反刍动物矿物质元素营养研究进展

反刍动物矿物质元素营养研究进展

对反刍动物所需的各种养分的需求非常低，但它们的作用非常重要。这是反刍动物生命活动所必需的养分之一。随着营养学的不断发展,人们对矿物质元素的营养研究也在不断深入。早在一个世纪以前,人们研究了矿物质元素对动物的生理、生化作用;20世纪20～30年代,人们创建了矿物质代谢和营养理论;60年代以后,其独特的生理功能和作用机理受到研究者的广泛重视,并且其添加物正在从无机物向有机化合物的方向转变;近年来,矿物质元素与动物免疫机能间的密切关系,阴阳离子平衡对动物的代谢、生产性能及营养健康影响的研究成为矿物质研究的热点。查阅2007年以来,CNKI、ADSA和PubMed等数据库就反刍动物营养矿物质研究为主题的搜索,共检索到英文文献51篇,中文文献34篇。内容分别涉及反刍动物日粮中硒添加剂在生产中的应用(23篇)、钙磷对反刍动物营养的作用(18篇)和其他矿物元素对反刍动物营养的作用(31篇)等。1无机元素及微量元素的概念许多无机元素对动物的生长和繁殖都是必需的。按照动物对其需要量,常将其分为常量元素和微量元素。常量元素是指营养需要量以克为单位计算的无机元素,包括钙、磷、钠、钾、镁和硫等。常量元素不仅是骨骼和其他组织的重要组成成分,也是体液的重要组成成分。它们在维持机体酸碱平衡、渗透压平衡、细胞膜电位平衡及正常神经传导过程中发挥关键性作用。微量元素是指营养需要量以毫克、微克为单位计算的无机元素,包括钴、铜、碘、铁、锰、钼、硒、锌及铬和氟等。微量元素通常以金属酶和辅酶因子或作为内分泌激素的某一成分而发挥作用,调节机体的代谢。2常量元素研究2.1对正常生理机能的影响钙与磷对反刍动物生长发育、维持生理机能和提高动物生产性能有重要作用,对瘤胃的发酵机能也有重要影响。满足反刍动物对钙与磷的需要,能有效促进反刍动物的生长发育。Heinola等(2007)研究结果发现,缺钙、缺磷或钙磷比例失调都易引发育肥牛严重的骨关节炎,缺钙对5～12月龄的育肥牛导致的伤害比12～18月龄的育肥牛更严重。钙与磷不能满足,影响了幼畜的生长发育,导致经济效益下降,圈养动物的福利待遇降低。满足反刍动物对钙、磷的需要,对维持正常生理机能有重要意义。Thilsing等(2007)研究结果显示,钙能调节淋巴细胞分裂,介导巨噬细胞的吞噬功能,磷是细本刊协办单位:河南周口职业技术学院胞膜的重要组成成分,它们都与机体的免疫有关。疾病状态下血浆磷含量降低导致钙磷比例失调,进而使碱性磷酸酶含量升高及红细胞膜流动性发生改变,使红细胞膜的生理功能发生改变。Esser等(2008)研究结果表明,钙是牛奶的重要组成成分,钙缺乏导致奶牛产奶量和牛奶品质下降,奶牛产后瘫痪、胎衣不下及真胃变位等疾病发生。日粮中添加脂肪酸钙,不仅提高牛奶产量和品质,而且可延长其泌乳60d以后的产奶高峰期。Phiri等(2007)研究结果表明,磷对奶牛的繁殖性能有着重要的影响,缺磷是母畜不孕或流产的原因。以坦桑尼亚杂交奶牛为试验对象,研究钙和磷添加剂对奶牛繁殖性能的影响,结果显示,与不添加矿物质对照组相比,添加了钙、磷后,奶牛从分娩到下一个发情期之间的间距显著缩短,其中钙添加组最短。因此,在胎间距适合的范围内缩短产犊周期,可提高奶牛的终生产奶量和优良个体数量,最终改善奶牛的繁殖性能,获得最佳的经济效益。日粮中添加钙制剂影响了奶牛瘤胃的发酵机能。