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【水草灯】详解如何判断水草灯管光质是否理想

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小清纯 发表于 2013-9-10 17:55:59 |显示全部楼层
本帖最后由 小清纯 于 2013-9-15 16:52 编辑

水草-光质


光源是育成水草的先决条件,而光质则是光源的精髓,如果想养好水草这种基本观念必须清楚。经验丰富的水草缸养殖者都知道,使用不同的光源/光质栽培水草,绝对会影响水草的育成结果或栽培品质。所以,如何判断水草灯管光质是否理想,从而选择优良的水草灯管,应成为每位草友所具备的基本技能。
我们无法用肉眼进行判断,唯一可行的方法是:拿灯管的荧光光谱分布图,与水草光合色素的吸收光谱分布图进行对比,两者相似度越高,那么灯管的光质通常就越理想。也许有些朋友可能依然无法体会其中的奥妙,以下我们会进一步做理论分析。


荧光光谱分布图


一般所说的水草灯管就是荧光灯管,荧光灯管的光质通过不同荧光剂的组合与发光来展现,如果荧光剂的种类及组成一定,并且没有产生质变的话,那么它所展现的光质就能维持稳定,唯一能改变的只有它的发光能量大小。因此,每种荧光灯管在制造时,由于所使用荧光剂的种类及组成可能不同,所具有的光质也不同。虽然我们无法用肉眼从荧光灯管的发光来判断其光质的好坏,不过,可以通过光学仪器的解析,将原来具有复色光的光源分解成单一散色光成分,并测出各散色光的发光相对能量(以分光分布%表示),在它们所处波长区间内,绘制出发光的能量曲线,就可以从该曲线中了解光源的光质。所绘制出来的图形就是【荧光光谱分布图】。一般商品说明或包装资料里都有,如果没有,大家根本无法获悉灯管的光质,更谈不上去判断其灯管光质是否理想。

1.jpg


吸收光谱分布图


植物的叶绿素中含有光合色素和酵素,光合色素吸收太阳光能,并借助酵素的帮助使二氧化碳和从植物根部吸收的水分合成葡萄糖,此反应过程为光合作用。由此可知,光合作用发生的前提必须是太阳光的某些光质被光合色素吸收之后才能进行,这些被吸收的光质称为光合色素的【吸收光谱】。

2.jpg



水草叶绿体内的光合色素以叶绿素(分为叶绿素a和叶绿素b)为主,类胡萝卜素(分为胡萝卜素和叶黄素)为辅。叶绿素a可以把吸收光谱直接用为光合作用的驱动能源,叶绿素b和类胡萝卜素的吸收光谱能间接转移给叶绿素a利用,从而帮助叶绿素a提高光能吸收效率。因此,只要是被任何光合色素吸收的光谱,最终都能用于水草的光合反应。
叶绿素a与b的吸收光谱并不相同,不过它们最大吸收带都发生在红、蓝光区,橙、黄光区吸收较少,
绿光区几乎无明显吸收。类胡萝卜素的吸收光谱与叶绿素不同,其最大吸收带在蓝、紫光区,不吸收红光等长波光。这种用曲线来表达这些色素在各光区的吸收强度,就是光合色素对太阳光的【吸收光谱分布图】。这种图形很难找,建议大家收藏,为日后所用。


对比与判断


综合以上分析,可推论:在可见光区域,不同波长的光对水草光合反应的影响各有不同,其中,以蓝光、红光及紫光对光合作用反应影响较大,绿光最小。由于光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱是大致吻合的,因此,在水草灯管的光质中,尽量多一些蓝光、红光及紫光,少些绿光。在上述推论的引导下,我们可以找出叶绿体色素的吸收光谱分布图作为对比的标准,然后再取水灯管的荧光光谱分布图与之对照,如果二者吻合度越高,那么选择该灯管作为栽培水草的光源,理论上水草的光合效率就会越高,而水草的生长状态会更好。

3.jpg



举例说明:以下是A和B两种灯管的荧光光谱分布图,我们可以将其分别与叶绿体色素的吸收光谱分布图进行比。
对比结果:A灯管的光质优于B灯管。
理由:A灯管的蓝、紫及红光的分光分布较多,同时都有吸收高峰,绿光的分光分布较小。整体来说,它与光合色素的吸收光谱有较高的相似度,因此该灯管较适合作为水草栽培的照明光源。
4.jpg



结论


在水草灯管的光质中,杂色光在一定光能中的组成比例应越少越好,而那些能被光合作用所吸收的色光,应该越多越好。水草对所有光谱而言其敏感度有所不同,叶绿素也并非是对光合作用唯一有用的色素,其它色素也参与光合作用,所以,只有在叶绿素的吸收光谱基础之上去思考人工光源的光质是否能够符合水草的生长需求,这才是选择水草灯管最重要的依据。


[以上图片均转自:翠湖]

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