CN1692700A - 一种利用led单色光源促进海藻生长的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用LED单色光源促进海藻生长的方法，其特征是用透明防水材料密封的LED构成线状灯带和/或面阵光源，前者置于海藻养殖液中，后者置于海藻养殖液内或外，所述的LED单色光源是中心波长450nm带宽30nm的蓝光LED和中心波长655nm带宽30nm的红光LED。按本发明，LED光源能直接提供海藻光合作用所需蓝光和红光，既可以促进海藻加速生长，又能够节约能源；并且，采用程控电路实现光源的光照强度、光照周期的自动化控制。所用LED封装的线状和/或面状光源具有高亮度、长寿命、高效节能、体积小、响应快、低电压工作和耐各种恶劣环境等优点，应用于海藻养殖，为海藻养殖业提供了新方法，从而促进海洋水产业的蓬勃发展。

Description

一种利用LED单色光源促进海藻生长的方法
技术领域
本发明涉及一种用LED单色光源加速海藻生长和改善海藻品质的方法。
背景技术
作为人类食物的主要来源和不可缺少部分，陆地植物的开发潜力已趋尽头，为了获取更长远的食物供给，为了获得更丰富的食物来源，人类逐渐将目光投向广阔的海洋，将海洋中生长的植物作为新型食物来源成为发展趋势，研究和开发海洋植物对未来经济和社会发展的意义日趋重大。如何开发海洋植物，将成为21世纪农业革命的主题。
海藻作为对人类最重要的海洋植物之一，在地球大气形成过程中是氧气的主要来源，至今对调节生态平衡有巨大作用。海藻作为食物有丰富的营养，具有重要的食用价值和医疗保健价值，合理开发利用能获得巨大的经济效益。我国拥有占国土面积近1/4的海洋，有十分丰富的海洋资源，具有广阔的开发空间和巨大的开发潜力，这是发展海洋事业的必要条件和有利条件。然而，人口的大量增长和经济发展对资源的依赖，将造成自然资源的大量消耗，制约经济的健康快速持续发展。因此，必须探索出一条可持续发展道路，以最少的资源消耗和最小的环境代价实现资源可持续利用。在海藻的生存环境中，光照是一个重要而复杂的生态因子，作用因素包括光照强度、光照周期和光谱成分。光照对海藻的生长、繁殖，藻体颜色，细胞形态、及胞外多糖积聚都有重要影响。自然界中光照的变化具有一定的规律性和稳定性，在植物的长期进化过程中，光照对它们的影响使它们对光照的反应具有特异性，不同的植物都有最适于其生长的最佳光照环境。在海藻养殖中，研究光照的作用，应用适当的光照技术促进养殖对象的快速生长繁殖，调节其营养成分，是提高产量质量的重要途径。
目前，大规模培养海藻采用自然光照和人工光源，在自然光照条件下，温度和光照强度随地域、季节、昼夜变化，严重影响细胞对光能吸收和生物量的生长；人工光源主要有冷白荧光灯管和高压汞灯，光源耗能大、不能置于水下、随着海藻生长光能吸收大、液层深处无光照等缺欠，导致培养器中光照不均匀，不利于海藻生长。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用LED单色光源促进海藻生长的方法，它既能加速海藻生长，又能节约能源，能克服现有光源的上述缺点。
一种利用LED单色光源促进海藻生长的方法，其特征是用透明防水材料密封的LED构成线状灯带和/或面阵光源，前者置于海藻养殖液中，后者置于海藻养殖液内或外，所述的LED单色光源是中心波长450nm带宽30nm的蓝光LED和中心波长655nm带宽30nm的红光LED。
