反芻動物礦物質(zhì)元素營養(yǎng)研究進展

反芻動物礦物質(zhì)元素營養(yǎng)研究進展

對反芻動物所需的各種養(yǎng)分的需求非常低，但它們的作用非常重要。這是反芻動物生命活動所必需的養(yǎng)分之一。隨著營養(yǎng)學(xué)的不斷發(fā)展,人們對礦物質(zhì)元素的營養(yǎng)研究也在不斷深入。早在一個世紀以前,人們研究了礦物質(zhì)元素對動物的生理、生化作用;20世紀20～30年代,人們創(chuàng)建了礦物質(zhì)代謝和營養(yǎng)理論;60年代以后,其獨特的生理功能和作用機理受到研究者的廣泛重視,并且其添加物正在從無機物向有機化合物的方向轉(zhuǎn)變;近年來,礦物質(zhì)元素與動物免疫機能間的密切關(guān)系,陰陽離子平衡對動物的代謝、生產(chǎn)性能及營養(yǎng)健康影響的研究成為礦物質(zhì)研究的熱點。查閱2007年以來,CNKI、ADSA和PubMed等數(shù)據(jù)庫就反芻動物營養(yǎng)礦物質(zhì)研究為主題的搜索,共檢索到英文文獻51篇,中文文獻34篇。內(nèi)容分別涉及反芻動物日糧中硒添加劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用(23篇)、鈣磷對反芻動物營養(yǎng)的作用(18篇)和其他礦物元素對反芻動物營養(yǎng)的作用(31篇)等。1無機元素及微量元素的概念許多無機元素對動物的生長和繁殖都是必需的。按照動物對其需要量,常將其分為常量元素和微量元素。常量元素是指營養(yǎng)需要量以克為單位計算的無機元素,包括鈣、磷、鈉、鉀、鎂和硫等。常量元素不僅是骨骼和其他組織的重要組成成分,也是體液的重要組成成分。它們在維持機體酸堿平衡、滲透壓平衡、細胞膜電位平衡及正常神經(jīng)傳導(dǎo)過程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。微量元素是指營養(yǎng)需要量以毫克、微克為單位計算的無機元素,包括鈷、銅、碘、鐵、錳、鉬、硒、鋅及鉻和氟等。微量元素通常以金屬酶和輔酶因子或作為內(nèi)分泌激素的某一成分而發(fā)揮作用,調(diào)節(jié)機體的代謝。2常量元素研究2.1對正常生理機能的影響鈣與磷對反芻動物生長發(fā)育、維持生理機能和提高動物生產(chǎn)性能有重要作用,對瘤胃的發(fā)酵機能也有重要影響。滿足反芻動物對鈣與磷的需要,能有效促進反芻動物的生長發(fā)育。Heinola等(2007)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),缺鈣、缺磷或鈣磷比例失調(diào)都易引發(fā)育肥牛嚴重的骨關(guān)節(jié)炎,缺鈣對5～12月齡的育肥牛導(dǎo)致的傷害比12～18月齡的育肥牛更嚴重。鈣與磷不能滿足,影響了幼畜的生長發(fā)育,導(dǎo)致經(jīng)濟效益下降,圈養(yǎng)動物的福利待遇降低。滿足反芻動物對鈣、磷的需要,對維持正常生理機能有重要意義。Thilsing等(2007)研究結(jié)果顯示,鈣能調(diào)節(jié)淋巴細胞分裂,介導(dǎo)巨噬細胞的吞噬功能,磷是細本刊協(xié)辦單位:河南周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院胞膜的重要組成成分,它們都與機體的免疫有關(guān)。疾病狀態(tài)下血漿磷含量降低導(dǎo)致鈣磷比例失調(diào),進而使堿性磷酸酶含量升高及紅細胞膜流動性發(fā)生改變,使紅細胞膜的生理功能發(fā)生改變。Esser等(2008)研究結(jié)果表明,鈣是牛奶的重要組成成分,鈣缺乏導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶量和牛奶品質(zhì)下降,奶牛產(chǎn)后癱瘓、胎衣不下及真胃變位等疾病發(fā)生。日糧中添加脂肪酸鈣,不僅提高牛奶產(chǎn)量和品質(zhì),而且可延長其泌乳60d以后的產(chǎn)奶高峰期。Phiri等(2007)研究結(jié)果表明,磷對奶牛的繁殖性能有著重要的影響,缺磷是母畜不孕或流產(chǎn)的原因。