單色LED光源對大型海藻生理生化特性的影響研究.pdf

1、大型海藻作為沿海生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為人類可持續(xù)發(fā)展提供了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和功能。然而，人類活動與全球氣候變化給近岸生態(tài)系統(tǒng)造成持續(xù)壓力，此外，海水養(yǎng)殖的集約化、高強(qiáng)度和高輸出模式，在養(yǎng)殖海域中產(chǎn)生大量的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物，增加海水的濁度，直接限制了海藻的光合作用和生物合成能力。因此，迫切的需要通過提高光照供給來促進(jìn)大型海藻生長，此外發(fā)光二極管(LED)作為新一代的人造冷光源在藻類培養(yǎng)上具有潛在優(yōu)勢。本研究主要通過三個部分分別探

2、討了LED和傳統(tǒng)熒光燈光源對大型海藻（銅藻、石莼和羊棲菜）生理生化特性的影響，以及對在羊棲菜養(yǎng)殖區(qū)域應(yīng)用LED光源進(jìn)行成本/效益分析，為大型海藻的室內(nèi)培育或海域養(yǎng)殖在選擇適宜的光照光源上提供理論基礎(chǔ)，主要研究結(jié)果如下:
　　1.各LED光源下，銅藻生物量累積峰值均出現(xiàn)在24L∶0D的光照周期中;在非連續(xù)光照下，藍(lán)光LED光源促進(jìn)銅藻生長的效果最佳。本研究還測量并分析了銅藻的表面吸收光譜和4種LED光源的發(fā)射光譜，發(fā)現(xiàn)銅藻在藍(lán)光與紅

3、光區(qū)各有一個吸收峰，且藍(lán)光區(qū)的波峰與紅光區(qū)的波峰差異顯著，藍(lán)光區(qū)的波譜寬且平緩而紅光區(qū)的則窄且陡峭。
　　2.石莼的生長、光合色素和可溶性蛋白含量顯著受光源光質(zhì)影響。白光、藍(lán)光LED光源下的石莼SGR顯著高于紅光、綠光LED和傳統(tǒng)熒光燈下的SGR。石莼的SGR在白光LED光源下達(dá)到最大值，為5.25％d-1，而在傳統(tǒng)熒光燈下的SGR則最小，為3.6％d-1;石莼在白光LED和傳統(tǒng)熒光燈下的Chl a含量顯著低于紅光、藍(lán)光LED下的

4、含量，石莼在綠光LED光源下的Chl a含量僅與紅光LED顯著;石莼在紅光、綠光和藍(lán)光LED光源下的類胡蘿卜素含量與白光LED和傳統(tǒng)熒光燈下的Car含量存在顯著性差異，其中，紅光、綠光和藍(lán)光LED這3種光源之間不存在顯著性差異，白光LED與傳統(tǒng)熒光燈則存在顯著性差異，且石莼的Car含量在傳統(tǒng)熒光燈下的含量最低。
　　3.羊棲菜的生長、光合色素和可溶性蛋白含量也顯著受光源光質(zhì)影響;綠光、藍(lán)光LED和傳統(tǒng)熒光燈光源下的羊棲菜SGR與白

5、光、紅光LED光源下的SGR存在顯著性差異，羊棲菜SGR在白光LED光源下達(dá)到最大值，為3.24％d-1，而在紅光LED光源下的SGR則最小，為1.37％d-1。羊棲菜在傳統(tǒng)熒光燈下的Chl a含量最低，為0.41mg g-1FW，且與白光、紅光、綠光和藍(lán)光LED光源下的Chla含量存在顯著性差異;羊棲菜在紅光、綠光和藍(lán)光LED光源下的類胡蘿卜素含量與白光LED和傳統(tǒng)熒光燈之間互相存在顯著性差異，羊棲菜的Car含量在傳統(tǒng)熒光燈下的含量最

6、低，僅為0.16mg g-1FW;此外，羊棲菜藻體中的可溶性蛋白含量同樣在傳統(tǒng)熒光燈下出現(xiàn)最低值，為4.1mg g-1FW，且與白光、藍(lán)光LED和紅光、綠光LED之間存在顯著性差異。
　　4.計算得出在100m2的羊棲菜養(yǎng)殖區(qū)域應(yīng)用LED光源的成本為1001CNY，總收益則為6294CNY。在整個過程中的凈收益達(dá)5293CNY，是原收益的3倍。
　　綜上所述，不同種屬的大型海藻對光源光譜的敏感性不同。LED光源對銅藻（褐藻）