊瑚)的光合速率最高;而大部分M属P属的硬骨珊瑚在200-300之间;绝大部分的LPS非常喜欢150以下的PAR。
(著名珊瑚农场WWC公布的饲育不同品种珊瑚的PAR值)
那么PAR跟功率之间如何换算呢?很遗憾,无法直接换算。需要用专门的仪器测试,一台仪器的价格不菲,需要大几千元。
但是总体来说,我们可以认为,同一个光源越亮,他能提供的PAR越高。
现在饲养珊瑚的灯具有三种:金卤灯、T5、LED。在相同的亮度下(亮度可以被测量,单位是照度),三种光源的功率由小达到是 LED<T5<金卤灯。
虽然我们无法直接知道PAR(测试工具又贵),但是我们可以根据玩家的经验以及厂家的推荐来选择合适功率的灯具。但是要记住,不同灯具之间不可以用他们的电源功率做比较。例如:认为400w的大龟=400w的T5=400w的led,这是错误的观念。他们的发光效率不同,不可以直接用功率去比较的。这也是为什么一个150w左右的LED能替代一个400w的大龟的原因。后面我们会一一介绍这三种灯具。
我们最后对这篇灯光的篇章做一个总结:
  • 对于海水中的珊瑚来说,对他们最有效的光的波段是400-500nm波段,其中420nm 430nm 390nm波段可以很好的激发出荧光色,同时这个波段也刺激珊瑚发色;
  • 开灯的起止时间随你自己把控,每日的被强光照射时间应当控制在7-9小时,低光状态下可以延长;
  • 选择灯管、金卤灯泡或者调整LED光谱时,要注意主要提供400-500nm波段的光,同时注意提供390nm、420nm、430nm波段的光来辅助荧光色;
  • 珊瑚并不是需要“亮”的光,他们需要的是有效促进光合作用的光;
  • 不要直接用电源功率来比较LED、T5、与金属卤素灯。
好了,灯光我就介绍这么多吧,后面在“0基础柏林开缸”系列中,我会详细的介绍T5,LED,卤素灯的选择及对比。希望通过这篇文章各位心里能够有底。
这里没办法去介绍LED的通道强度如何设置,因为要根据鱼缸生物品种,状态自己把握强度。但是你肯定应该知道篮紫可以开高,白红绿要开低,UV要适当。
勇敢的去动手调整吧,只有敢动手,认真观察,才是从菜鸟迈向高手的第一步!
参考文献:
By Dmitry Karpenko, Vahe Ganapetyan Light in the Reef Aquaria
C.D'Angelo, J.Wiedeion XR30w wins the 2011 Reef Builders LED showdown
Leletkin V.A., Popova L.I., Light absorption by carotenoid peridinin in zooxanthellae cell and setting down of hermatypic coral to depth, Zh. Obshch. Biol. 2005 May-Jun;66 (3)
光合有效辐射PAR与光照强度lux的联系
百度百科:什么是光合有效辐射PAR?
百度百科:全光谱:
百度百科:显色指数
百度百科:色温
Flow at WWC
周洁, 周洁, 施祺, et al. 三亚造礁石珊瑚虫黄藻光合作用效率的日周期及其调控因素[J]. 热带海洋学报, 2014, 33(1):81-89.

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