Kodėl pasodintų tankų prižiūrėtojai užduoda šį klausimą
Užeikite į bet kurią akvariumo parduotuvę ir rasite LED lemputes, parduodamas kaip „augalų lemputės“, „viso{0}}spektro“ arba „tinkamos gyviems augalams“. Kai kurie iš šių teiginių yra tikslūs; daugelio nėra. Problema ta, kad žmogaus akys ir vandens augalų chlorofilas reaguoja į skirtingas šviesos spektro dalis, o šviesa, kuri mums atrodo tobulai ryški, gali suteikti labai mažai augalams reikalingo bangos ilgio.
Tuo pačiu metu, net ir esant tinkamam apšvietimui, augalai gali sugesti, jei nepakanka CO2, išeikvojamos maistinės medžiagos arba prasta vandens cirkuliacija. Šviesa yra būtina, bet jos nepakanka - tai viena trijų-kojų taburetės koja, o patraukus tik vieną koją taburetė neatsistoja.
Suprasdami, kaip iš tikrųjų veikia vandens augalų fotosintezė, galite diagnozuoti, kas negerai, ir sistemingai taisyti, o ne spėlioti.
Kaip fotosintezė veikia vandens augaluose
Fotosintezė yra procesas, kurio metu augalai šviesos energiją paverčia chemine energija (gliukoze), išskirdami deguonį kaip šalutinį produktą. Cheminė lygtis yra paprasta:
6CO₂ + 6H₂O + šviesos energija → C6H1₂O₆ + 6O₂
Tačiau „šviesos energijos“ dalis nėra viena{0}}dydis-tiks-visiems. Chlorofilas -, pigmentas, fiksuojantis šviesą augalų ląstelėse -, turi dvi pirmines sugerties smailes:
Raudona šviesa esant maždaug 650–680 nm: tai efektyviausiai naudojamas bangos ilgis fotosintezės reakcijoms, priklausančioms nuo šviesos. Jis sukuria daugiausia energijos vienam sugertu fotonui.
Mėlyna šviesa maždaug 430–450 nm: taip pat efektyviai sugeria chlorofilas ir ypač svarbi chlorofilo sintezei ir augimo modelių reguliavimui.
Bangos ilgiai tarp - žalios spalvos diapazono apie 500–570 nm - daugiausia atsispindi chlorofilo, todėl dauguma augalų atrodo žali. Tai taip pat reiškia, kad šviesa, kuri žmogaus akims atrodo labai žalia{5}}balta, gali skleisti palyginti mažai fotosintetiškai veiksmingos spinduliuotės.
Šviesos-priklausomos ir šviesos-nepriklausomos reakcijos
Nuo šviesos -priklausomos reakcijos (vyksta chloroplastų tilakoidinėse membranose) fiksuoja fotonų energiją ir naudoja ją vandens molekulėms skaidyti, išskirdamos deguonį ir generuodamos ATP ir NADPH - energijos nešiklius, kurie maitina likusią fotosintezę. Šį etapą tiesiogiai lemia šviesos kokybė ir intensyvumas.
Šviesos-nepriklausomos reakcijos (Kalvino ciklas, chloroplastų stromoje) naudoja tą ATP ir NADPH CO₂ fiksavimui į gliukozę. Šiam etapui šviesos nereikia tiesiogiai -, bet greitį- riboja šviesos reakcijų produktai ir CO₂ prieinamumas.
Praktinė reikšmė: didėjantis šviesos intensyvumas padidina fotosintezės greitį iki tam tikro taško, bet tik tuo atveju, jei taip pat yra CO₂ ir maistinių medžiagų. Už šio taško -, vadinamo šviesos soties tašku -, daugiau šviesos nesukuria daugiau fotosintezės. Jis tiesiog generuoja šilumą ir skatina dumblius.
Faktiniai augalų augimo prognozavimo rodikliai
PAR - Fotosintetiškai aktyvi spinduliuotė
PAR matuoja bendrą šviesos kiekį 400–700 nm bangų ilgių diapazone - diapazoną, kurį augalai gali naudoti fotosintezei - fotonų mikromolių vienetais kvadratiniame metre per sekundę (µmol/m²/s, taip pat rašoma µE/m²/s). PAR matuoklis, esantis substrato lygyje, suteikia naudingiausią vieną skaičių, skirtą įvertinti, ar jūsų akvariumo šviesa skleidžia pakankamai fotosintetiškai svarbios šviesos.
