Verlichting voor een aquarium

Verlichting maakt of breekt een aquarium. Naast de glazen bak is de verlichting een investering om even bij stil te staan. De kleur van het licht en aanpasbare intensiteit zijn belangrijke variabelen. De kleur van het licht voor de persoonlijke smaak. De intensiteit van het licht voor het leven in je bak. Verder bestaan er vooral heel veel misverstanden over licht.

Licht

Licht is een vorm van elektromagnetische straling, een soort energie die zich in golven voortbeweegt. Andere soorten elektromagnetische straling die we in ons dagelijks leven tegenkomen, zijn radiogolven, microgolven en röntgenstralen. Samen vormen alle soorten elektromagnetische straling het elektromagnetische spectrum.

Elke elektromagnetische golf heeft een bepaalde golflengte, of afstand van de ene top tot de volgende, en verschillende soorten straling hebben verschillende karakteristieke golflengtebereiken (zoals weergegeven in het onderstaande diagram). Soorten straling met lange golflengten, zoals radiogolven, bevatten minder energie dan soorten straling met korte golflengten, zoals röntgenstralen.

Het zichtbare spectrum is het enige deel van het elektromagnetische spectrum dat door het menselijk oog kan worden gezien. Het omvat elektromagnetische straling met een golflengte tussen ongeveer 400 nanometer (nm) en 700 nm. Rood licht heeft de langste golflengte en de minste energie, terwijl violet licht de kortste golflengte en de meeste energie heeft.

Verlichting en aquascaping

Omgevingslicht

Op hoofdlijnen kun je op twee manieren met omgevingslicht omgaan. Je kunt van omgevingslicht de primaire bron van verlichting maken. Dit is bijvoorbeeld ideaal voor een ondiep riparium. Maar ook voor veel biotopen, kan omgevingslicht heel mooi werken.

Heb je liever meer controle op de verlichting, dan is het juist verstandig om het aquarium op een donkere locatie te plaatsen. Je kunt reflecties tegengaan en het licht aanzienelijk dimmen en toch de aquascape goed verlichten.

Kleur

De kleurtemperatuur is gebaseerd op de menselijke perceptie van “wit” licht en kan worden gebruikt om verschillende soorten lichtbronnen te vergelijken. De kleurtemperatuur is een kwantificatie van het zichtbare deel van elektromagnetische straling.

Kleurtemperatuur is alleen zinvol voor lichtbronnen die in feite enigszins overeenkomen met de kleur van een zwart lichaam, d.w.z. licht in een bereik gaande van rood tot oranje tot geel tot wit tot blauwachtig wit; het heeft geen zin om te spreken over de kleurtemperatuur van bijvoorbeeld een groen of paars licht.

Een kleurtemperatuur van 6500 K zou optimaal zijn voor plantengroei. Dit soort kreten vallen te pas en te onpas. Het heeft een commerciële reden, maar geen biologische betekenis. Planten gebruiken elk zichtbaar licht in het spectrum, ongeacht de kleurtemperatuur. Het zogenaamde 6500 K optimum is niets meer dan verkooppraat.

Maar de kleurtemperatuur heeft wel degelijk invloed op het uiterlijk van de aquascape. Baseer de temperatuur dan ook volledig op je aquascape en persoonlijke voorkeuren.

Intensiteit

Licht komt overeen met electromagnetische golven van een bepaalde lengte. De golven kunnen daarnaast ook variëren in hoogte (of amplitude). Hoe groter de amplitude, hoe helderder het licht. Licht op 550 nm zal groen ogen. Gedimd bij lage intensiteit of helder bij hoge intensiteit; de kleur blijft echter hetzelfde. Hoe hoger de intensiteit, hoe meer energie er wordt overgedragen. Korte hoge golven dragen dus veel meer energie dan lange lage golven.

Waar je vrij bent om de kleur te bepalen, daar ben je voor intensiteit van licht gebonden aan het leven in je aquarium. De intensiteit van licht (en de natuurlijk bijbehorende temperatuur) is het gaspedaal voor biologische activiteit.

Binnen die kaders kun je wat spelen met de intensiteit om een aquascape er beter uit te laten komen.

Over het algemeen vind ik gedimd licht makkelijker (vanwege de biologische activiteit) én mooier. Als je naast een aquarium ergens geld in moet investeren voor de hobby dan is het wel een lichtbron waarvan de intensiteit gedurende de dag kan worden bepaald.

Hoe donkerder het omgevingslicht, hoe meer vrijheid je hebt om met intensiteit te spelen. In een donkere kamer is een aquascape nog steeds goed zichtbaar, wanneer het licht boven het aquarium sterk gedimd is.

Zo kun je ’s avonds dus van je aquascape genieten met sterk gedimd licht, zonder dat je de biologische activiteit erg verstoord.

