高亮度led在观赏水草养殖之应用.ppt

高亮度LED在觀賞水草養殖之應用 宜大生機系　張明毅 台大生機系　方煒、朱元南 水族產業極具發展潛力 觀賞魚產業特色 低耗水量、高單位面積產值、全球性市場 台灣的優勢 氣候適宜 具水產種苗繁養殖基礎 市場規模 台灣年產值新台幣16億元 全球觀賞魚貿易額超過50億美金 整體水族產業高達250億美金 生態缸概念盛行，水草躍升為生態水族缸的主體 水草為生態缸主角 光源是水草缸的重要限制因子 水草需行光合作用，光源是顯著的限制因子，對於紅色水草尤甚 現有水族人工光源 螢光燈 便宜但光譜不完全 強度不足、會衰減 白熱光源 全光譜 價格昂貴 耗能大 大量發熱 高亮度發光二極體LED 亮度高、耗能低、發熱少 波長可選擇 使用期間衰減少 使用壽命長，是螢光燈管10倍以上 已進入商業化規模生產 廣泛使用於照明、號誌、組織培養苗栽培，甚至進入生物醫療產業 研究目的 探討利用高亮度LED做為觀賞水草生長所需光源之可行性 螢光燈管 螢光燈管(AZOO 三波段太陽鹵素燈管) 功率：20 W 主要波長峰值，約在435、535、610 nm 自製高亮度LED條狀燈具 燈具(全長31 cm)上有32顆LED元件 每個元件: 4個紅色及2個藍色LED 功率：10 W 波長： 620 nm、460 nm 不同水深對光線穿透力試驗 可攜式光譜量測儀 (Spectroradiometer，LI-1800, LICOR, Inc., USA) 光線透過不同介質對光質光量之影響 空氣 空氣+10 mm玻璃 空氣+10 mm玻璃+水深1、2、3、4、5、10、15、20、30 cm 水深對光源穿透度實驗 不同光源對水草生長試驗 110×40×40 cm的水槽 光源配置 左半部為螢光燈，右半部為LED燈源，以黑網隔開 光源距水面約20 cm，距水底55 cm 試驗環境條件 水面照度約為650 lux 光週期為於6 hr亮/6 hr暗 水溫於27 ℃ 定期加入追肥 照光期間供應CO2 水槽左右以沈水泵造成水流，讓左右兩邊水體能充分混合 水草 選用兩種不同顏色的水草 綠色的虎耳(Bacopa caroliniana) 紅色的紅蝴蝶(Rotala macrandra) 每個處理，紅、綠色各10枝扦插每週紀錄每枝株高、葉片數、莖節數 結果與討論 水深對LED光源穿透度之影響 水深對螢光燈管光源穿透度的影響 水深對總光量的影響 水深越深似乎強化聚焦，惟真正原因仍待進一步實驗探討 不同光源對地上部的影響 不同光源對根系的影響 在株高、葉片數、莖節數，兩種光源對於兩種水草的生長都有助益 LED在側芽及根系發育效果較明顯 是否和目前的波長組合對於分生組織的刺激有效果，值得後續進一步探討 紅蝴蝶對於環境條件十分敏感，在養成期間葉片的顏色慢慢轉成綠色，觀賞價值大幅降低 原因不一定只涉及光質，或許肥料濃度與比例或者水中酸鹼度等都有可能 結論 LED耗電只有螢光燈管的一半，但亮度達1.5倍以上，對水草的成長優於傳統螢光燈管 以LED作為水族燈具極具發展潛力 針對維持紅蝴蝶葉片顏色的栽培模式仍需進一步探討 * * 螢光燈 LED 黑網 2.02 1.89 1.67 1.61 1.52 LED/螢光燈 5.13 3.11 2.99 3.40 3.49 螢光燈 10.36 5.86 5.01 5.47 5.32 LED 玻璃+ 水深30 cm 玻璃+ 水深20 cm 玻璃+ 水深10 cm 玻璃 空氣 單位：μmol/m2/s 3.3 0.8 1.3 0.3 側芽數 10.9 12.9 1.6 1.4 莖節增量 21.8 18.7 3.6 1.8 葉片增量 5.80 7.05 1.05 1.00 株高增量cm LED 螢光燈 LED 螢光燈 光源 紅蝴蝶 虎耳草 3.14 2.76 2.80 1.87 平均根長cm 4.44 4.75 4.38 3.25 發根數 LED 螢光燈 LED 螢光燈 光源 紅蝴蝶 虎耳草