Ar akvariumo lemputės gali imituoti natūralią dieną ir naktį?

Laukinėje gamtoje vandens aplinką, kurioje dažniausiai auginamos žuvys ir augalai, valdo nuspėjamas šviesos ir tamsos ciklas, kurį lemia saulė. Atogrąžų regionuose, esančiuose netoli pusiaujo -, kur dauguma akvariumo žuvų kilę iš -, šis ciklas yra nepaprastai pastovus ištisus metus-: apytiksliai 11–13 valandų dienos šviesos, po to 11–13 valandų tamsos, kiekvieną dieną su minimaliais sezoniniais pokyčiais.

Šis nuoseklumas nėra atsitiktinis. Biologinės augalų ir gyvūnų sistemos, kurios išsivystė šiose aplinkose, yra tiksliai sukalibruotos pagal šį ritmą. Žuvys reguliuoja savo hormonų ciklus, maitinimosi elgseną ir miego būsenas aplink ją. Augalai laiko savo fermentų aktyvumą, fotosintezės pajėgumą ir augimo ciklus. Ciklo nuspėjamumas yra toks pat svarbus kaip ir pats ciklas.

Akvariumas yra visiškai uždara sistema be natūralios šviesos (daugumoje sąrankų). Viduje esančios žuvys ir augalai neturi prieigos prie jokios dienos{1}}nakties signalo, išskyrus tuos, kuriuos pateikiate. Jei nustatysite nuoseklų, tinkamai nustatytą šviesos ciklą, jie gali išlaikyti natūralų biologinį ritmą. Jei to nepadarysite, tie ritmai susilpnėja - ir atsiranda matomų pasekmių (dumblių problemos, žuvų įtempimas, blogas augalų augimas).

Nuolatinė šviesa: greičiausias kelias į dumblius ir stresą patiriančias žuvis

Akvariumo šviesų palikimas nuolat įjungtas - arba arti jo, su 16+ valandų fotoperiodais - yra vienas patikimiausių būdų sukelti dumblių protrūkį. Štai kodėl:

Dumblių šviesos prisotinimo taškas yra žemesnis nei daugumos kraujagyslių vandens augalų. Tai reiškia, kad jie gali toliau naudoti šviesą ir augti tokiu intensyvumu, kai kraujagysliniai augalai jau yra pasiekę savo produktyvumo maksimumą arba šalia jo. Be to, dumbliams nereikia „tamsiosios fazės“ atsigavimo laikotarpio, kurį kraujagysliniai augalai naudoja fotoasimiliatams iš lapų eksportuoti ir fermentų sistemoms papildyti. Nuolatinė šviesa suteikia dumbliams medžiagų apykaitos pranašumą, kurį jie naudoja agresyviai.

Žuvims nuolatinė šviesa yra vienodai problematiška. Žuvims reikia tamsios fazės:

Melatonino gamyba: žuvyje esanti kankorėžinė liauka gamina melatoniną, reaguodama į tamsą, pranešdama kūnui, kad jau naktis. Melatoninas reguliuoja imuninę funkciją, augimo hormono išsiskyrimą ir atstatymo procesus, vykstančius poilsio metu.

Kortizolio reguliavimas: be tinkamos nakties fazės kortizolis (streso hormonas) negali sekti įprasto rytinio piko ir vakaro/nakties mažėjimo ciklo. Pradinis kortizolio kiekis chroniškai pakyla nuolat veikiant šviesai.

Elgesio poilsis: Žuvys miega kitaip nei žinduoliai, tačiau joms būdingi poilsio laikotarpiai, kuriems būdingas sumažėjęs aktyvumas ir reagavimas. Nuolatinė šviesa to neleidžia.

2019 m. atliktas tyrimasEksperimentinės zoologijos žurnalasnustatė, kad zebrafiniai žuvys, laikomos pastovioje šviesoje tik penkias dienas, parodė žymiai padidėjusį kortizolio kiekį, susilpnėjo imuninės sistemos žymenys ir sutriko reprodukcinis elgesys, palyginti su kontrolinėmis žuvimis normaliu 12:12 ciklu.

