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大功率LED對水生動植物生長的影響

編輯：chris 2012-09-03 10:56:27 瀏覽：2011 來源：

　　為探究光照條件對水生動植物的影響，基于水生動植物是在全譜太陽光下進化、生長，選擇性接收各種平衡光質的事實，進行了單色LED光源對水生植物和水生動物影響，以及紫外線對藻類棲息影響的實驗。通過實驗得到了LED水族照明燈具的設計參數。

　　近年來，我國休閑、觀賞漁業發展勢頭強勁，已成為漁業發展中的一個新亮點，觀賞魚正“游”入尋常百姓家庭。生態水族的主角是魚、水草，視覺欣賞是其主要功能。水族箱的照明系統起著決定性作用，LED被認為是未來主要的、理想的人工水生動植物補光光源，具有高亮度、波帶窄、節能、環保、壽命長等優點。因此，開展了單色LED對水生動植物影響的實驗研究，得到了LED在水族照明中的應用原理及關鍵技術參數。

一、實驗部分

　　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），水生動物（虎皮魚、紅箭魚、黑瑪利），藻群；樣本取自河北大學和魚蟲市場。實驗光照條件由本課題研制的大功率LED光源提供。

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

2、實驗方法

　　（1）單色LED光照對水生植物生長的影響

　　試驗設置紅、白、綠、黃、藍、紅藍和紫光7種光照條件，將長勢相近，形態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個燒杯中（燒杯中放入等量的相同品質的蒸餾水）；將7個試驗組分別用本研究設計的R、B、Y、G、W、R+B、UV7種光照條件進行光照處理，無自然光照，各光源之間互不影響，光源懸掛高度為10cm，用微電腦定時裝置設置光照時段，時間為:每天6∶00～8∶00；10∶00～12∶00；14∶00～16∶00；18∶00～20∶00。

　　觀測指標：測定香菇草的葉片面積、株高、新增葉片數和側根數；測定金錢草新增側根數和植株的高度，統計分析株高絕對增長量與相對增長量；測定青絲紅葉株高、節數和側根數；測定水葫蘆莖粗、葉片面積和新增葉片數。

　　（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個試驗組，每組各10枝扦插于兩個水草缸內；分別用“R+B”光源和植物熒光燈進行光照處理，處理方式同（1）；每周記錄每枝株高、葉片數、側芽數和側根數。

（3）單色LED光照對魚生長的影響[4，6]

　　試驗設置6個試驗組，每個魚缸為一組，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個試驗組的光照處理方法同（1）（無R+B模式）。

　　試驗開始后1min、5min、10min、20min、1h、2h、4h觀察魚的光適應狀況；于試驗的開始、20天、40天用自制方式測量每組魚的魚長度和魚的重量，分類統計，記錄魚長度的增長的平均值和魚體重增長的絕對和相對增加值；隨時觀察記錄水質變化、魚的體色變化、生長狀況、生存能力，在每次觀察時，將死魚按其相同的種類和相當的重量及時地給予補充。

（4）單色LED光照對綠色杜氏藻生長速率的影響[5]

　　試驗用綠色杜氏藻由河北大學生命科學院提供。錐形瓶經煮沸消毒。用250mL錐形瓶取藻液若干，再加入BBM培養液，藻液與培養液的體積比為1∶3，然后在設定的試驗條件下進行培養，每天搖瓶數次。

　　試驗設置5個試驗組，分別置于本研究設計的R、B、Y、G、W光源下進行培養，每組設置3個重復，光照周期為12L∶12D，培養3d后取出，測定其生長速率。

（5）紫外線對藻類棲息的影響

取一定量的藻類群，放置在培養皿中，加入BBM培養液，1d后，用顯微鏡察藻類群的種類；搖勻上培養液，分別吸取3ml藻細胞懸液置于7個小培養皿內，再將培養皿置于距功率為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。