Montanez等(2008)研究结果发现,在日粮中添加钙化海藻缓冲液可以提高瘤胃pH,对照组奶牛的瘤胃pH(5.98)低于饲喂含有来源于钙化海藻的瘤胃缓冲液的pH(6.34)。保持瘤胃正常的pH范围,对提高反刍动物瘤胃健康和对营养物质的消化有积极的促进作用。2.2日粮中添加钠沸石a对骨密质和关节软骨的影响钠、钾是机体细胞内液中的主要阳离子,在保持体液的酸碱平衡和渗透压方面起重要作用。镁是骨骼和牙齿的重要组成成分之一,机体所有组织都含有镁,其作用主要是与钾、钠协同维持肌肉和神经兴奋性。硫是动物体内含硫氨基酸的组成成分。硫在动物被毛、角、爪中含量丰富。Turner等(2008)研究结果表明,日粮中添加钠沸石A增加了骨密质和关节软骨的铝含量,改变了骨的代谢更新。Rérat1等(2008)研究结果表明,产犊后奶牛饲喂高钾日粮将延迟钙调节系统的活动。给产犊前5周奶牛日粮中添加不同剂量的钾,平衡期从产犊后24～48h开始并持续7d,在平衡期的前2d粪中镁的排泄比日粮中高钾含量多。第2天粪中钙的排泄较高,表明在平衡期开始钙调节系统作用降低。然而,在平衡后期钙磷浓度低表明钙调节系统处于更活跃状态。王金勇等(2008)研究结果发现,相对于日粮中的高磷、高钾来说,日粮中过量的镁是采食棉饼饲料的山羊尿石症发生的重要因素,高镁诱发尿石症的原因可能与尿液中结石抑制因子的抑制能力降低有关。丛玉艳等(2007)研究了硫对羊毛产量和羊毛的弹性、强度等纺织性能有重要影响。给绒山羊添加硫可以促进瘤胃纤维发酵,提高有机物的表观消化率及瘤胃细菌蛋白质的合成,显著提高了羊绒生长率和羊绒长度(P<0.05)。3例如，关于微因素的研究微量矿物质元素包括硒、锌、钴、铜、钼、碘等,微量矿物质元素同常量元素一样在动物体内起着同样重要的作用。3.1有机藻蛋白类和双因素对日粮消化率的影响硒与动物的免疫机能具有密切的关系,能刺激免疫球蛋白及抗体的生成,提高机体体液免疫活性;参与谷胱甘肽过氧化物酶组成,对体内氢或脂过氧化物有较强的还原作用,保护细胞膜结构完整和功能正常。硒的缺乏可导致犊牛发生白肌病、抗病力下降和成年母牛繁殖力降低等病症。日粮中添加硒对营养物质代谢和日粮消化率有重要的影响作用。刘强等(2007)、周怿等(2007)、王聪等(2007)在西门塔尔牛日粮中添加不同浓度的(0、0.3、0.6和0.9mg/kg)蛋氨酸硒,结果表明,日粮添加蛋氨酸硒能显著提高有机物、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的消化率,影响了血液生理生化指标,提高了机体抗氧化能力,日粮中适宜的添加量为0.6mg/kg。不同的硒源对营养物质代谢和日粮消化率的影响作用不同。张丽娟等(2007)以酵母硒为硒源,在基础日粮中分别添加0.3、0.45、0.6mg/kg的硒与以亚硒酸钠为硒源组比较,添加酵母硒0.45mg/kg组可以提高奶牛对有机物(OM)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、纤维素(CEL)、半纤维素(HC)、钙(Ca)、磷(P)的表观消化率(P<0.01)和粗蛋白质的消化率(P<0.05)。硒能够促进瘤胃微生物的生长,但硒并不是获得对纤维最大降解率的必需元素(郭杨等,2007)。通过成年母体补硒对后代的内脏器官有着重要的影响。