动物营养与饲料：矿物质营养

1、矿物质营养,本章主要内容,1.矿物元素的分类及其一般生理功能。 2.矿物元素营养价值的评定方法。 3.电解质平衡的概念与应用。 4.主要矿物元素的一般营养生理功能及其典型 缺乏症。,矿物质元素的分类,1. 按含量、功能分类（见下图）,一 矿物元素概述,动物体内矿物元素含量约有4%，其中5/6存在于骨骼和牙齿中，其余1/6分布于身体的各个部位。体内的矿物元素主要起营养调节作用。,动物体组织中含有45种不同数量和浓度的化学元素，其中26种被证明是动物必需的，据含量将矿物元素分为二类：,常量矿物元素（0.01%活重，macro-elements）：Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S共7种。,微量矿物

2、元素（0.01%活重,micro-elements, trace elements）：Fe、Cu、Zn、Mn、I、Se、Co、Mo、Cr、F、Sn、V、Si、Ni、As等。,必需矿物元素,要证明矿物元素的必需性需通过动物试验，用一种纯合日粮添加或去除某元素后，观察动物的反应。,一般认为必需元素应具备下列四个条件：,必需矿物元素,必需元素的条件,1.在动物体内各个组织中均存在； 2.每个动物体内存在的浓度大致相同； 3.若从体内或日粮中撤去该元素，各类动物均产生生理上或结构上的异常症状，且此症状可重复出现； 添加这种元素后缺乏症即可消失； 4.元素缺乏症与体内一定的生物化学变化和缺乏症状相关；

3、防止缺乏或治疗后上述生物化学异常现象不再发生。,矿物元素的营养生理功能,1.构成体组织：5/6存在于骨骼和牙齿中，Ca、P是骨和牙齿的主要成分，Mg、F、Si也参与骨骼、牙齿的构成。 2.是调节酶活性的必要因子：（作为酶的成分或激活剂） Zn、Mn、Cu、Se,3.调节细胞代谢 ： Ca、K、Na等与细胞兴奋性有关 4.调节激素分泌及其功能：矿物元素（如：碘）可直接作为激素的组成部分。矿物元素可与激素形成稳定的络合关系，完善分子构型，延长作用时间，在激素的靶器官上参与酶系统的形成。,矿物元素的营养生理功能,5. 调节酸碱平衡 6. 控制体内一定的渗透压（淋巴，血液，体液正常的渗透压） 7. 影

4、响其它营养物质的溶解度 血液中的食盐可提高Ca3(PO4)2的溶解度，体内一定浓度的盐有助于蛋白质的溶解，胃液中的HCl可溶解饲料中的矿物质 。,矿物元素的营养生理功能,矿物元素具有两面性：营养作用与毒害作用，取决于剂量。 （1）缺乏到一定低限后，出现临床症状或亚临床症状； （2）生理衡稳区，其低限为最低需要量，高限为最大耐受量； （3）超过最大耐受量出现中毒症状。,矿物元素的营养特点,剂量反应曲线,体内矿物元素变化规律及影响因素,（一）规律 1.用无脂空体重表示，各种动物体内各元素含量相近，常量元素的近似度更大。 2.电解质元素从胚胎到发育成熟，不同阶段含量相对稳定。 3.不同组织元素含量因

5、功能不同而异，主要集中在肝、血、肌肉、骨髓等。,（二）影响因素,1.年龄： 成年动物 Ca、P、K、Mg、Zn、Mn新生动物，Na、Cl、Mo、Fe、Cu、I 随年龄增长而下降，Co变化不大 2.品种：不同品种动物K、Na、Cu含量略有不同 3.季节：主要影响放牧家畜 4.生理状态: 健康疾病状态,矿物元素缺乏症,（一） 矿物元素一般缺乏症,（二） 特殊缺乏症,Ca、P:佝偻病(幼畜)；成年：骨质疏松、骨软症；奶牛：产褥热；蛋禽：蛋壳质量下降。 Mg :放牧高产奶牛“青草痉挛”。 Fe、Cu：贫血。 Zn:皮肤不完全角质化（皮厚、皮粗、皮炎）。,佝偻病猪,佝偻病牛,缺 磷 牛,Cu:贫血、骨折

6、、骨畸形。 Mn:鸡：滑腱症、胫骨短粗(现代鸡培育新概 念：胫骨越长，生产性能越高)、关节肿大。,Se:肝坏死、肌肉营养不良（苍白）、桑椹心、白肌病。 I：甲状腺肿大。,（二） 特殊缺乏症：,矿物元素间的相互关系,矿物元素本身不稳定，易与其它元素相互作用。,1、从消化道水平上促进吸收。 2、从体内细胞代谢水平相互促进。 Ca、P 间；Na、Cl 间；Zn、Mn 间；Cu 、Fe 间。,（一）协同作用,（二）拮抗作用,化学结构类似，有双向和单向拮抗作用 1. 单向：一种元素对另一种元素的抑制作用 2. 双向：两种元素相互间有抑制作用 高Ca引起Zn、Mn 缺乏 P、Mg、Zn与Cu 之间相互拮抗

