Bagaimana memastikan keseragaman pencahayaan di kolam budidaya besar atau tangki budidaya perairan dalam? Bagaimana cara mengidentifikasi dan mengatasi zona mati dalam pencahayaan?

一, Bagian utama dari kontrol keseragaman pencahayaan
1. Optimalisasi bentuk layout pencahayaan
Jarak antara penerangan dan badan air harus mengikuti aturan “rasio jarak terhadap ketinggian”. Misalnya, jika Anda memiliki kolam budi daya sedalam 10-meter dan menggunakan lampu bawah air LED 200W dengan sudut pancaran 120 derajat , Anda perlu menjaga jarak antara lampu antara 3 dan 5 meter untuk memastikan tingkat tumpang tindih titik cahaya di sekitarnya setidaknya 30%. Sebuah pabrik budidaya udang di Qingdao menggunakan perangkat lunak pemodelan 3D untuk menunjukkan bagaimana cahaya menyebar. Para peneliti menemukan bahwa ketika lampu ditumpuk dalam desain "tumpukan bunga plum" yang terhuyung-huyung, keseragaman cahaya bawah dapat ditingkatkan hingga lebih dari 85%, yaitu 22% lebih tinggi dari konfigurasi matriks pada umumnya.
2. Kompensasi untuk redaman cahaya dan kontrol dinamis
Panjang gelombang cahaya yang berbeda diserap secara berbeda oleh badan air. Misalnya cahaya merah diserap 0,3/m2 di air tawar, sedangkan cahaya biru diserap 0,1/m2. Untuk mengatasi hal ini, LED multispektral perlu digunakan. Platform budidaya laut dalam-Hainan Lingshui memiliki sistem peredupan cerdas yang secara otomatis mengubah rasio daya lampu merah (660nm) dan cahaya biru (450nm) berdasarkan data-waktu nyata mengenai kekeruhan air (nilai NTU), konsentrasi klorofil (μ g/L), dan kedalaman. Misalnya, ketika kekeruhan melampaui 15NTU, sistem akan meningkatkan daya keluaran lampu merah sebesar 40% untuk menutupi kehilangan hamburan dan menjaga nilai PUR di perairan dalam tetap konsisten dalam kisaran yang dibutuhkan organisme.
3. Bekerja sama merancang batas yang mencerminkan
Jumlah cahaya yang digunakan secara langsung dipengaruhi oleh seberapa reflektif dinding bagian dalam kolam budidaya. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Shanghai Ocean University, kolam akuakultur dengan sisi-polietilen densitas tinggi (HDPE) berwarna putih dapat memantulkan hingga 85% cahaya, 60% lebih banyak dibandingkan kolam beton. Mereka juga dapat membuat lampu bagian bawah 1,8 kali lebih terang. Selain itu, meletakkan pelat baja tahan karat (dengan reflektifitas 92%) di dasar kolam dapat menghilangkan lebih banyak titik buta cahaya. Setelah menerapkan pendekatan ini, konsistensi cahaya dasar di tempat penangkaran ikan kerapu di Sanya meningkat dari 62% menjadi 91%, dan aktivitas makan populasi ikan meningkat pesat.
2, Cara menemukan dan menghitung zona mati saat ada cahaya
1. Teknologi pemodelan pencahayaan 3D
Dengan menggunakan perangkat lunak seperti LumenRT atau Dialux untuk membuat model kembar digital kolam budidaya, Anda dapat menemukan zona mati cahaya dengan memasukkan parameter lampu (fluks cahaya, sudut pancaran, tinggi pemasangan), sifat optik air (koefisien penyerapan, koefisien hamburan), dan ambang batas permintaan biologis (misalnya, PAR optimal untuk alga adalah 50-200 μ mol/m ²/s). Dengan menggunakan teknik ini, sebuah tambak udang di Zhanjiang, Provinsi Guangdong menemukan adanya area minim cahaya dengan diameter 2 meter (PAR<30 μ mol/m ²/s) in the middle of the pool bottom under the old arrangement. The dead zone area was cut down to a diameter range of 0.5 meters after changing the space between the lights.
2. Spektrometer portabel untuk pengujian di lapangan
Gunakan spektrometer genggam seperti Ocean Optics USB2000+ untuk membuat kisi sampel kolam budidaya (dengan jarak 0,5 hingga 1 meter) dan tuliskan tingkat PAR dan distribusi spektral di setiap titik. Model korelasi antara intensitas cahaya dan distribusi biologis dapat dibuat dengan melihat perilaku biologis seperti agregasi ikan dan adhesi alga. Dalam-percobaan budi daya keramba jaring air dalam, diamati bahwa ketika PAR<40 μ mol/m²/s, the aggregation density of young golden carp diminished by 70%, concurrently, the proportion of detrimental dinoflagellates, such as Tremella, escalated twofold.