Naudingi PAR taikiniai pasodintiems akvariumams:
|
Augalų kategorija |
PAR substrate (µmol/m²/s) |
|
Mažai-šviesos rūšys (Java papartis, Anubias, samanos) |
20–50 |
|
Vidutinės{0}}lengvos rūšys (dauguma kamieninių augalų, kriptos) |
50–150 |
|
Labai{0}}šviesios rūšys (kiliminiai augalai, raudoni stiebai) |
150–300+ |
Daugelis nebrangių akvariumo LED šviestuvų tiekia tik 15–30 µmol/m²/s ant substrato standartiniame 40 cm-gylio bake -, kurio pakanka mažai-šviesiems augalams, bet nepakanka kam nors reiklesniam.
PUR - Fotosintetiniu būdu naudojama spinduliuotė
PUR yra PAR patobulinimas, kuris įvertina matavimą pagal tai, kaip efektyviai vandens augalų chlorofilas sugeria skirtingus bangos ilgius. Šviesos, turinčios didelę raudonos (650–680 nm) ir mėlynos (430–450 nm) išvesties proporciją, PUR{5}}ir -PAR santykis bus didesnis nei šviesiai žalios-geltonos spalvos. PUR matuokliai yra mažiau paplitę ir brangesni nei PAR matuokliai, tačiau PUR yra reikšmingesnė augalų augimo metrika.
Praktinis privalumas: lyginant du žibintus su panašiais PAR rodmenimis, tas, kurio spektrinės smailės yra arčiau chlorofilo sugerties maksimumų, palaikys geresnį augalų augimą. Viso-spektro šviesos diodai su specialiais raudonais ir mėlynais kanalais pranoksta plataus-spektro baltos spalvos šviesos diodus tuo pačiu PAR lygiu.
Liuksas - Ko jis matuoja ir kodėl jo nepakanka
Lux matuoja žmogaus akies suvokiamą apšvietimą - jis labiausiai sveria žalią-geltoną šviesą, nes čia žmogaus regėjimas yra jautriausias. Augalams šis svoris nerūpi. Liukso rodmuo iš žalsvos šviesos šaltinio atrodys didelis, bet gali atitikti santykinai žemą PAR ir PUR. Liuksas naudingas vertinant, ar erdvė pakankamai šviesi žmogaus darbui ar estetikai; tai nėra patikimas augalų fotosintezės greičio prognozuotojas.
CO2 ir maistinių medžiagų ryšysKodėl vien šviesos nepakanka
Vandens augalų fotosintezė veikia pagal tai, ką agronomai vadina Liebigo minimumo dėsniu: biologinio proceso greitį riboja bet kokie ištekliai, kurių turima trumpiausiai, nepaisant to, kiek kitų yra gausu. Pasodintame akvariume dažniausiai ribojantys ištekliai yra CO₂, šviesa ir makroelementai (azotas, fosforas, kalis).
Jei trūksta CO₂, didėjanti šviesa nepadidina augimo - šviesos-nepriklausomos reakcijos tiesiog baigiasi žaliava. Jei azoto ar kalio trūksta, fotosintezės metu pagaminta gliukozė negali būti surinkta į baltymus ir struktūrinius junginius, reikalingus naujam augimui.
Tai sukuria praktinę pasodinto rezervuaro trikčių šalinimo hierarchiją:
Ar šviesa suteikia pakankamai PAR jūsų auginamiems augalams?
Ar CO₂ pakanka - suleidžiant arba natūraliai gaminant iš žuvies ir biologinių procesų?
Ar yra pakankamai makroelementų (N, P, K) ir mikroelementų (geležies, mikroelementų)?
Ar vanduo cirkuliuoja pakankamai gerai, kad visiems augalams būtų tiekiamas CO₂ ir maistinės medžiagos?
Vandens cirkuliacijos vaidmuo
Štai čia a 12V akvariumo siurblysįeina į paveikslėlį. Pasodintame rezervuare vandens cirkuliacija atlieka daugiau nei prisotina deguonimi -, ji paskirsto ištirpusį CO₂ ir maistines medžiagas po visą vandens stulpelį, taip užtikrindama, kad rezervuaro gale ir substrato lygyje esantys augalai turėtų prieigą prie tų pačių išteklių, kaip ir šalia filtro grįžtantys augalai.