因为海藻光合作用中吸收光能主要是由叶绿素a、b完成的，叶绿素a的吸收光谱是中心波长为432nm带宽20nm的蓝光和中心波长662nm带宽20nm的红光两个吸收带，叶绿素b的吸收光谱是中心波长453nm带宽20nm的蓝光和中心波长为642nm带宽20nm的红光两个吸收带。因此，单色LED光源能直接提供海藻光合作用所需蓝光和红光，既可以促进海藻加速生长，又能够节约能源。
随着海藻生长，培养液的混浊度增大，光的衰减也加快，为了维持培养液中照度，光源的光照强度也应随之增强，使得边缘区域海藻得到充分的光照。采用程控电路可实现光源的光照强度、光照周期的自动化控制。
所用LED封装的线状和/或面状光源具有高亮度、长寿命、高效节能、体积小、响应快、低电压工作和耐各种恶劣环境等优点，应用于海藻养殖，为海藻养殖业提供了新方法，从而促进海洋事业的蓬勃发展。
附图说明
附图1为叶绿素a、b的吸收谱；
附图2为蓝光LED的光谱；
附图3为红光LED的光谱。
具体实施方式
实施例1
选用高亮度Φ5mm的蓝色、红色发光二极管构成以透明树脂密封的线状灯带和面阵光源；将该灯带置于海藻培养液中的合适位置，而面阵光源置于培养器外，提供海藻生长所需的可变光照强度和光照周期。
取盐藻和等鞭金藻藻种(藻种取自中国海洋大学微藻室)，用无菌培养液稀释、离心、洗净，将20ml悬浮藻液分装于300ml三角瓶中，每个藻种共6个式样，分成二组，其中一组用中心波长450nm带宽30nm的蓝光LED线状灯带照射，另一组用白光(日光灯管)照射，光照度在200-28001x区间变化，水温为20-25℃，光照周期为每天12小时，连续培养1-2周。经测试得到蓝光照射比白光照射的盐藻和等鞭金藻的生物量分别增加13.5％和16.8％；胞内多糖含量分别增加14.3％和9.7％。
实施例2
取盐藻和等鞭金藻藻种(藻种取自中国海洋大学微藻室)，用无菌培养液稀释、离心、洗净，将20ml悬浮藻液分装于300ml三角瓶中，每个藻种共6个式样，分成二组，其中一组用中心波长655nm带宽30nm的红光LED线状灯带和面阵光源照射，另一组用白光(日光灯管)照射，光照度在500-3000lx区间变化，水温为20-25℃，光照周期为每天14小时，连续培养1-2周。经测试得到红光照射比白光照射的盐藻和等鞭金藻的生物量分别增加26.4％和33.1％；胞内多糖含量分别增加19.7％和12.5％。
实施例3
取盐藻和等鞭金藻藻种(藻种取自中国海洋大学微藻室)，用无菌培养液稀释、离心、洗净，将20ml悬浮藻液分装于300ml三角瓶中，每个藻种共6个式样，分成二组，其中一组用上述蓝光和红光灯带及面阵光源照射，另一组用白光(日光灯管)照射，光照度在800-4000 lx区间变化，水温为20-25℃，光照周期为每天14小时，连续培养1-2周。经测试表明，采用蓝光和红光照射比采用白光照射的盐藻和等鞭金藻的生物量分别增加36.2％和46.5％；胞内多糖含量分别增加26.1％和20.4％。
本发明所用的灯带功率只有0.5w/m，面阵光源功率只有100w/m2。
采用LED单色光源完全可以为海藻提供光合作用所需的有利环境，加速海藻的生长和改善海藻的品质，从而能够大力发展海水养殖业，实现养殖技术的突破。

Claims (2)

1  一种利用LED单色光源促进海藻生长的方法，其特征是用透明防水材料密封的LED构成线状灯带和/或面阵光源，前者置于海藻养殖液中，后者置于海藻养殖液内或外，所述的LED单色光源是中心波长450nm带宽30nm的蓝光LED和中心波长655nm带宽30nm的红光LED。
2  如权利要求1所述的方法，其特征是所述的LED单色光源的光照强度、光照周期采用自动化控制。
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