Maanlicht

Vooruit, laat ik deze even aanstippen. Veel fabrikanten verkopen verlichting met een zogenaamde maanlicht modus. Het verkoopt, dus wordt het aangeboden.
Het heeft verder geen enkele biologische betekenis. Sterker nog, zonlicht kleurt bij zonsopkomst en zonsondergang rood. Ook maanlicht is roder van kleur. En niet blauw. Op Hollywood films na dan.

Ik kan me voorstellen dat zogenaamde fytochromen (fotoreceptor-eiwitten) reageren op de rode dominantie van het ochtend- en avondlicht. In ieder geval, is blauwe maanlicht redelijk onzinnig.

Wil je ’s avonds van je aquascape kunnen genieten, dim het licht gewoon naar 1%.

Diepte

Licht hoeft niet alleen van bovenaf te komen. Licht kan bijvoorbeeld ook achter de aquascape worden geplaatst. Of de achterkant kan oplichten door reflectie via de muur. In beide gevallen zal de achterkant (semi-)transparant /diffuus moeten zijn. Dan wordt licht doorgelaten, zonder dat je hoeft te genieten van het behang op de muur.

Raamfolie is in alle gevallen aan te raden. Raamfolie komt in semi-transparante uitvoering, maar komt ook in verschillende tinten.

Schaduw

Licht kan deels ook worden geblokt om zo licht gradienten of schaduw te creëren. Met een ondermat, dat normaliter voor onder een aquarium wordt gebruikt, kun je delen uitknippen en bovenop of achter het aquarium plaatsen, om zo het uiterlijk van een aquascape te versterken.

Verlichting en biologie

Planten

Planten bezitten fotosynthetisch pigment, meestal bladgroen of chlorofyl genoemd, waarmee licht wordt geabsorbeerd en voor fotosynthese wordt benut.

Het licht dat door chlorofyl wordt benut ligt zo tussen de 350 en 750 nm. Niet iedere golflengte wordt tussen deze waarden even sterk geabsorbeerd. Het blauwe en het rode spectrum worden geabsorbeerd.

Er is een goede reden waarom de chlorofylmoleculen elk zo ver uit elkaar absorptiepieken hebben; de fotoperiode van de aarde is niet noodzakelijkerwijs homogeen. In de ochtend en late namiddag is er aardig wat rood. Rond of rond de middag domineert blauw. Het is dus volkomen logisch dat de planten op elk moment van de dag de fotosynthese kunnen optimaliseren. Aangezien er tijdens de fotoperiode meer blauw dan rood is, is het ook zinvol om de respons rond blauw te optimaliseren.

Termen als PAR, PUR en DLI hebben hier betrekking op. In de aquaristiek wordt met name PAR gebruikt. Dit omvat alle energie tussen 400 en 700 nm.

Onze ogen zijn juist gevoeliger voor het spectrum tussen het blauwe en rode spectrum. Termen als lumen en lux hebben hier betrekking op. Lux staat gelijk aan lumen/m².

Licht compensatie punt

Voor voedselproductie bestaan speciale lampen die voor optimale fotosynthese zorgen op een zo efficient mogelijke manier. Voor aquascapes bestaan eveneens speciale lampen.

Speciale lampen zijn echter niet echt nodig. Tenzij je de groei van je planten echt wil optimaliseren. Maar waarom zou je dat willen?

En bij aquariumverlichting gaat het niet om maximale opbrengst met een hoge energie-efficiëntie, maar om esthetiek. Aangezien waterplanten in vergelijking met de meeste andere planten en gewassen helemaal niet veel licht vragen, moet je gewoon een lamp kopen die je aquarium er goed uit laat zien en je planten zullen waarschijnlijk in orde zijn.

Planten groeien prima bij minder intens licht met een suboptimaal spectrale curve. De intensiteit moet voldoende zijn om niet voorbij het zogenaamde licht compensatie punt (LCP) te komen, zodat de snelheid van fotosynthese boven dat van respiratie blijft.

De LCP voor planten die wij in aquascapes houden is erg laag. Een gemiddelde desktop lamp die je boven een aquarium houdt is al voldoende.

Snelle groei wordt vaak gezien als goed en gezond. Maar planten kunnen snel groeien en minder gezond zijn. Andersom kan ook. Planten groeien langzaam maar zijn heel gezond.

En te veel intensiteit is ook niet wenselijk. Dan kan er zelfs schade aan planten ontstaan wanneer de nutriënten- en CO2-niveaus onvoldoende zijn. Het mechanisme van de schade veroorzaakt door te veel intensiteit is foto-inhibitie.

PAR

Er bestaat een groot verschil tussen de opname van een enkel chlorofylmolecuul en een heel blad met verschillende cellagen die allemaal gevuld zijn met chloroplasten, en hele planten die uit meerdere lagen bladeren bestaan.