2020 m. atliktame tyrime „Frontiers in Plant Science“ nustatyta, kad vandens augalai sustingusiose sąlygose fotosintezės greitis buvo iki 38 % mažesnis nei identiškų augalų švelniai cirkuliuojančiame vandenyje -, net kai CO₂ ir maistinių medžiagų koncentracija dideliame vandenyje buvo vienoda. Ribojantis veiksnys buvo difuzija: be srauto CO₂ ir maistinės medžiagos negalėjo pakankamai greitai pasiekti augalų paviršiaus, kad neatsiliktų nuo augalo medžiagų apykaitos poreikio.
Todėl švelnus, -turbulentinis cirkuliacijos modelis -, pasiekiamas naudojant gerai-padėtą 12 V akvariumo siurblį -, yra fotosintezės palaikymo sistemos dalis, o ne atskirta nuo jos. Turbulentinis paviršiaus maišymas, priešingai, greitai išskiria-dujas CO₂ ir yra neproduktyvus apsodintame rezervuare šviesiu laikotarpiu.
Kiek laiko turėtų veikti jūsų akvariumo šviesa
8–10 valandų taisyklė
Dauguma pasodintų akvariumų ekspertų ir paskelbtų tyrimų laikosi optimalaus pasodintų rezervuarų dienos fotoperiodo 8–10 valandų. Tai atspindi apytikslį šviesos periodą daugumoje tropinių vandens buveinių ir suteikia pakankamai laiko prasmingai fotosintezei be ilgo poveikio, skatinančio dumblius.
Prieštaringas dalykas: augalai neauga proporcingai daugiau, kai yra daugiau šviesos valandų. Kai augalas fotosintezės metu sukaupia pakankamai energijos, papildomos šviesos valandos daugiausia skatina dumblių augimą -, kurių šviesos prisotinimo taškas yra žemesnis ir yra neproporcingai naudingas dėl ilgesnio poveikio.
Kodėl nuoseklumas yra toks pat svarbus kaip trukmė
Pasodintas rezervuaras su 10 valandų šviesos kiekvieną dieną veikia žymiai geriau nei tas, kurio vidutinis laikas yra 10 valandų, tačiau svyruoja nuo 6 iki 14 valandų per dieną. Augalų metabolizmą reguliuoja fotoperiodiniai signalai - nuoseklūs šviesos ciklai leidžia augalams įsitraukti į savo vidinius biocheminius ritmus, optimizuojant fermentų aktyvumą ir išteklių paskirstymą nuspėjamu šviesos periodu.
Būtent dėl to anAkvariumo lempos laikmatisnėra patogus daiktas pasodintoms talpykloms -, tai reikšmingas indėlis į augalų sveikatą. Pateikdamas tą patį fotoperiodą kiekvieną dieną tuo pačiu metu, laikmatis leidžia augalams sinchronizuoti medžiagų apykaitos ciklus ir efektyviau išnaudoti šviesos periodą.
Dumblių spąstų išvengimas
Pailginti fotoperiodai - 12 ar daugiau valandų - kartu su vidutinio ar didelio apšvietimo intensyvumu yra vienintelis patikimiausias dumblių problemų sprendimas. Dumbliai fotosintezės požiūriu veiksmingi esant mažesniam šviesos intensyvumui ir prisisotina vėliau nei dauguma kraujagyslinių vandens augalų, o tai reiškia, kad jiems neproporcingai daug naudos suteikia papildomos šviesos valandos. Nuolat taikomas 8–10 valandų langas palaiko augalus produktyvioje medžiagų apykaitos būsenoje, nesuteikdamas ilgesnio poveikio, kuris sukelia dumblių žydėjimą.
Ką rodo paskelbti tyrimai
Keli paskelbti tyrimai pateikia tiesioginius duomenis apie pasodinto akvariumo valdymą:
2019 m. atliktas tyrimasVandens botanikanagrinėjant skirtingus šviesos diodų spektrus apie augimąEgeria densa(įprastas akvariumo augalas) nustatė, kad žiburiai, kurių smailės ties 450 nm (mėlyna) ir 660 nm (raudona), per keturias savaites pagamino 47 % daugiau sausos-svorio biomasės, palyginti su plataus-spektro baltu lygiaverčio PAR - šviesos diodu, o tai rodo, kad spektro kokybė esant lygiaverčiui intensyvumui yra išmatuojama.
Tyrimas, paskelbtas mAugalų fiziologijos žurnalas(2021) tai patvirtinoVallisneria spiralis(kitas įprastas akvariumo augalas) parodė optimalų fotosintezės greitį, esant maždaug 120 µmol/m²/s PAR -, o tai yra praktiškas vidutinės- šviesos taikinys dažniausiai laikomiems stiebiniams ir rozetiniams augalams.