以坦桑尼亞雜交奶牛為試驗對象,研究鈣和磷添加劑對奶牛繁殖性能的影響,結(jié)果顯示,與不添加礦物質(zhì)對照組相比,添加了鈣、磷后,奶牛從分娩到下一個發(fā)情期之間的間距顯著縮短,其中鈣添加組最短。因此,在胎間距適合的范圍內(nèi)縮短產(chǎn)犢周期,可提高奶牛的終生產(chǎn)奶量和優(yōu)良個體數(shù)量,最終改善奶牛的繁殖性能,獲得最佳的經(jīng)濟效益。日糧中添加鈣制劑影響了奶牛瘤胃的發(fā)酵機能。Montanez等(2008)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在日糧中添加鈣化海藻緩沖液可以提高瘤胃pH,對照組奶牛的瘤胃pH(5.98)低于飼喂含有來源于鈣化海藻的瘤胃緩沖液的pH(6.34)。保持瘤胃正常的pH范圍,對提高反芻動物瘤胃健康和對營養(yǎng)物質(zhì)的消化有積極的促進作用。2.2日糧中添加鈉沸石a對骨密質(zhì)和關(guān)節(jié)軟骨的影響鈉、鉀是機體細胞內(nèi)液中的主要陽離子,在保持體液的酸堿平衡和滲透壓方面起重要作用。鎂是骨骼和牙齒的重要組成成分之一,機體所有組織都含有鎂,其作用主要是與鉀、鈉協(xié)同維持肌肉和神經(jīng)興奮性。硫是動物體內(nèi)含硫氨基酸的組成成分。硫在動物被毛、角、爪中含量豐富。Turner等(2008)研究結(jié)果表明,日糧中添加鈉沸石A增加了骨密質(zhì)和關(guān)節(jié)軟骨的鋁含量,改變了骨的代謝更新。Rérat1等(2008)研究結(jié)果表明,產(chǎn)犢后奶牛飼喂高鉀日糧將延遲鈣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的活動。給產(chǎn)犢前5周奶牛日糧中添加不同劑量的鉀,平衡期從產(chǎn)犢后24～48h開始并持續(xù)7d,在平衡期的前2d糞中鎂的排泄比日糧中高鉀含量多。第2天糞中鈣的排泄較高,表明在平衡期開始鈣調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用降低。然而,在平衡后期鈣磷濃度低表明鈣調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于更活躍狀態(tài)。王金勇等(2008)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),相對于日糧中的高磷、高鉀來說,日糧中過量的鎂是采食棉餅飼料的山羊尿石癥發(fā)生的重要因素,高鎂誘發(fā)尿石癥的原因可能與尿液中結(jié)石抑制因子的抑制能力降低有關(guān)。叢玉艷等(2007)研究了硫?qū)ρ蛎a(chǎn)量和羊毛的彈性、強度等紡織性能有重要影響。給絨山羊添加硫可以促進瘤胃纖維發(fā)酵,提高有機物的表觀消化率及瘤胃細菌蛋白質(zhì)的合成,顯著提高了羊絨生長率和羊絨長度(P<0.05)。3例如，關(guān)于微因素的研究微量礦物質(zhì)元素包括硒、鋅、鈷、銅、鉬、碘等,微量礦物質(zhì)元素同常量元素一樣在動物體內(nèi)起著同樣重要的作用。3.1有機藻蛋白類和雙因素對日糧消化率的影響硒與動物的免疫機能具有密切的關(guān)系,能刺激免疫球蛋白及抗體的生成,提高機體體液免疫活性;參與谷胱甘肽過氧化物酶組成,對體內(nèi)氫或脂過氧化物有較強的還原作用,保護細胞膜結(jié)構(gòu)完整和功能正常。硒的缺乏可導(dǎo)致犢牛發(fā)生白肌病、抗病力下降和成年母牛繁殖力降低等病癥。日糧中添加硒對營養(yǎng)物質(zhì)代謝和日糧消化率有重要的影響作用。劉強等(2007)、周懌等(2007)、王聰?shù)?2007)在西門塔爾牛日糧中添加不同濃度的(0、0.3、0.6和0.9mg/kg)蛋氨酸硒,結(jié)果表明,日糧添加蛋氨酸硒能顯著提高有機物、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的消化率,影響了血液生理生化指標,提高了機體抗氧化能力,日糧中適宜的添加量為0.6mg/kg。不同的硒源對營養(yǎng)物質(zhì)代謝和日糧消化率的影響作用不同。張麗娟等(2007)以酵母硒為硒源,在基礎(chǔ)日糧中分別添加0.3、0.45、0.6mg/kg的硒與以亞硒酸鈉為硒源組比較,添加酵母硒0.45mg/kg組可以提高奶牛對有機物(OM)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、纖維素(CEL)、半纖維素(HC)、鈣(Ca)、磷(P)的表觀消化率(P<0.01)和粗蛋白質(zhì)的消化率(P<0.05)。