Het meeste rood en blauw wordt in de bovenste lagen geabsorbeerd, maar het groene licht dringt dieper door in het bladweefsel of bladerdak. Daar zal het veel meer chlorofylmoleculen raken die het beetje bij beetje zullen absorberen.

Het lichtoogstmechanisme van planten, algen en sommige bacteriën, zoals BGA, bestaat uit een centraal chlorofylcomplex. Het complex heeft, naast vele andere componenten, een reeks hulppigmenten die reageren op andere golflengten van licht dan blauw en rood. De energie die door deze pigmenten wordt opgevangen, wordt vervolgens doorgegeven aan het chlorofyl en fungeert daarom als een spectrale uitbreiding van de hoofdresponscurve van chlorofyl. Het blad analyseert de spectrale verdeling en fabriceert een verscheidenheid aan pigmenten om taken uit te voeren, zoals het reflecteren van golflengten die te veel energie hebben, het absorberen van golflengten die geen primaire golflengten zijn en sommige pigmenten zijn zelfs in staat om het invallende licht in een andere kleur te veranderen en het reflecteren op pigmenten die vervolgens de nieuwe kleur kunnen absorberen en zijn energie doorgeven aan het chlorofyl.

Het is een zeer geavanceerd systeem en heeft uw hulp niet nodig. Welke spectrale verdeling je ook geeft, de plant bepaalt zelf hoe hij die energie het beste kan gebruiken.

Er is dus geen bewijs dat planten licht voornamelijk absorberen in het blauw en rood. Het is gewoon dat het chlorofylpigment zelf een hogere respons heeft op blauw en rood, maar het hangt af van de andere pigmenten om de resterende golflengten te absorberen. en om die golflengten te verwerken.

Integendeel, juist omdat het chlorofylpigment zo’n hoge respons heeft op blauw en rood, wordt het gemakkelijk overweldigd door blauw en rood. Dus wat het fotosynthetische spectrum laat zien, is dat je minder blauw en rood zou moeten gebruiken om foto-inhibitie te verminderen. Dit feit is veel te lang volkomen verkeerd geïnterpreteerd.

Je hebt het volledig spectrum dus helemaal niet nodig.

Algen

Er worden verschillende trucjes met licht voorgesteld, waarmee planten in het voordeel zouden zijn ten opzichte van algen. Maar het chlorofyl van algen is hetzelfde als dat van planten. En de fotosynthese die volgt is bij algen efficiënter. Algen kunnen beter met lagere CO₂ condities en veranderingen omgaan dan planten.

Geen enkele golflengte of ritme (zoals het toepassen van een siësta gedurende de dag) zal planten een voordeel geven. Alle anekdotische bewijslast ten spijt.

Lees hoe je heel eenvoudig algen kunt voorkomen.

Dieren

Kwantificeren is lastig zonder heel veel context te geven, maar het lijkt er op dat heel veel vissoorten beter functioneren bij relatief zwakker licht. Aquacultuur studies tonen dit aan met betrekking tot voedselconversie ratio, stress response, groei en reproductie. De bevindingen zijn niet uniform en duidelijk soort-afhankelijk.

Technologie

Veel vrienden maak ik er niet mee, maar met zo’n beetje iedere verlichting kun je prima uit de voeten. Veel geld betalen voor verlichting die speciaal voor planten geschikt zijn, is bovenal verkooppraat. En natuurlijk voelt het vreemd om veel geld te betalen voor een CO₂ systeem en vervolgens een desktop lamp te gebruiken. Maar ook dit zal werken.

Is er dan niets op rekening mee te houden? Zeker wel. De kleur van het licht heeft invloed op de looks van je scape. Persoonlijk vind ik wit(er) licht veel beter werken dan het warme, gele licht.

Maar bovenal, zorg dat de lichtintensiteit controleerbaar is. Bij voorkeur kun je de intensiteit gedurende de dag automatisch laten aanpassen. Hiervoor heb je enerzijds verlichting nodig met dimbare LEDs en anderzijds een controller waarmee je de intensiteit voor meerdere momenten op de dag kunt aanpassen.

Ik laat het licht in mijn aquascapes iedere ochtend met minimale sterkte aangaan, waarna het langzaam oploopt tot een uur of 14:00 om max. 20% van de potentiële intensiteit van de lichtbron, waarna de intensiteit weer langzaam afneemt tot in de loop van de avond.

En probeer ook eens een kleine aquascape te plaatsen dicht bij een raam, maar zonder enige verlichting. Zelf heb ik een kleine beplante bak staan verder van een raam. De planten krijgen weinig licht maar zijn na een jaar nog steeds groen. De groei is wel erg langzaam. Maar dicht bij een raam, heb je tenminste goed zicht in de bak en bij mooi weer krijgt de aquascape het beste licht van de wereld. Een klein, ondiep riparium staat overal mooi.

Blijf scapen,
Ruud

Heb je vragen of opmerkingen? Stuur me een bericht: