稀土元素在动物营养上的应用

吴端钦，贺志雄，谭支良

（1.中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室，湖南省畜禽健康养殖工程技术中心，农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站，湖南长沙410125；2.中国科学院大学，北京100049）

稀土元素是周期表中IIIB 族钪、钇和镧系元素的总称，共包含17种元素。从1794年芬兰人加多林（J.Gadolin）分离出钇，到1947年美国人马林斯基（J.A.Marinsky）等制得钷，历时150多年。其中大部分稀土元素是欧洲矿物学家、化学家、冶金学家发现制取的。稀土元素在地壳中含量稀少，约占0.015%。我国是世界上稀土储量最多的国家，也是对稀土开发利用最广泛的国家之一［1］。

稀土具有独特的理化性能，应用前景广阔。现在，稀土已经被广泛应用于农业、工业等领域。现在世界各国，在动物生产中，逐步的限制或者禁止在动物生产上滥用抗生素。大量试验发现，在动物日粮中添加一定剂量的稀土元素，可以具有类似抗生素的作用，选择性地影响肠道细菌，提高动物对饲料的利用率以及增强动物免疫力等，具有类似抗生素的一些功能［2］。因此，稀土元素也成为动物营养学家，选作替代抗生素的一个研究方向。本文主要就稀土元素添加剂的种类、作用机理以及在动物营养上研究与应用进行综述。

1 我国稀土资源的分布

我国的稀土储量、稀土生产以及稀土出口量均为居世界首位。而且，我国的稀土资源成矿条件较好，分布面广，但是又相对集中。全国各地已有20多个省（区）发现了稀土矿床，这些稀土矿主要分布在内蒙、山东、四川、江西、广东、广西等地，主要的稀土矿有内蒙古的白云鄂博矿，山东微山湖矿，四川冕宁牦牛坪矿，湖南的独居石矿，广东的离子吸附型稀土矿，以及漫长海岸线上的海滨砂矿等［3］。

2 稀土饲料添加剂种类

近些年来，稀土元素被开发为动物添加剂，在畜牧业中逐步得以应用。开发应用的稀土添加剂包括无机稀土添加剂和有机稀土添加剂。常见的无机稀土添加剂主要是各种无机盐稀土，如硝酸盐稀土；有机稀土添加剂主要是各种有机酸盐稀土，常见的有氨基酸稀土络合物、柠檬酸有机稀土等。

3 稀土元素的作用机理

稀土作为动物的一种辅助性营养元素，参与动物机体的物质代谢，一定剂量的稀土对机体内相关酶有激活效应，从而产生生理作用。

3.1 对酶活性的影响

添加适量的稀土元素可以激活动物机体内的酶活性，从而对动物产生积极作用。张义等［4］在乌骨鸡的基础日粮中添加稀土壳聚糖，研究稀土对乌骨鸡血清中ATP 酶活性的影响时发现，添加0.10%和0.15%可显著提高心脏、肝脏和肾脏中Na＋－K3ATP酶和Ca2＋－M－ATP酶的活性。

3.2 对自由基的影响

自由基是引起动物机体炎症、癌变及衰老的重要因素。机体内的自由基可使脂质过氧化，机体代谢紊乱，从而造成对细胞的毒害［5］。刘坚等［6］研究发现镧能调节体内脂质过氧化，降低体内过氧化脂质的生成，具有较强清除体内氧自由基的能力。

3.3 对营养物质代谢的影响

稀土作为一种添加剂，添加到动物日粮中，可以提高动物对饲料中营养成分的消化和吸收，促进动物的生长，从而提高动物的生产性能。Prause等［7］研究发现，动物饲喂一定量的稀土可以显著提高氮的吸收、能量平衡、碳水化合物吸收及营养素的消化率。这可能是由于稀土影响动物小肠的渗透性及促进动物胃中消化液的分泌，从而提高不同营养物质的消化。

3.4 对其他元素的影响

稀土不但可以影响动物对饲料中养分的利用，也可以对机体内的其他一些矿物元素产生影响。周宁波等［8］研究了稀土和微量元素对鸡胚生长发育的影响及吸收分布情况，发现稀土与微量元素不但对雏鸡生长发育有一定的影响，而且对稀土与微量元素的分布也有影响。

试验证明，细胞增殖时胞质中钙浓度增加，并且需要外源性钙离子，稀土则能促进钙离子内流［9］。程驿等［10］给大鼠用氯化铈灌胃，发现稀土能以非吞噬机理进入红细胞，并能促进氯离子和钙离子的内流，导致胞内钙和氯含量增加，而磷含量减少。姚惠英等［11］利用成纤维细胞放射性45Ca示踪法证明，稀土能促进钙离子内流，而稀土的这种促进作用是通过激活钙离子通道造成的。

4 在动物营养中的研究与应用

目前，开发的无机和有机稀土动物添加剂，均可用于动物生产上，可提高日粮中应用成分的利用率，促进动物生长，提高生产性能，而不会对畜禽的肉品质产生不良影响［12］。

4.1 在养禽业上的应用

赵义斌等［13］选用46 周龄的罗曼蛋鸡280 只，在饲粮中分别添加富马酸有机稀土铬合物，研究稀土对产蛋鸡后期的影响，试验发现饲料中添加有机稀土使饲料利用率和产蛋量提高，单位产品成本降低，总的经济效益提高了84.70%。He等［14］在肉鸡日粮中添加无机和有机稀土混合物，研究稀土元素改善肉鸡生长性能的效果。试验发现，日粮中添加稀土元素对肉鸡的血清生化指标没有影响，添加低剂量柠檬酸稀土改善了肉鸡生长性能，但对肉鸡的胴体成分及健康没有影响。