Koenig等(2008)研究结果表明,当基础日粮硒浓度含量大于0.3mg/kg时,补充有机酵母硒将增加母体传递给犊牛的硒含量。Neville等(2008)通过对82头体重相近的怀孕母羊添加不同水平的硒(富硒酵母,7.4μg/kg体重为充足硒组,85μg/kg体重为高硒组),所产羔羊到5月龄进行屠宰,期间补充硒使羔羊卵巢的重量增加,心脏和肾脏重量减轻。补充硒(85μg/kg体重)能增加瘤胃、皱胃和小肠重量,但不影响其它内脏器官重量。日粮中添加硒对泌乳性能也有着重要的影响。Kruze等(2007)研究结果表明,日粮中添加硒能降低乳中的体细胞数量;Wang等(2008)研究结果发现,日粮中添加硒可提高乳脂中多不饱和脂肪酸的含量。Pechova等(2007)通过对泌乳山羊的研究结果表明,饲喂硒浓缩酵母组中羊乳汁硒浓度增加,添加硒浓缩酵母组明显高于其他2组。3.2碘对肉羊日粮vb12表达的影响适宜的锌可增加动物食欲,增强机体抗氧化能力,促进胰岛素和胰岛素样生长因子等的合成与分泌,从而加强合成代谢,促进动物生产性能。锌是通过影响性腺活动和性激素的分泌而对奶牛的性器官正常发育、性机能的正常发挥等表现出重要的生理意义。信富钰等(2007)在动物日粮中以干物质水平为基础添加不同剂量的锌(50、80、110和200mg/kg),饲喂8个月。试验结果表明,不同锌水平对荷斯坦种公牛血清中睾酮含量影响极显著(P<0.01),从而影响公牛精液品质。钴是VB12和一些酶的组成成分,主要通过VB12参与机体造血和营养物质的消化、代谢等过程,促进动物的生长。王润莲等(2007)研究结果表明,基础日粮中添加钴0.25～1.00mg/kg,促进了瘤胃VB12的合成;且钴的添加量低于0.50mg/kg时瘤胃VB12的合成较快。同时增加了瘤胃挥发性脂肪酸的产量,其中丙酸产量增加,异丁酸和异戊酸产量降低。当钴的添加量为0.25mg/kg时可维持正常的造血功能。肉羊钴的适宜添加水平为0.25～0.50mg/kg。铜作为金属酶的组成部分直接参与机体代谢,参与骨形成,同时维持铁的正常代谢,有利于血红蛋白合成和红细胞成熟。钼作为各种氧化酶的组成成分,参加体内氧化还原反应,对刺激羔羊瘤胃微生物活动、提高粗纤维消化率有重要的作用。并且铜与钼之间存在明显的相互作用。李淑青等(2007)研究结果表明,在同一钼水平条件下,随铜水平的增加,牛体内血铜含量、血浆中SOD活性逐渐增加。杨在宾等(2007)研究结果显示,提高日粮钼水平能显著降低肉牛血铜水平、血清铜蓝蛋白和SOD活性(P<0.01);提高日粮铜水平可提高肉牛血铜质量比、血清铜蓝蛋白和SOD活性、ADF瘤胃消失率(P<0.01)。碘几乎参与机体的各种代谢活动,并能促进动物生长发育、繁殖和红细胞生长等。在反刍动物体内的主要功能是通过甲状腺素完成的,碘对于许多微生物,包括动物消化道微生物是必不可少的,在缺乏碘添加剂的日粮中添加碘后,可增强瘤胃中纤维分解菌的活力。Nudda等(2008)研究结果表明,在杂种奶山羊日粮中添加碘组较未添加碘的对照组而言,产奶量没有明显变化,奶中尿素含量却明显低于对照组。推测碘增强了瘤胃中纤维分解菌的活力,提高了对氮的利用率。4矿物质元素地球化学。据初充的检测,直接把造林近年来,矿物质元素的营养在反刍动物领域的研究已取得了突破性的进展,其中矿物质元素和动物免疫机能间的密切关系,离子平衡对动物生长发育、健康状况和生产性