Nereguliarūs tvarkaraščiai: lėtesnė, subtilesnė žala

Atsitiktinės šviesos tvarkaraščiai - skiriasi ir laiku, ir trukme kiekvieną dieną - sukuria kitokio tipo problemą. Vietoj ūmaus nuolatinės šviesos įtampos jie sukelia laipsnišką biologinių ritmų desinchronizaciją, kuri pasireiškia subtiliau.

Augalams kintamas fotoperiodas sutrikdo fermentų aktyvumo ciklų laiką. Vandens augalai gamina skirtingus fermentus skirtingose ​​šviesos ciklo fazėse, o nuoseklus laikas leidžia jiems paruošti tinkamą biocheminę įrangą, kol to neprireiks. Kai apšvietimo grafikas kinta, šis preparatas yra netinkamas, todėl sumažėja medžiagų apykaitos efektyvumas ir augimo greitis -, net jei bendras šviesos valandų skaičius yra lygiavertis.

Žuvims nereguliarus šviesos grafikas prilygsta lėtiniam reaktyviniam atsilikimui. Vidinis laikrodis negali prisitvirtinti prie patikimo aplinkos signalo, todėl jo fazė šiek tiek skiriasi nuo faktinių sąlygų. Tyrimas inTarptautinė Chronobiology(2020) nustatė, kad žuvys, veikiamos netaisyklingų fotoperiodų, pasižymėjo imuninės funkcijos slopinimu, panašiu į tą, kuris stebimas esant pastoviai šviesai, nepaisant to, kad per dieną vidutiniškai buvo tiek pat šviesos valandų, kiek kontrolinės žuvys įprastu ciklu.

Svarbus sudėties poveikis: pasodintas rezervuaras, kuriame žuvys patiria subtilų stresą dėl nereguliaraus apšvietimo režimo, taip pat yra rezervuaras, kuriame augalai yra šiek tiek mažiau produktyvūs, o tai reiškia, kad mažiau gamina deguonį, mažiau konkuruoja dėl maistinių medžiagų su dumbliais ir apskritai mažiau stabili ekosistema. Kaskados efektas reiškia, kad apšvietimo tvarkaraščio nustatymas dažnai patobulina kelis matmenis vienu metu.

Gerai{0}}suplanuotas akvariumo apšvietimo grafikas turi tris fazes: aušrą, visą dieną ir sutemą. Kartu šios fazės suteikia aplinkos užuominas, įtvirtinančias augalų ir žuvų biologinius ritmus.

Trijų{0}}fazių metodas

Dawn (palaipsnis -aukštyn, 15–30 minučių): šviesa palaipsniui didėja nuo nulio iki viso intensyvumo per 15–30 minučių, imituodama saulėtekį. Taip užkertamas kelias fotoreakcijai iš nuostabos, kuri staigi šviesa{6}}sukelia žuvyse - kortizolio šuolį, kuris, kai kartojamas kasdien, prisideda prie chroniškai padidėjusio streso hormonų kiekio. Augalams laipsniškas tempas leidžia fotosintezės fermentų sistemoms mobilizuotis prieš pasiekiant visą fotonų srautą, o tai pagerina ankstyvą -dienos fotosintezės efektyvumą.

Visa diena (8–10 valandų visu intensyvumu): pagrindinis fotoperiodas, kurio metu fotosintezė vyksta maksimaliu greičiu. Daugumoje pasodintų rezervuarų 8–10 valandų yra optimalus intervalas -, kurio pakanka prasmingam augalų augimui be ilgo poveikio, kuris neproporcingai naudingas dumbliams.

Sutemus (palaipsniui pritemdoma-mažėjimas, 15–30 minučių): šviesa palaipsniui mažėja iki nulio, imituodama saulėlydį. Tai suteikia žuvims laiko nustatyti poilsio vietas ir pradėti savo elgesio nakties -būsenos perėjimą prieš visišką tamsą. Tai taip pat leidžia augalams pradėti keisti savo fermentų sistemas prieš staigų fotosintezės pabaigą.

