反芻動(dòng)物礦物質(zhì)元素營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

反芻動(dòng)物礦物質(zhì)元素營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

對(duì)反芻動(dòng)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(dòng)物生命活動(dòng)所必需的養(yǎng)分之一。隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)的不斷發(fā)展,人們對(duì)礦物質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)研究也在不斷深入。早在一個(gè)世紀(jì)以前,人們研究了礦物質(zhì)元素對(duì)動(dòng)物的生理、生化作用;20世紀(jì)20～30年代,人們創(chuàng)建了礦物質(zhì)代謝和營(yíng)養(yǎng)理論;60年代以后,其獨(dú)特的生理功能和作用機(jī)理受到研究者的廣泛重視,并且其添加物正在從無機(jī)物向有機(jī)化合物的方向轉(zhuǎn)變;近年來,礦物質(zhì)元素與動(dòng)物免疫機(jī)能間的密切關(guān)系,陰陽離子平衡對(duì)動(dòng)物的代謝、生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)健康影響的研究成為礦物質(zhì)研究的熱點(diǎn)。查閱2007年以來,CNKI、ADSA和PubMed等數(shù)據(jù)庫就反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)礦物質(zhì)研究為主題的搜索,共檢索到英文文獻(xiàn)51篇,中文文獻(xiàn)34篇。內(nèi)容分別涉及反芻動(dòng)物日糧中硒添加劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用(23篇)、鈣磷對(duì)反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的作用(18篇)和其他礦物元素對(duì)反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的作用(31篇)等。1無機(jī)元素及微量元素的概念許多無機(jī)元素對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖都是必需的。按照動(dòng)物對(duì)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(yíng)養(yǎng)需要量以克為單位計(jì)算的無機(jī)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?cè)诰S持機(jī)體酸堿平衡、滲透壓平衡、細(xì)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(yíng)養(yǎng)需要量以毫克、微克為單位計(jì)算的無機(jī)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(jī)體的代謝。2常量元素研究2.1對(duì)正常生理機(jī)能的影響鈣與磷對(duì)反芻動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、維持生理機(jī)能和提高動(dòng)物生產(chǎn)性能有重要作用,對(duì)瘤胃的發(fā)酵機(jī)能也有重要影響。滿足反芻動(dòng)物對(duì)鈣與磷的需要,能有效促進(jìn)反芻動(dòng)物的生長(zhǎng)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(yán)重的骨關(guān)節(jié)炎,缺鈣對(duì)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(yán)重。鈣與磷不能滿足,影響了幼畜的生長(zhǎng)發(fā)育,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降,圈養(yǎng)動(dòng)物的福利待遇降低。滿足反芻動(dòng)物對(duì)鈣、磷的需要,對(duì)維持正常生理機(jī)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(xì)胞分裂,介導(dǎo)巨噬細(xì)胞的吞噬功能,磷是細(xì)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(jī)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(jìn)而使堿性磷酸酶含量升高及紅細(xì)胞膜流動(dòng)性發(fā)生改變,使紅細(xì)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(zhǎng)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(duì)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(yàn)對(duì)象,研究鈣和磷添加劑對(duì)奶牛繁殖性能的影響,結(jié)果顯示,與不添加礦物質(zhì)對(duì)照組相比,添加了鈣、磷后,奶牛從分娩到下一個(gè)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(gè)體數(shù)量,最終改善奶牛的繁殖性能,獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。日糧中添加鈣制劑影響了奶牛瘤胃的發(fā)酵機(jī)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(duì)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(duì)提高反芻動(dòng)物瘤胃健康和對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化有積極的促進(jìn)作用。2.2日糧中添加鈉沸石a對(duì)骨密質(zhì)和關(guān)節(jié)軟骨的影響鈉、鉀是機(jī)體細(xì)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(jī)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(dòng)物體內(nèi)含硫氨基酸的組成成分。硫在動(dòng)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(dòng)。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(duì)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(qiáng)度等紡織性能有重要影響。給絨山羊添加硫可以促進(jìn)瘤胃纖維發(fā)酵,提高有機(jī)物的表觀消化率及瘤胃細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,顯著提高了羊絨生長(zhǎng)率和羊絨長(zhǎng)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(dòng)物體內(nèi)起著同樣重要的作用。3.1有機(jī)藻蛋白類和雙因素對(duì)日糧消化率的影響硒與動(dòng)物的免疫機(jī)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(jī)體體液免疫活性;參與谷胱甘肽過氧化物酶組成,對(duì)體內(nèi)氫或脂過氧化物有較強(qiáng)的還原作用,保護(hù)細(xì)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(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝和日糧消化率有重要的影響作用。劉強(qiáng)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(jī)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(biāo),提高了機(jī)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(duì)營(yíng)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(duì)有機(jī)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(jìn)瘤胃微生物的生長(zhǎng),但硒并不是獲得對(duì)纖維最大降解率的必需元素(郭楊等,2007)。通過成年母體補(bǔ)硒對(duì)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(dāng)基礎(chǔ)日糧硒濃度含量大于0.3mg/kg時(shí),補(bǔ)充有機(jī)酵母硒將增加母體傳遞給犢牛的硒含量。Neville等(2008)通過對(duì)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(jìn)行屠宰,期間補(bǔ)充硒使羔羊卵巢的重量增加,心臟和腎臟重量減輕。補(bǔ)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(duì)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(xì)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(duì)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(duì)肉羊日糧vb12表達(dá)的影響適宜的鋅可增加動(dòng)物食欲,增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力,促進(jìn)胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子等的合成與分泌,從而加強(qiáng)合成代謝,促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)性能。鋅是通過影響性腺活動(dòng)和性激素的分泌而對(duì)奶牛的性器官正常發(fā)育、性機(jī)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(dòng)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(gè)月。試驗(yàn)結(jié)果表明,不同鋅水平對(duì)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(jī)體造血和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、代謝等過程,促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。王潤(rùn)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(jìn)了瘤胃VB12的合成;且鈷的添加量低于0.50mg/kg時(shí)瘤胃VB12的合成較快。同時(shí)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(dāng)鈷的添加量為0.25mg/kg時(shí)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(jī)體代謝,參與骨形成,同時(shí)維持鐵的正常代謝,有利于血紅蛋白合成和紅細(xì)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(duì)刺激羔羊瘤胃微生物活動(dòng)、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(lán)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(lán)蛋白和SOD活性、ADF瘤胃消失率(P<0.01)。碘幾乎參與機(jī)體的各種代謝活動(dòng),并能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和紅細(xì)胞生長(zhǎng)等。在反芻動(dòng)物體內(nèi)的主要功能是通過甲狀腺素完成的,碘對(duì)于許多微生物,包括動(dòng)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(qiáng)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(duì)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(duì)照組。推測(cè)碘增強(qiáng)了瘤胃中纖維分解菌的活力,提高了對(duì)氮的利用率。4礦物質(zhì)元素地球化學(xué)。據(jù)初充的檢測(cè),直接把造林近年來,礦物質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)在反芻動(dòng)物領(lǐng)域的研究已取得了突破性的進(jìn)展,其中礦物質(zhì)元素和動(dòng)物免疫機(jī)能間的密切關(guān)系,離子平衡對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、健康狀況和生產(chǎn)性