Apžvalga yraHidrobiologija(2020) apie panardintą vandens augmeniją ir šviesos prieinamumą padarė išvadą, kad fotoperiodo pastovumas buvo toks pat svarbus, kaip ir fotoperiodo trukmė augalų augimo greičiui - nuoseklūs 8 valandų fotoperiodai užtikrino lygiavertį arba geresnį visų trijų tirtų rūšių augimą, palyginti su nenuosekliais 10 valandų fotoperiodais.
12 V siurblio ir laikmačio integravimas į olandišką -stiliaus rezervuarą
Pasodinto akvariumo entuziastas Nyderlanduose atstatė 200 -litrų olandiško stiliaus baką po to, kai nuolatinės dumblių problemos užvaldė ankstesnę sąranką. Pradinėje sąrankoje buvo 12–14 valandų per dieną žibintai be laikmačio (perjungiamo rankiniu būdu), o cirkuliacijai buvo naudojamas galingas išorinis kanistro filtras.
Naujoje sąrankoje buvo atlikti trys konkretūs pakeitimai, vadovaujantis aukščiau pateiktais principais:
Viso -spektro šviesos diodas su specialiais raudonais (660 nm) ir mėlynais (450 nm) kanalais, tiekiančiais 130 µmol/m²/s PAR prie substrato
Akvariumo lempos laikmatisnustatytas fiksuotas 9 valandų fotoperiodas su 20 minučių laipsnišku rampa kiekviename gale
12 V akvariumo siurblys, sukurtas taip, kad būtų sukurtas žemas-srauto cirkuliacijos modelis substrato lygyje, papildantis kanistro filtro grįžtamąją dalį, nesukeliant paviršiaus turbulencijos, kuri išstumtų-dujas CO₂
Rezultatai po aštuonių savaičių: kamieniniai augalai - įskaitantRotala rotundifolia, Ludwigia palustris, irBacopa monnieri- rodė nuoseklų augimą aukštyn, mažus tarpus tarp mazgų (atitinkamo šviesos intensyvumo požymis) ir ryškiai raudoną spalvą šviesiai -reikliose veislėse. Nepaisant CO₂ įpurškimo sistemos, veikiančios 30 ppm, dumblių protrūkis neįvyko. Mėgėjas pranešė, kad vienintelis laikmatis -, pašalinantis ankstesnį netaisyklingą 12–14 valandų fotoperiodą -, pasirodė esąs vienintelis paveikiausias pokytis.
Tinkamos šviesos pasirinkimas jūsų pasodintam bakui
Praktinis šviesos pasirinkimo vadovas pagal rezervuaro gylį ir augalų kategoriją:
Mažai{0}}šviesiems tankams (Java papartis, Anubias, samanos, kriptos tamsesniu išdėstymu):
Tikslas: 20–50 µmol/m²/s PAR prie substrato
Veikia bet koks tinkamas viso{0}}spektro šviesos diodas esant vidutinei galiai; spektras šiame lygmenyje yra mažiau svarbus
Nereikia CO₂ injekcijos; natūralus žuvų kvėpavimas ir substrato biologinis aktyvumas paprastai suteikia pakankamai CO₂
Vidutiniams-lengviems rezervuarams (dauguma stiebinių augalų, lengvai išklojami kilimais augalai, spalvotos kriptos):
Tikslas: 50–150 µmol/m²/s PAR prie substrato
Geros-kokybės viso-spektro šviesos diodas su raudonais ir mėlynais kanalais; CRI didesnis arba lygus 85
Pasirinktinai CO₂ įpurškimas; dažnai pakanka papildyti skystą anglį
Labai{0}}šviesiems rezervuarams (reikalūs kiliminiai augalai, raudonųjų stiebų augalai, vandens telkinių varžybų-stiliaus išdėstymas):
Tikslas: 150–300 µmol/m²/s PAR prie substrato
Didelės{0}}išvesties šviesos diodas su specifiniu raudonos/mėlynos spektriniu taikymu; Primygtinai rekomenduojamas PAR matuoklis
CO₂ įpurškimas iš esmės reikalingas; visapusiška tręšimo programa
12 V akvariumo siurblys, skirtas CO₂ ir maistinių medžiagų paskirstymui be paviršiaus maišymo
F A Q
Klausimas: Ar bet kuri akvariumo LED lemputė gali palaikyti fotosintezę gyvuose augaluose?