3. Diagnosis dengan bantuan biomarker
Dengan melihat tanda-tanda fisiologis makhluk air, termasuk metrik fluoresensi klorofil Fv/Fm dan kadar kortisol dalam serum ikan, kita dapat mengetahui seberapa baik lingkungan cahaya. Misalnya, karang berbatu biasanya tidak mendapat cukup cahaya jika kepadatan Zooxanthellae kurang dari 1 × 10 ⁶ sel/cm ². Selain itu, jika konsentrasi kortisol darah pada ikan lebih dari 20ng/mL dapat menyebabkan stres karena adanya zona mati paparan cahaya.
3, Rencana lengkap untuk mengelola zona mati ringan
1. Perancangan sistem pencahayaan berlapis
For deepwater aquaculture tanks, the illumination is arranged in layers, with "surface strong light+middle supplementary light+bottom weak light." In a 20-meter-deep aquaculture cabin, for instance, a 500W LED spotlight (PAR>300 μ mol/m ²/s) ditempatkan di permukaan (0-5 meter), lampu sorot LED 200W (PAR=100-200 μ mol/m ²/s) ditempatkan di lapisan tengah (5-15 meter), dan lampu pengisi merah 50W (660nm, PAR=50-100 μ mol/m ²/s) ditempatkan di lapisan bawah (15-20 meter). Rencana ini dapat membuat pencahayaan menjadi lebih dari 80% seragam di setiap lapisan kedalaman.
2. Bekerja sama mengelola bidang aliran dan bidang cahaya
Dengan mengintegrasikan sistem sirkulasi air, Anda dapat menghilangkan zona mati akibat paparan cahaya. Pendorong bawah menciptakan aliran air berputar (kecepatan aliran 0,2–0,5 m/s) di kolam budi daya melingkar untuk menyebarkan partikel tersuspensi secara merata dan mengurangi efek naungan lokal. Eksperimen yang dilakukan oleh Dalian Ocean University menunjukkan bahwa tindakan ini dapat menurunkan rentang fluktuasi intensitas cahaya dasar dari ± 60% menjadi ± 20%, sekaligus meningkatkan keseragaman oksigen terlarut sebesar 15%.
3. Menghubungkan bayangan cerdas dan pencahayaan ekstra
Sistem tirai anti tembus pandang yang dapat disesuaikan dan lampu pengisi LED digunakan untuk menyatukan keramba air dalam luar ruangan. Ketika sinar matahari lebih kuat dari 1000W/m², kerai secara otomatis akan membuka transmisi hingga 50% agar cahaya tidak terlalu kuat. Ketika sinar matahari lebih lemah dari 200W/m² atau kedalaman air lebih dari 10 meter, lampu pengisi LED akan mulai memenuhi kebutuhan penerangan dasar. Setelah teknik ini diterapkan pada platform akuakultur dalam dan lepas pantai di Lianjiang, Fujian, siklus pertumbuhan Pseudosciaena crocea dipotong sebesar 15% dan koefisien pakan dipotong sebesar 0,2.
4. Dukungan dari studi kasus dan data industri
Peternakan Salmon Norwegia: Dengan memasang sistem pemandu cahaya serat optik di dasar kandang, sinar matahari dapat menjangkau perairan dalam. Jika dikombinasikan dengan lampu pengisi LED, nilai PAR pada kedalaman 15 meter berkisar antara 80 dan 120 μ mol/m ²/s. Hal ini meningkatkan laju pertumbuhan salmon sebesar 20% dan menurunkan tingkat deformitas hingga kurang dari 3%.
Pangkalan Pembibitan Udang di Jiangsu Rudong: Di sepanjang dinding kolam, terdapat strip lampu LED-spektrum penuh (densitas daya 8W/m²) yang disusun melingkar. Ada juga program peredupan terprogram yang memberikan daya 100% dari pukul 6:00 hingga 18:00 di siang hari dan 30% daya dari pukul 6:00 hingga 6:00 di malam hari. Hal ini membuat keseragaman cahaya bagian bawah menjadi 88%. Kepadatan budidaya udang ditingkatkan menjadi 500 udang/m², dan unit produksi lebih dari 15 kg/m³.
Akuarium Peternakan Vertikal Singapura: Dengan menggunakan kombinasi kelompok reflektor multi-lapisan dan susunan LED fokus yang dapat disesuaikan, kolom akuakultur vertikal setinggi 30-meter mampu mencapai keseragaman cahaya sebesar 92%. Tingkat tutupan karang meningkat dari 65% menjadi 90%, dan tidak ada wabah alga yang disebabkan oleh zona cahaya yang mati.