硒能夠促進瘤胃微生物的生長,但硒并不是獲得對纖維最大降解率的必需元素(郭楊等,2007)。通過成年母體補硒對后代的內(nèi)臟器官有著重要的影響。Koenig等(2008)研究結(jié)果表明,當基礎(chǔ)日糧硒濃度含量大于0.3mg/kg時,補充有機酵母硒將增加母體傳遞給犢牛的硒含量。Neville等(2008)通過對82頭體重相近的懷孕母羊添加不同水平的硒(富硒酵母,7.4μg/kg體重為充足硒組,85μg/kg體重為高硒組),所產(chǎn)羔羊到5月齡進行屠宰,期間補充硒使羔羊卵巢的重量增加,心臟和腎臟重量減輕。補充硒(85μg/kg體重)能增加瘤胃、皺胃和小腸重量,但不影響其它內(nèi)臟器官重量。日糧中添加硒對泌乳性能也有著重要的影響。Kruze等(2007)研究結(jié)果表明,日糧中添加硒能降低乳中的體細胞數(shù)量;Wang等(2008)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),日糧中添加硒可提高乳脂中多不飽和脂肪酸的含量。Pechova等(2007)通過對泌乳山羊的研究結(jié)果表明,飼喂硒濃縮酵母組中羊乳汁硒濃度增加,添加硒濃縮酵母組明顯高于其他2組。3.2碘對肉羊日糧vb12表達的影響適宜的鋅可增加動物食欲,增強機體抗氧化能力,促進胰島素和胰島素樣生長因子等的合成與分泌,從而加強合成代謝,促進動物生產(chǎn)性能。鋅是通過影響性腺活動和性激素的分泌而對奶牛的性器官正常發(fā)育、性機能的正常發(fā)揮等表現(xiàn)出重要的生理意義。信富鈺等(2007)在動物日糧中以干物質(zhì)水平為基礎(chǔ)添加不同劑量的鋅(50、80、110和200mg/kg),飼喂8個月。試驗結(jié)果表明,不同鋅水平對荷斯坦種公牛血清中睪酮含量影響極顯著(P<0.01),從而影響公牛精液品質(zhì)。鈷是VB12和一些酶的組成成分,主要通過VB12參與機體造血和營養(yǎng)物質(zhì)的消化、代謝等過程,促進動物的生長。王潤蓮等(2007)研究結(jié)果表明,基礎(chǔ)日糧中添加鈷0.25～1.00mg/kg,促進了瘤胃VB12的合成;且鈷的添加量低于0.50mg/kg時瘤胃VB12的合成較快。同時增加了瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量,其中丙酸產(chǎn)量增加,異丁酸和異戊酸產(chǎn)量降低。當鈷的添加量為0.25mg/kg時可維持正常的造血功能。肉羊鈷的適宜添加水平為0.25～0.50mg/kg。銅作為金屬酶的組成部分直接參與機體代謝,參與骨形成,同時維持鐵的正常代謝,有利于血紅蛋白合成和紅細胞成熟。鉬作為各種氧化酶的組成成分,參加體內(nèi)氧化還原反應(yīng),對刺激羔羊瘤胃微生物活動、提高粗纖維消化率有重要的作用。并且銅與鉬之間存在明顯的相互作用。李淑青等(2007)研究結(jié)果表明,在同一鉬水平條件下,隨銅水平的增加,牛體內(nèi)血銅含量、血漿中SOD活性逐漸增加。楊在賓等(2007)研究結(jié)果顯示,提高日糧鉬水平能顯著降低肉牛血銅水平、血清銅藍蛋白和SOD活性(P<0.01);提高日糧銅水平可提高肉牛血銅質(zhì)量比、血清銅藍蛋白和SOD活性、ADF瘤胃消失率(P<0.01)。碘幾乎參與機體的各種代謝活動,并能促進動物生長發(fā)育、繁殖和紅細胞生長等。在反芻動物體內(nèi)的主要功能是通過甲狀腺素完成的,碘對于許多微生物,包括動物消化道微生物是必不可少的,在缺乏碘添加劑的日糧中添加碘后,可增強瘤胃中纖維分解菌的活力。Nudda等(2008)研究結(jié)果表明,在雜種奶山羊日糧中添加碘組較未添加碘的對照組而言,產(chǎn)奶量沒有明顯變化,奶中尿素含量卻明顯低于對照組。推測碘增強了瘤胃中纖維分解菌的活力,提高了對氮的利用率。4礦物質(zhì)元素地球化學(xué)。據(jù)初充的檢測,直接把造林近年來,礦物質(zhì)元素的營養(yǎng)在反芻動物領(lǐng)域的研究已取得了突破性的進展,其中礦物質(zhì)元素和動物免疫機能間的密切關(guān)系,離子平衡對動物生長發(fā)育、健康狀況和生產(chǎn)性