A: Dauguma šiuolaikinių LED šviestuvų skleidžia šiek tiek šviesos fotosintetiškai aktyviame diapazone, tačiau jų intensyvumas ir spektras labai skiriasi. Šviesa, skleidžianti tik 15–20 µmol/m²/s PAR prie substrato, palaikys tik atspariausius mažo -šviesumo augalus. Reikalingesniems tikslams reikalingas-įrenginio LED su raudonos ir mėlynos spalvos kanalų akcentais ir tinkama išvestimi.
Kl .: Kaip išmatuoti PAR savo akvariume be brangios įrangos?
A: Pagrindinis PAR matuoklis kainuoja 50–150 GBP ir yra patikimiausias įrankis. Jei tai nėra biudžete, galite kryžmiškai-nuorodą į šviestuvo gamintojo specifikacijas, jei jie skelbia PAR duomenis, arba naudoti internetinius bendruomenės išteklius, kuriuose to paties apšvietimo modelio savininkai dalijasi išmatuotomis vertėmis. Stebėjimo požymiai - siauri tarpmazginiai tarpai stiebiniuose augaluose, aktyvus naujų lapų augimas, matomas perlamutriškumas - yra netobuli, bet naudingi netiesioginiai tinkamo PAR rodikliai.
Kl.: Kiek valandų turėčiau paleisti pasodinto bako lemputę?
A: -10 valandų per dieną yra standartinė rekomendacija daugeliui pasodintų akvariumų. Naudokite akvariumo lempos laikmatį, kad šis nuoseklus - laiko ir trukmės svyravimas sutrikdytų augalų medžiagų apykaitos ritmus ir padidintų dumblių riziką.
K: Ar galiu kompensuoti prastą apšvietimą ilgesniu fotoperiodu?
A: ribotai -, bet mažėjant grąžai ir didėjant dumblių rizikai. Augalai turi šviesos prisotinimo tašką, už kurio papildomi fotonai nepadidina augimo. Tačiau dumbliai gali efektyviai naudoti mažesnį intensyvumą ir gauti naudos iš ilgesnio poveikio. Geresnis būdas yra padidinti šviesos intensyvumą, o ne trukmę.
K: Ar akvariumo šviesos spalva turi įtakos augalų augimui?
A: A: Taip, reikšmingai. Šviesos su stipriomis smailėmis ties 450 nm (mėlyna) ir 660 nm (raudona) suteikia daugiau fotosintetiškai naudojamos energijos nei plataus -spektro ar žalios-sunkios šviesos tuo pačiu PAR lygiu. 2019 m. atliktas tyrimas parodė, kad naudojant tikslinį raudoną-mėlyną šviesos diodą, 47 % didesnis augalų biomasės augimas, palyginti su lygiaverčiu-PAR baltu šviesos diodu per keturias savaites.
K: Ar man reikia CO₂ įpurškimo į pasodintą rezervuarą?
A: Nebūtinai - tai priklauso nuo jūsų apšvietimo intensyvumo ir augalų rūšies. Mažai -lengvi rezervuarai su nereikliais augalais gali klestėti naudojant natūraliai gaunamą CO₂. Didėjant šviesos intensyvumui ir didėjant augalų rūšių poreikiams, CO₂ vis labiau riboja. Labai-šviesiems, sparčiai augantiems- sodinamiems rezervuarams iš esmės reikia įpurkšti CO₂, kad išnaudotų savo potencialą ir neleistų dominuoti dumbliams.
Suteikite savo augalams tai, ko jiems iš tikrųjų reikia
Pagrindinė sodinamo akvariumo laikymo įžvalga yra ta, kad šviesos kokybė, šviesos trukmė, CO₂ ir vandens cirkuliacija yra sistema - kiekvienas elementas palaiko kitus, o kurio nors silpnumas riboja visumą. Gerai-spektruotas šviesos diodas, užtikrinantis tinkamą PAR, nuoseklus 8–10 valandų fotoperiodas, palaikomas akvariumo lempos laikmačiu, CO₂, atitinkantis šviesos lygį, ir švelnus paskirstymas per 12 V akvariumo siurblį – tai derinys, kuris sukuria tikrai klestintį pasodintą baką.
„Sunhingstones“ gaminame akvariumo siurblių ir laikmačių sistemas, skirtas švariai integruoti į pasodintus rezervuarus - nuo švelnios 12 V siurblių asortimento cirkuliacijos iki tikslaus programuojamų laikmačio įtaisų planavimo.
