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大功率LED對(duì)水生動(dòng)植物生長的影響

編輯：chris 2012-09-03 10:56:27 瀏覽：1900 來源：

　　為探究光照條件對(duì)水生動(dòng)植物的影響，基于水生動(dòng)植物是在全譜太陽光下進(jìn)化、生長，選擇性接收各種平衡光質(zhì)的事實(shí)，進(jìn)行了單色LED光源對(duì)水生植物和水生動(dòng)物影響，以及紫外線對(duì)藻類棲息影響的實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)得到了LED水族照明燈具的設(shè)計(jì)參數(shù)。

　　近年來，我國休閑、觀賞漁業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，已成為漁業(yè)發(fā)展中的一個(gè)新亮點(diǎn)，觀賞魚正“游”入尋常百姓家庭。生態(tài)水族的主角是魚、水草，視覺欣賞是其主要功能。水族箱的照明系統(tǒng)起著決定性作用，LED被認(rèn)為是未來主要的、理想的人工水生動(dòng)植物補(bǔ)光光源，具有高亮度、波帶窄、節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此，開展了單色LED對(duì)水生動(dòng)植物影響的實(shí)驗(yàn)研究，得到了LED在水族照明中的應(yīng)用原理及關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。

一、實(shí)驗(yàn)部分

　　1、材料與儀器

　　水生植物（金錢草、水葫蘆、香菇草、青絲紅葉、虎耳及紅蝴蝶），水生動(dòng)物（虎皮魚、紅箭魚、黑瑪利），藻群；樣本取自河北大學(xué)和魚蟲市場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)光照條件由本課題研制的大功率LED光源提供。

LED（5W紅、藍(lán)、白、綠、黃、紫、紅藍(lán)）；燒杯、培養(yǎng)皿、溫度計(jì)；自制水草缸、魚缸；微電腦時(shí)間控制器等；主要儀器有PMS-50光譜分析系統(tǒng)、LED626分布光度計(jì)、TES-1332A照度計(jì)、電子天平、NJ2-1正置式金相顯微鏡等。

2、實(shí)驗(yàn)方法

　?。?FONT face="Times New Roman">1）單色LED光照對(duì)水生植物生長的影響

　　試驗(yàn)設(shè)置紅、白、綠、黃、藍(lán)、紅藍(lán)和紫光7種光照條件，將長勢(shì)相近，形態(tài)相似的水生植物的幼苗分為7組，每組4種（金錢草、水葫蘆、青絲紅葉、香菇草），每種10株，分裝在21個(gè)燒杯中（燒杯中放入等量的相同品質(zhì)的蒸餾水）；將7個(gè)試驗(yàn)組分別用本研究設(shè)計(jì)的R、B、Y、G、W、R+B、UV7種光照條件進(jìn)行光照處理，無自然光照，各光源之間互不影響，光源懸掛高度為10cm，用微電腦定時(shí)裝置設(shè)置光照時(shí)段，時(shí)間為:每天6∶00～8∶00；10∶00～12∶00；14∶00～16∶00；18∶00～20∶00。

　　觀測(cè)指標(biāo)：測(cè)定香菇草的葉片面積、株高、新增葉片數(shù)和側(cè)根數(shù)；測(cè)定金錢草新增側(cè)根數(shù)和植株的高度，統(tǒng)計(jì)分析株高絕對(duì)增長量與相對(duì)增長量；測(cè)定青絲紅葉株高、節(jié)數(shù)和側(cè)根數(shù)；測(cè)定水葫蘆莖粗、葉片面積和新增葉片數(shù)。

　　（2）LED組合光源與熒光燈下水生植物生長的比較將水生植物虎耳和紅蝴蝶分為2個(gè)試驗(yàn)組，每組各10枝扦插于兩個(gè)水草缸內(nèi)；分別用“R+B”光源和植物熒光燈進(jìn)行光照處理，處理方式同（1）；每周記錄每枝株高、葉片數(shù)、側(cè)芽數(shù)和側(cè)根數(shù)。

（3）單色LED光照對(duì)魚生長的影響[4，6]

　　試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)試驗(yàn)組，每個(gè)魚缸為一組，每組放入虎皮、紅箭、黑瑪利各10條，清道夫魚1條每組水質(zhì)相同，增氧泵全天增氧，定期換水、藥物消毒。每天喂食1次，每次0.05克。6個(gè)試驗(yàn)組的光照處理方法同（1）（無R+B模式）。

　　試驗(yàn)開始后1min、5min、10min、20min、1h、2h、4h觀察魚的光適應(yīng)狀況；于試驗(yàn)的開始、20天、40天用自制方式測(cè)量每組魚的魚長度和魚的重量，分類統(tǒng)計(jì)，記錄魚長度的增長的平均值和魚體重增長的絕對(duì)和相對(duì)增加值；隨時(shí)觀察記錄水質(zhì)變化、魚的體色變化、生長狀況、生存能力，在每次觀察時(shí)，將死魚按其相同的種類和相當(dāng)?shù)闹亓考皶r(shí)地給予補(bǔ)充。

（4）單色LED光照對(duì)綠色杜氏藻生長速率的影響[5]

　　試驗(yàn)用綠色杜氏藻由河北大學(xué)生命科學(xué)院提供。錐形瓶經(jīng)煮沸消毒。用250mL錐形瓶取藻液若干，再加入BBM培養(yǎng)液，藻液與培養(yǎng)液的體積比為1∶3，然后在設(shè)定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行培養(yǎng)，每天搖瓶數(shù)次。

　　試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)試驗(yàn)組，分別置于本研究設(shè)計(jì)的R、B、Y、G、W光源下進(jìn)行培養(yǎng)，每組設(shè)置3個(gè)重復(fù)，光照周期為12L∶12D，培養(yǎng)3d后取出，測(cè)定其生長速率。

（5）紫外線對(duì)藻類棲息的影響

取一定量的藻類群，放置在培養(yǎng)皿中，加入BBM培養(yǎng)液，1d后，用顯微鏡察藻類群的種類；搖勻上培養(yǎng)液，分別吸取3ml藻細(xì)胞懸液置于7個(gè)小培養(yǎng)皿內(nèi)，再將培養(yǎng)皿置于距功率為15W的紫外燈源下20cm處，分別照射0s、3min、5min、7min、10min、13min、15min、17min、20min，目視和顯微鏡觀察藻群變化。