新型LED照明技术照亮水产养殖新视野

新型LED照明技术照亮水产养殖新视野

在鱼类的生存和生长过程中,光作为重要且不可缺少的生态因素,在其生理和行为过程中发挥着极其重要的作用[1]。 光环境由光谱、光周期和光强度三个要素组成。 这些元素对鱼类的生长、代谢和免疫等具有重要的调节作用。

 

LED光照新技术,点亮水产养殖“新视界”/

随着工业化养殖模式的发展,对光环境的需求越来越精细。 对于不同的生物种类和生长阶段,科学设置合理的光环境对于促进其生长具有至关重要的作用。 在水产养殖领域,由于不同水生物种对光的敏感性和喜好不同,需要根据其光环境需求进行适当的照明设置。 例如,有些水生动物更适合红色或蓝色光谱,其栖息地的不同光环境会影响其视觉系统的光敏感度和偏好,不同生长阶段的光需求也会有所不同[2 ]。

目前,水产养殖最常用的养殖方式有池塘养殖、网箱养殖和工厂化养殖。 池塘养殖和网箱养殖多采用自然光源,光源控制较困难。 在工厂文化中,仍然大多使用传统的荧光灯或日光灯。 这些传统光源消耗大量电力并且灯泡寿命容易缩短。 而且,处置后释放的汞等有害物质会对环境造成很大污染,亟待解决。

因此,在工厂化水产养殖中,根据不同的水产品种和生长阶段,选择合适的人工光源,设定精确的光谱光强和光周期,将是未来水产养殖研究的重点,以提高生产效率和水产养殖的经济效益,同时减少环境污染和实现绿色可持续发展。

传统荧光灯VS LED光源,水产养殖哪个更好?

传统荧光灯长期以来一直是水产养殖业使用的主要人造光源之一。 它们的购买和安装成本较低,但也面临许多缺点。 例如,它们在潮湿的环境中容易寿命短,并且不能调暗,这可能会导致鱼产生应激反应。 此外,废弃的荧光灯还会对水源造成严重污染。

随着光电技术的快速发展,发光二极管(LED)已成为第四代新兴光源类型,其在水产养殖中的应用越来越广泛。 水产养殖是我国农业经济的重要产业。 利用LED灯进行人工照明已成为工厂化养殖过程中的重要物理手段。 与传统光源相比,采用LED光源进行人工照明可以更好地满足不同类型水生生物的生长需求。 通过对光色、亮度和持续时间的不同调节,可以促进水生生物的正常生长发育,提高生物的品质和产量,降低生产成本,提高经济效益[3]。

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LED光源还具有光环境精确控制、使用寿命长、能源效率高等优点,可作为一种环保、可持续的新型照明方式[4]。 目前,在我国,养殖车间使用的光源灯具大多是粗放式的。 随着科学技术的发展和普及,LED灯具可以显着提高水产养殖过程中的产量和效率,促进优质、环保的鱼类生产的发展。

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LED在水产养殖行业的现状

水产养殖是我国农业经济快速发展的重要支柱之一,已成为现代水产养殖创新发展的前沿。 在水产养殖标准化、科学化管理中,采用LED灯进行人工照明是极其重要的物理手段[5],也是实现水产养殖生产精准管理的重要措施。 随着中国政府对农业经济发展的倾斜,科学使用LED灯具已成为实现绿色可持续发展的途径之一。

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鉴于企业生产车间和自然环境特点的差异,人工照明成为水产养殖中不可或缺的环节。 光照和黑暗环境都会对鱼类的繁殖、生长发育产生不利影响。 在实现生产目标的同时,光环境还必须与温度、水质、饲料等一系列因素相匹配。

随着半导体技术的发展和人类对环保、高效养鱼生产的不断追求,利用LED灯作为提高水产养殖生产效率的物理手段逐渐受到关注并得到广泛应用。

目前,LED在水产养殖行业已有成功案例。 大连海洋大学与多所高校、科研院所共同成立了渔业海洋LED灯具研发与应用工程技术中心。 与福建漳州南美白对虾养殖企业合作,成功为其实现了智能养殖照明系统定制设计与安装的成功实施。 虾产量增加15-20%,利润大幅增加。

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LED照明技术对水产养殖业的发展、生产效率、成本、质量和安全以及绿色发展产生积极影响。 随着技术的不断进步,LED照明技术在水产养殖行业的应用前景将会更加广阔。

参考

[1]Rashidian G、Rainis S、Prokić MD 等人。 不同水平类胡萝卜素和光源对剑尾鱼生长、成活率和繁殖参数的影响[J]. 天然产物研究, 2021, 35(21): 3675-86.

[2]Choi CY,Shin HS,Choi YJ,等。 LED光谱对肉桂小丑鱼Amphiprion melanopus饥饿诱导氧化应激的影响[J]. 比较生物化学与生理学A部分:分子与综合生理学,2012, 163(3-4): 357-63.

[3] Villamizar N、Blanco-Vives B、Migaud H 等人。 光对某些水产硬骨鱼幼体早期发育的影响:综述[J]. 水产养殖,2011,315(1-2):86-94。

[4]Ryu HS,Song JA,Park HS,等。 调光系统诱导金鱼生理和氧化应激反应[J]. 鱼类生理生化,2020,46:585-95。

[5] 马淑梅,孙艳艳,李东丽,等。 不同光谱LED灯组合对白羽肉鸡生长、免疫、屠宰性能和福利的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(10): 2037-2044.

作者:张志波(大连海洋大学水产设施养殖与装备工程研究中心研究生)

科学评审:刘英(浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士生导师)、马赫(大连海洋大学水产设施养殖与装备工程研究中心讲师、研究生导师)

策划:刘雅丹、吴悦彤

编辑:吴跃桐

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