水产养殖照明

如何根据鱼类的生理节律、摄食行为、生长发育和繁殖性能来选择LED灯具，对于水产养殖行业来说具有重要的价值。

光色、光强和光周期的选择 ▼

褪黑激素对鱼类下丘脑－脑垂体－性腺轴具有一定调节作用。鱼类褪黑激素合成与分泌的节律主要受到光照和温度的影响，鱼类褪黑激素参与生殖、发育和生长方面的调节。光照尤其是光周期明显抑制鱼类松果体合成与分泌褪黑激素。人工营造光照环境的三个重要因子是光色、光强和光周期。　　

由于鱼的种类繁多，生存环境各异，对光的需求也不尽相同。如海水中层鱼类的视色素适于接受蓝色的短光谱波段，视觉细胞大部分由视杆细胞组成。春夏季节产卵的鱼是长光照型鱼，秋冬季节产卵的鱼是短光照型鱼。

已有实验证明，通过人工调节光环境，对长光照的鱼提前把日照时间比自然状态延长一些，对短光照型的鱼提前把日照时间比自然状态缩短一些，通常能使鱼类提前成熟和产卵。许多研究证明秋季产卵的鲑鳟鱼类就是这种情况，即光周期对鱼性腺等的影响最为明显。其次光色、光强的因素也不可忽视，比如欧洲鲈与鳎目幼鱼在符合其野生环境的蓝光条件下，达到最佳发育速率。250lx光照时中华鲟可获得最佳孵化率( 83.9%)。配置光色时，要考虑鱼类视觉色素中视紫红质与视紫质的比例，即产卵场是在淡水还是在海水。

灯具二次配光设计 ▼

传统灯具的透镜与反光罩配光方式基本不适合水产车间养鱼池光照覆盖要求，循环水养鱼池形状特点大都是规则几何形状，所以LED 的透镜与反光罩要配合一起设计，采用高折射率的透镜材料，既要水面光斑均匀，又要恰好覆盖整个鱼池，以节约电能。其次根据鱼池水深浅程度不同，应考虑光源发光强度并科学地采用公式准确计算。

防护等级安全要求 ▼

防护等级应满足设计要求，并符合GB7000. 5—2007。水产养殖车间湿度大都在90%以上，所以对灯具防水要求比较高，防护等级标准要达到IP65，如果为节能考虑将灯具安装到养殖鱼池水下，IP等级至少达到IP67以上。养殖车间灯具的安装位置容易与人接触，如果紧固螺钉触及带电电路板等情况漏电，在车间潮湿环境下，极易使人触电，造成危险。所以选择灯具时，一要注意防护等级IP 是否达到IP65 以上； 二是要用隔离式恒流电源，留有最小爬电距离，并且最好使用集中式外置电源，集中式外置电源是指采用一个大功率的AC /DC 开关电源，统一供电。

色温与显色指数 ▼

建筑照明设计必须有色温( Tc) 与显色指数( Ｒa) 的要求。色温用Tc 表示，单位为K。光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称为此光源的色温。低色温光源的红辐射相对说要多些，色温提高后蓝辐射的比例增加。

显色指数用Ｒa 表示，显色指数是表现物质本来的颜色指标。显色指数越高，越接近物质本来的颜色，其数值接近100，显色性最好。在水产养殖生产中，一般不要求这两个光源指标。但是需要长波长的光谱能量分布时，可以增加CIE 定义CＲI 中的Ｒ9 饱和红色比例，即增加封装中的氮化物红色荧光粉； 需要短波长的光谱能量分布时，可以用色温较高的白色光源。因此，某些场合的长波长单色光可以用色温低、显色指数高的白光代替，短波长的可以用色温较高的白光代替。这样设计优点有：一是白光非常有益于车间操作人员的视觉健康； 二是白光大量用于功能性照明，养殖业一次设备采购成本可以大大降低。

灯具的开关 ▼

瞬间开、关照明灯具对大西洋鲑、河豚、石斑等鱼类，以及对虾会产生应激反应。当鱼、虾处于应急反应状态时，会释放应激激素，血液与组织成分发生变化，呼吸频率与心率发生改变，免疫水平降低，导致易染病和寄生虫，不但繁殖生长受到影响，严重增加死亡率。所以开关时要逐渐亮、逐渐灭，才能消除光对鱼的胁迫。解决这个问题需要LED智能控制，现在考虑的其中一个方案是采用微处理器MCU控制实时时钟RTC 与PWM 波形输出的方式实现。其中RTC可精确到秒为单位，用户可自行设置渐变间隔；LED 的亮度调节则通过调节PWM波形占空比来实现。占空比可采用分级方式，一般可分为0 ～100 级。这种渐变方式会有效地避免LED光源的瞬间开与关对鱼虾类产生应激反应。

结论▼

工厂化养殖车间不同于自然环境，需要采用人工光照方式。一般来说，全光照与全黑暗对鱼生长发育都不利。光环境只是一个影响鱼类行为的重要因子，还要与温度、水质、饵料等因子共同配置。目前在国内，关于光环境因子对水产养殖的研究较少，养殖车间的光照与灯具安装更是粗放式的随意布置。随着半导体技术的发展，人们逐渐认识到LED光源作为一种物理手段，可以更好地增加水产养殖生产效率，获得规模化、绿色、高品质鱼类产品。