Fotoperiodo ilgis pagal rezervuaro tipą

Mėnesienos režimas: ar verta?

Daugelyje pažangių akvariumo LED sistemų yra „mėnulio šviesos“ režimas - labai mažo-intensyvumo mėlyna arba balta šviesa, kuri veikia tamsos fazės metu. Naktinėms žuvų rūšims (šamams, žuvėliams, daugeliui žuvų) mėnulio šviesos fazė, kuri suteikia pakankamai šviesos, kad būtų galima stebėti jų veiklą, nesutrikdant jų tamsaus -fazės elgsenos, yra tikrai vertinga. Cichlidų neršto elgsenos tyrimais nustatyta, kad natūraliai mėnulio apšviestomis sąlygomis neršiančių rūšių žuvys neršia dažniau rezervuaruose, kuriuose yra mažo -intensyvumo mėnulio šviesos fazė.

Daugumoje bendruomenės rezervuarų, kuriuose nėra specialiai naktinės paskirties gyvūnų, mėnulio šviesos režimas yra labiau estetinė, o ne biologinė būtinybė. Jei naudojate, laikykite intensyvumą žemiau 1 % dienos galios ir naudokite ne ilgiau kaip 2–3 valandas, kad nesusikauptų šviesa, kuri sutrikdo tikrąją tamsos fazę.

Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, vienintelis įtakingiausias įrangos pakeitimas, kurį gali atlikti dauguma akvariumo prižiūrėtojų, yra įdiegti patikimą akvariumo lempos laikmatį. Ne todėl, kad laikmačiai yra technologiškai įspūdingi, o todėl, kad jie pašalina žmogaus nenuoseklumą iš svarbiausio rezervuaro aplinkos kintamojo.

Mechaniniai vs skaitmeniniai laikmačiai

Mechaniniai laikmačiai naudoja besisukantį ratuką su fiziniais skirtukais, kad nustatytų įjungimo / išjungimo periodus 15-minučių žingsniais. Jie yra paprasti, nebrangūs ir patikimi. Apribojimai yra tikslumas (± 15 minučių, to pakanka akvariumams), vienas įjungimo / išjungimo įvykis per dieną (nėra kelių fazių planavimo) ir nėra laipsniško pritemdymo galimybės.

Skaitmeniniai laikmačiai siūlo kelis programuojamus įjungimo / išjungimo įvykius per dieną, minutės{0}}lygio tikslumą, o pažangesniuose modeliuose - integraciją su pritemdomomis LED sistemomis, kad būtų galima imituoti aušrą / sutemą. Pasodintiems rezervuarams, kur laipsniškas perėjimas yra naudingas, skaitmeninisAkvariumo lempos laikmatisyra geresnis pasirinkimas. Daugumą skaitmeninių įrenginių galima užprogramuoti vykdyti tris ar keturis įvykius per dieną (šviesos-įjungimas, laipsniškas rampa, vidurdienio piko, laipsniško pritemdymo, šviesos-išjungimo), apimančių visą trijų-fazių ciklą.

Laikmačio nustatymas pasodintam bendruomenės rezervuarui

Praktiška pradinė tropinių augalų bendruomenės rezervuaro konfigūracija:

Įjunkite šviesas-tam tikru ryto laiku (pvz., 09:00)

Užprogramuokite 20 minučių rampą iki visiško intensyvumo

Viso intensyvumo bėgimas iki ankstyvo vakaro (pvz., 18:00)

Užprogramuokite 20-minučių pritemdymą

Visiškai išjungiamas apšvietimas 18:20 val

Šviesos-išjungimo laikotarpis: 09:00 kitą rytą - maždaug 14,5 valandos tamsos

Šis 8,5 valandų šviesos + 15.5-valandžių tamsos grafikas yra konservatyvus, o tai tinka mažai{2}}–-vidutinei šviesai apsodintam rezervuarui, susirūpinusiam dėl dumblių valdymo. Aukštųjų technologijų talpyklai su CO₂ įpurškimu ir reiklesnėmis augalų rūšimis 10 valandų fotoperiodas gali būti tinkamesnis.