7、 3. 拮抗关系对动物来说在一定程度上是一种保护作用，但就营养而言，造成了养分的损失与浪费。,矿物元素的需要与供应,与动物种类、生理阶段、生产水平有关。,1、需要,矿物元素中毒症状及其互作,微量元素的需要量与最大安全量 （mg/kg,DM）,实践意义 此表仅起指导作用，与真实需要差异较大。 最低需要量与安全量间差距极大，是导致微量元素配方设计混乱的原因（营养工作者应确定动物最适需要量，降低浪费和对环境的污染）。 不同动物不同生理阶段矿物元素需要量不同，所以通用矿物元素添加剂是不科学的。 饲料中微量元素含量受多种因素影响，设计配方时应考虑背景值（基础日粮，地区性）。,选择微量元素添加剂原料时需综

8、合考虑原料成本，生物学效价，更应注意其生物学指标。 各种微量元素对不同动物作用不尽相同，不能扩展使用。 ZnO：仔猪断奶后2周以内加2000-3000mgZn/kg 效果较好。Cu：家禽需要3-8ppm, 高Cu可降低蛋中胆固醇含量，但过高降低产蛋率；高Cu（125250mg/kg)对生长肥育猪可行，但其他动物则不宜使用。 配制微量元素添加剂时应兼顾防止产品和环境污染。 微量元素间有一定的比例关系，设计配方时，注意保持其适合的比例关系。,平衡日粮中矿物元素的比例可提高养分利用率，但不能代替Pr、EE、能量，因此只有在基本养分充分满足的前提下，才能最大发挥矿物元素的生物学功能； 超量添加微量元素

9、已成为事实，原因如下： A 营养标准偏低。 B 微量元素与防病、保健有关，生产中可能过于强调这方面的功能。 C 基础日粮中微量元素含量参差不齐，而将营养标准的规定当作添加量，基础日粮含量作为裕量。 D 需要量与中毒剂量差距太大。,蛋鸡不同阶段基础日粮中微量元素含量（占NRC需要量）,添加微量元素对产蛋性能的影响,83.22 45.61 54.45 117.47 2.69,常用植物饲料Ca不足，P过量；Na不足，K过量； Cl不足，Mg过量。 微量元素与地区性有关。 动物性饲料通常能满足元素需要，或比例适当。 矿物性饲料只能供给某一种或少数几种元素需要。,2供应,体表、尿、汗液,产品（奶、蛋等）

10、,器官,软组织,消化道,肌肉、骨骼,血液,八、矿物元素的代谢,矿物元素代谢途径,矿物元素在体内以离子形式吸收，主要吸收部位是小肠和前段大肠，反刍动物瘤胃可吸收一部分。,矿物元素排出方式因动物种类和饲料组成而异，粪尿是主要的排泄途径，动物生产也是排泄矿物元素重要途径。,八、矿物元素的代谢,1、营养价值评定指标,二 矿物元素营养价值的评定,3、鸡饲料Ca、P利用,2、猪饲料Ca、P利用,设两组日粮 日粮1 含 Cu 5mg/kg 日粮2 含 Cu 10mg/kg 10天后宰杀，测定肝脏Cu含量,1净利用率,100,营养价值评定指标,其值可能 100%,3 净吸收率,2 相对利用率,营养价值评定指标

11、,1. 常用的Ca,P饲料有石粉（含Ca 3538%）,骨粉 （Ca21%、P11%）、贝壳粉 Ca 32%、CaHPO4(Ca 23%、 P18%)。 2.植物性饲料中2/3 磷以植酸磷的形式存在，单胃动物对其的生物学效价只有30%左右（鸡10%20%，猪25%40%），动物性饲料中的磷全部为有效磷。 3.一般要求饲料中Ca:P(总P)=11.25:1, Ca :P(有效)=23：1，要注意保证日粮Ca、P的相对比例和绝对含量。,猪饲料 Ca 、P 利用,4VD可以促进Ca、P的吸收，但过高的VD 水平会动员骨骼Ca的释放。 5.动物骨骼生长所需的Ca、P高于生长肥育的需要（种猪、观赏用肥育

12、）猪的基因型与Ca、P 需要量无关。 6.谷物饲料（尤其是麦麸）中植酸酶含量较高，活性也较高，可分解其他饲料中的植酸磷， 所以可在猪日粮中加大麸皮用量。,猪饲料 Ca 、P 利用,7.添加植酸酶可提高植酸磷的利用率，称环保型饲料。 生长肥育猪日粮中适量添加麸皮可以代替部分微生物植酸酶或CaHPO4(无机磷)。,猪饲料 Ca 、P 利用,1.Ca、P 主要与蛋壳质量有关（传染性疾病也与此有关）。 一只鸡每年由鸡蛋排出的Ca大约为680g(每一枚蛋含钙2.2g)，约是其体内存贮Ca的30倍。 2.鸡每天需要Ca3.5g，有效磷400mg； 我国蛋鸡，种鸡总磷需要为0.6%，Ca 3-4%，Ca:P