ESTA programuojamo laiko atpažinimas vandens ekranų valdyme

Pramogų paslaugų ir technologijų asociacija (ESTA) sprendė, kaip valdyti gyvų eksponatų apšvietimą, atlikdama standartinius ekspozicijos ir parodų aplinkos darbus. ESTA techninėse gairėse dėl viešųjų akvariumų ir zoologijos sodų rodymo sistemų programuojamas fotoperiodų valdymas konkrečiai nurodomas kaip geriausia praktika augalų ekosistemų sveikatai ir gyvūnų gerovei vandens eksponatuose -, cituojant fiziologinę nuoseklaus šviesos ciklų naudą žuvims ir fotoperiodo vaidmenį pasodintų ekosistemų stabilumui. Šis profesionalaus-lygmens patvirtinimas atspindi tai, ką jau seniai pastebėjo patyrę pasodintų rezervuarų prižiūrėtojai: nuoseklus, tinkamai{4}}laikas apšvietimas yra stabilios pasodinto akvariumo sistemos pagrindas.

Pilna dienos{0}}nakties valdymo sistema, skirta pasodintam rezervuarui, apima kelis koordinuojamus komponentus:

CO₂ įpurškimo laikas

Cisternų, kuriuose naudojamas suslėgtas CO₂ įpurškimas, CO₂ solenoidas turėtų atsidaryti likus maždaug 30 minučių iki -uždegimo. Tai leidžia CO₂ susikaupti iki tikslinio lygio vandenyje prieš prasidedant fotosintezei, užkertant kelią „CO₂ avarijai“ pirmąją šviesaus laikotarpio valandą, kai augalų paklausa didėja, bet CO₂ dar nesusikaupė.

Solenoidas turi užsidaryti likus 30–60 minučių iki šviesos-išjungimo. Tai leidžia CO₂ išeikvoti iki beveik -atmosferos lygio prieš prasidedant tamsiajai fazei, o tai neleidžia kauptis tokiam lygiui, kuris per naktį sukelia stresą žuvims.

DC oro siurblio nakties tvarkaraštis

Tamsiosios fazės metu DC15L akvariumo orasSiurblys, veikiantis pagal savo laikmatį (arba prijungtas prie lempos laikmačio išjungimo{0}}signalo), užtikrina deguonies tiekimą per naktį. Siurblys įsijungia, kai-išjungtos lemputės ir veikia tol, kol užsidega lemputės-, švelniai maišydamas paviršių, kuris palaiko ištirpusio deguonies lygį ir pašalina CO₂ susikaupimą iš augalų ir žuvų kvėpavimo. Nuolatinės srovės siurbliai yra tinkamas pasirinkimas šiam tikslui - dėl mažo triukšmo (20–30 dB, palyginti su 35–50 dB kintamosios srovės ekvivalentais), jie tinkami naudoti naktį miegamajame arba gyvenamojoje patalpoje.

12V siurblys dienos cirkuliacijai

A 12V akvariumo siurblysVandens cirkuliacija šviesos fazės metu turėtų būti išdėstyta taip, kad būtų sukurtas srautas per substratą ir vidutinį -vandenį, nepažeidžiant paviršiaus - turbulentinis paviršiaus maišymas-išskiria CO₂ dujas ir sumažina jo prieinamumą augalams. Švelnus, nukreiptas srauto modelis, pernešantis vandenį per augalų masę, paskirsto CO₂ ir maistines medžiagas visiems augalų paviršiams, nepažeidžiant paviršiaus, kuris sabotuotų CO₂ valdymą.

Moksliniai įrodymai apie nuoseklaus fotoperiodo naudą sodinamų akvariumo{0}}stiliaus sistemose- yra gerai žinomi:

StudijojeAugalų augimo reglamentas(2021) nustatė, kad panardinti vandens augalai, laikomi nuosekliais 9 valandų fotoperiodais, parodė31% greaterio sauso svorio padidėjimas per šešias savaites, palyginti su augalais, laikomais kintamu 7–11 valandų kasdieniu fotoperiodu, o vidutinis bendras šviesos poveikis.

Tyrimas inHidrobiologija(2020) nustatė, kad dumblių augimo greitis pasodintuose mezokosmuose buvo 45 % mažesnis rezervuaruose taikant pastovius 8{5}} valandų fotoperiodus, palyginti su lygiaverčiais rezervuarais nereguliariais 6–12 valandų grafikais, esant tokiam pačiam vidutiniam dienos apšvietimui, o tai rodo, kad dumbliai neproporcingai naudingi dėl grafiko nenuoseklumo.

Kontroliuojamas eksperimentasLyginamoji biochemija ir fiziologija(2019) patvirtino, kad atogrąžų žuvys, laikomos nuosekliais 12- valandų fotoperiodais, parodė normalizuotą imuninę funkciją ir augimo greitį, o žuvų, kurioms taikomas kintamasis grafikas, susilpnėjęs imunitetas, prilyginamas nuolatiniam apšvietimui, nepaisant to, kad iš viso šviesoje praleido tiek pat valandų.

Vienas akvariumo klubas Vokietijoje statė demonstracinį biotopų rezervuarą, atkartojantį vidurinį Orinoco drenažą - – stipriai apsodintą, taninų-dėmėtą aplinką, kurioje žuvų bendruomenė yra altum angelfish, įvairios tetras ir koridoros. Klubas norėjo, kad ekranas tiksliai atspindėtų natūralias buveinės šviesos sąlygas: 11 valandų fotoperiodą, laipsniškus aušros ir sutemų perėjimus ir trumpą mėnulio šviesos fazę, atspindinčią sąlygas Pietų Amerikos miško upės aplinkoje.

Sunhingstones tiekė suderintą sistemą:

Programuojamas akvariumo lempos laikmatis su penkiais kasdieniais įvykiais: aušros rampa (07:00–07:20), visą dieną (07:20–17:40), prieblandoje (17:40–18:00), šviesa -išjungta, mėnulio fazė (21:00–23:00 intensyvumas 0)5%.

Akvariumo oro siurblys DC veikia naktiniu{0}}grandinės laikmačiu: veikia 18:00–06:50, kad būtų užtikrintas naktinės deguonies tiekimas

12V akvariumo siurblysPadėtas švelniai vidutinei vandens cirkuliacijai CO₂ šviesos fazės metu

Rezultatai, gauti per 12 savaičių operacijos:

Nulinis dumblių protrūkis per visą 12-sav. stebėjimo laikotarpį – neįprasta naujai pasodintam rezervuarui

Altum angelfish pasižymėjo natūraliu krepuskuliniu šėrimo elgesiu (aktyviausia auštant ir sutemus), kurį klubo nariai apibūdino kaip vieną natūralistiškiausių pasirodymų, kuriuos jie matė akvariumo kontekste.

Ištirpusio deguonies stebėjimas parodė mažiausiai 7,2 mg/l, išmatuotą 06:50 (prieš pat šviesas-įjungus) per visas savaites -, gerokai viršijant saugos slenkstį

Augalų augimą sodinant biotopus (pirmiausia Helanthium tenellum, Cabomba aquatica ir Echinodorus rūšis) klubo narys botanikas apibūdino kaip „vadovėlį“ augalų tipams.

Klubas pristatė baką regioninėje akvariumų parodoje, kur gavo padėką už natūralistinį vaizdavimą ir ekologinį tikslumą

1: pasirinkite skaitmeninį laikmatį su kelių{1}} įvykių galimybe. Mechaniniai laikmačiai veikia pagrindiniam įjungimui / išjungimui, tačiau laipsniškam perėjimui reikia skaitmeninio įrenginio su mažiausiai keturiais programuojamais įvykiais per dieną. Ieškokite modelių su minutės-lygio tikslumu ir atsargine baterija, kad išlaikytumėte tvarkaraštį nutrūkus maitinimui.