13、=56:1。,蛋鸡饲料Ca、P利用,3.据研究0.3% 有效磷、4.0% Ca可使蛋鸡获得最大产蛋量和最佳蛋壳质量。 4.高温季节Ca、P浓度要比适温、冬季提高10%。 5.蛋鸡后备期（后备蛋鸡）重点是保证骨骼发育，日粮Ca 0.8%、P 0.6% ，产蛋鸡 Ca大幅上升： Ca 3.5% 、P 0.6%。 后备母鸡从低Ca日粮向高Ca 日粮过渡的最佳时间尚未确立，过早饲喂高Ca日粮，容易形成尿道结石，最早不能早于14wks。,蛋鸡饲料Ca、P利用,三 饲粮酸碱平衡及有机微量元素,1、饲粮酸碱平衡,2、有机微量元素,在纯水中形成导电溶液的物质。营养学中指那些在代谢过程中稳定不变的阴阳离子。它们

14、在生理体液中与渗透压、酸碱平衡密切相关。 饲料中常见的阴阳离子如下：,1. 电解质,日粮电解质平衡,电解质平衡即阴阳离子平衡。 表示为各离子mmol与其化合价（电荷数）乘积的总和(mmol/kg) DEB(mmol/kg)=(K+Na+Ca2+Mg2+) -(Cl-+S2-+P2-) =(K+Na+) -Cl-,2. 表示方法,日粮电解质平衡,肉鸡饲料粮中含分别为Na0.18%，K0.65% 和Cl0.20%: 将饲料中元素含量转化为1kg 饲料中的mg 数（106）， 除以原子量得到mmol数，再乘以化合价： （Na+mmol/kg）0.18%10623.01=78.3 （ K+ mmol/

15、kg）=0.65%10639.11=166.4 (Cl- mmol/kg)=0.20%10635.51=56.4 该饲料DEB=78.3+166.4-56.4=188.3,3. 计算方法,电解质不平衡，动物体的内环境处于过酸或过碱的状态，代谢过程不处于最佳状态，养分主要用于调节而不是用于生产。,4.提出电解质平衡的原因,5. 引起电解质不平衡的原因,（1）大量使用LysHCl （2）大量使用矿物质添加剂 （3）使用动物性饲料，食盐含量较高,日粮电解质平衡,（1）影响营养物质的代谢 如影响营养的消化吸收（猪的DEB提高，养分消化率增加，DEB 250-400 mmol/kg时，养分消化率最高；影

16、响AA代谢（Lys与Arg之间的互作关系）；影响N沉积效率,6. DEB不平衡的影响,日粮电解质平衡,（2）影响动物健康 A 造成仔猪腹泻 B 鸡的抗应激能力下降，肉鸡骨质钙a化不良，胫骨发育不良（胫骨短粗病） C 奶牛易患产后瘫痪/产褥热（产乳热） （3）影响动物生产性能 饲料DEB不平衡，机体处于过酸或过碱状态，大部分养分用于调节而不是生产。,日粮电解质平衡,为了提高生产性能，提倡使用阳离子型日粮。可使用离子添加剂调节日粮电解质平衡值： 阳离子添加剂：NaHCO3、KCl、KHCO3、CaCl2、MgSO4 阴离子添加剂：NH4Cl、(NH4）2SO4,日粮电解质平衡,奶牛干奶期和分娩后短

17、期内，日粮保持酸性（阴离子型）有利于预防产褥热，但产后产奶量和代谢率增高，体内环境趋于酸性，日粮应从酸性变成碱性，随着泌乳期的推进，产奶量和代谢率下降，日粮碱性应相应降低。,日粮电解质平衡,只有在其它元素不缺乏或不过量的情况下，才能体现电解质平衡对生长的促进作用，否则，任何一种元素的缺乏或过量都会抵消电解质平衡的有益影响，只有DEB尽量接近最佳值时，才能发挥日粮对动物的促生长作用。,日粮电解质平衡,具有良好的化学、生化稳定性,不易结块，不破坏饲料中其他活性成分 AA螯合物分子内电荷趋于中性，在体内pH环境下溶解性好，易释放金属离子，吸收率比相应的无机盐高 在胃肠道环境内不竞争有限的有机配位体，不干扰其它养分吸收 毒性小，不易受其它元素或不利因素的干扰,1.优点和原理,有机微量元素,金属AA螯合物可供给AA，用于体蛋白的合成。 对反刍动物，AA金属螯合物可避免微量元素对微生物的毒性并可促进AA通过瘤胃。 增强机体免疫力和抗应激能力。 可完整的被吸收，不分解为金属和AA，直接进入