2: Nuspręskite savo fotoperiodo trukmę. Kaip vadovą naudokite anksčiau šiame straipsnyje pateiktą lentelę. Pradėkite atsargiai (8 valandos naujai sąrankai) ir, jei reikia, padidinkite - lengviau pridėti šviesos valandų, nei panaikinti dumblių žydėjimą.

3: Programuokite aušros ir sutemų perėjimus. Įjunkite apšvietimą-15–20 minučių prieš visą šviesumą naudodami laipsniško pritemdymo įvykius. Važiuokite atbuline eiga išjungus šviesas-. Jei jūsų šviesos diodas nepalaiko pritemdymo, šiek tiek ilgesnis tamsus pereinamasis laikotarpis padeda kompensuoti.

4: nustatykite CO₂ laiką. Atidarykite solenoidą likus 30 minučių iki -įsijungus šviesoms; uždarykite jį likus 30–60 minučių prieš -išjungdami šviesas. Tam reikia atskiro CO₂ solenoido laikmačio, sinchronizuoto su šviesos laikmačiu.

5: nustatykite nuolatinės srovės oro siurblio laikmatį. Užprogramuokite oro siurblį, kad jis veiktų nuo lempučių -išjungimo iki lempučių-įjungimo. Tai galima pasiekti naudojant antrą dviejų{5}}kanalių laikmatį arba paprastą vieno

6: Teisingai nustatykite 12 V siurblį. Nukreipkite srautą per augalų masę vidutiniu -vandens lygiu, išvengdami paviršiaus trikdžių CO₂ laikotarpiu. Pakeiskite padėtį, jei pastebėsite nuolatinį paviršiaus raibuliavimą virš filtro grąžinimo arba siurblio išleidimo angos.

7: Stebėkite dvi savaites, tada sureguliuokite. Patikrinkite dumblių vystymąsi, žuvų elgesį auštant ir sutemus ir augalų augimo greitį. Jei reikia, patikslinkite-laiką.

Dienos{0}}nakties ciklo akvariumuose ironija yra ta, kad tinkamai jį nustatyti užtrunka apie dvidešimt minučių, o kai tai padaroma, jis veikia pats neribotą laiką. Akvariumo lempos laikmatis, užprogramuotas pagal jūsų fotoperiodo tvarkaraštį, nuolatinės srovės oro siurblys, veikiantis nakties deguonies kontūre, ir 12 V cirkuliacinis siurblys, skirtas švelniam dienos srautui - – tai visa sistema, kuriai sukonfigūravus iš esmės nereikia skirti jokios dienos-iki-dienos.

Vienkartinės{0}}investicijos į sąranką grąža yra rezervuaras, kuriame dumbliai tvarkomi, augalai auga nuosekliai, žuvys elgiasi natūraliai, o visa sistema veikia stabiliai, atkartojant pagrindinę gamtos pasaulio aplinkos būklę: dienos ir nakties ritmą.

„Sunhingstones“ gaminame akvariumo lempų laikmačius, nuolatinės srovės oro siurblius ir 12 V akvariumo siurblius, skirtus tokiam integruotam kasdieniam aplinkos valdymui, - patikimai, tyliai ir ilgalaikiam-be priežiūros darbui.

Susisiekite dabar

1.Bünningas, E.Fiziologinis laikrodis: cirkadiniai ritmai ir biologinė chronometrija, 3 leidimas. Springer, 1973. [Pagrindinė biologinio laiko ir fotoperiodo nuoroda]

2.Falcón, J. ir kt. "Teleosto žuvų kankorėžinis organas".Anatomijos, embriologijos ir ląstelių biologijos pažanga, 2007.

López-Olmeda, JF ir Sánchez-Vázquez, FJ „Žuvų maitinimo ritmai: nuo elgesio iki molekulinio požiūrio“.Tarptautinė Chronobiology, 2010.

3.Davie, A. ir kt. "Nuolatinė šviesa sutrikdo melatonino ir imuninės sistemos ciklus Atlanto lašišoje."Akvakultūra, 2014.

4.Vera, LM ir kt. „Teleostinių žuvų imuninės funkcijos cirkadiniai ritmai“.Eksperimentinės zoologijos žurnalas, 2019.