大量试验表明，鸡饲料中添加稀土有一个最适添加量问题，添加量过多或过少都不利于肉鸡生长或蛋鸡的产蛋率提高。最适添加量因鸡的品种、饲养管理水平以及基础日粮结构不同，也不尽相同，需进一步探索研究。

4.2 在养猪业上的应用

目前我国养猪业正由传统养殖模式向现代化养殖转变，无论是养殖的模式、理念还是生产方式、生产能力都在发生着显著的变化。但是，养猪业仍存在自主创新能力不强、环保压力大以及饲料资源匮乏等诸多挑战［15］。

吴华［16］为了探讨在青海高原养猪业中应用稀土作添加剂的可行性和效果，在生长仔猪的日粮中，分别添加富马酸稀土络合物和730有机稀土复合饲料添加剂，进行饲养试验。试验结果表明，在生长仔猪每千克日粮中添加400 mg富马酸络合物和730有机稀土复合饲料添加剂均可提高生长仔猪增重率和饲料转化率。郑宗云［17］在添加不同剂量的稀土硝酸盐对断奶仔猪生长性能的影响时发现，在21d断奶仔猪每千克基础日粮中添加一定浓度的稀土硝酸盐可显著提高断奶仔猪的生长性能，其中添加600mg／kg、900mg／kg稀土就可显著提高断奶后1～14d平均日增重和饲料转化率；显著提高断奶后15～28d平均日增重和饲料转化率。

由以上试验可以发现，不同稀土添加剂的种类和剂量在猪生产中的效果也有差异。而稀土对不同地区、不同气候、不同种类、性别及年龄的猪，作用是否也有差异，还需要进一步的研究。

4.3 在反刍动物上的应用

稀土可改善反刍动物瘤胃微生物区系，使瘤胃保持稳定的酸性环境，各种微生物比例达到理想状态，促进瘤胃对营养物质的有效利用，提高饲料利用率［18－19］。反刍动物可以利用粗饲料中的纤维，往反刍动物饲料中添加稀土，可以提高动物对中性洗涤纤维的利用［20］，增加瘤胃内挥发性脂肪酸产量［21］。

稀土与其它微量元素配合作为一种饲料添加剂，添加在育肥羊日粮中，与其它微量元素呈现出协同效应，可以提高育肥羊日增重，与经济效益呈现明显的正效应［22］。将稀土添加到日粮中饲喂羔羊，增重效果也很明显［23］。于静等［24］在安装有瘘管的小尾寒羊的日粮中添加硝酸盐稀土，分析了添喂稀土对到达小肠和小肠消化吸收的营养物质，特别是氨基酸消化率的影响。结果表明添喂稀土使绵羊的自由采食量增加了7.4%～13.0%，增加了干物质、有机物、纤维素和半纤维素等养分在前胃消化的量；显著增加了到达小肠的干物质、有机物、粗蛋白、微生物蛋白、过瘤胃蛋白、总氨基酸以及赖氨酸等；此外，还显著增加了氮、钙和磷的保留量。

Lydia等［25］为了考察稀土元素对肉牛生长性能的影响，将40头肉牛随机分为四组，分别饲喂添加不同剂量稀土元素的日粮。试验结果显示，日粮中添加稀土元素影响了肉牛的外周血单个核细胞的增殖，从而影响了肉牛免疫力；提高了肉牛日采食量，但是对肉牛的日增重没有影响。同样，Schwabe等［26］试验发现，育肥牛日粮中添加柠檬酸稀土对料重比没有影响，但是对屠宰率有显著的影响。王京仁等［27］在泌乳奶牛的基础日粮中添加稀土添加剂，考察奶牛生产性能的变化，试验结果发现，试验组的日均产乳量、乳脂肪和乳比重都显著高于对照组。

以上的试验可以看出，往牛日粮中添加一定剂量的稀土，可以提高牛对饲料的利用率，从而提高牛生长性能，改善乳、肉品质等生产性能。

4.4 在其他动物上的应用

稀土元素不仅应用在家畜动物生产上，也应用在水产和经济动物养殖上，效果表现良好，提高了经济效益。

鲍宏云等［28］研究不同梯度稀土元素氨基酸螯合物对虹鳟鱼生长性能的影响，结果表明与基础日粮对照组相比，稀土元素氨基酸螯合物的试验组均能增加采食量、提高日增重，降低料重比，而日粮中添加500mg／kg 稀土元素氨基酸螯合物的试验组效果最佳。刘军等［29］报道，日粮添加稀土壳聚糖盐可以改善鲫鱼肠道形态结构，使肠道吸收面积增大，可以更好地消化吸收食物。稀土元素在一定剂量范围内，随着添加剂量的增加，其对鱼的促生长效果也越好，还可以促进受精卵的胚胎发育［30］。

杨维来等［31］报道在肉兔饲料中添加VC 稀土对增重有显著效果，残留主要在骨骼部位，而肌肉、心脏组织等含量较低。乌力吉得力根和高娃［32］研究了不同剂量的稀土对新西兰公兔精液品质的影响，结果发现，公兔饲喂稀土可以提高射精量，增强精子活力，从而改善了精液品质。

5 动物产品的安全性

稀土元素作为一种动物添加剂，在动物日粮中用量少，但可有效地提高动物的免疫力，可排出体外，低残留，安全可靠。

刘明江［33］发现日粮中添加稀土元素镧在不同器官中有不同程度的残留。然而，添加稀土组与对照组的阉公猪之间没有显著差异。Schwabe等［34］在肉牛的饲料中添加不同水平的稀土元素的柠檬酸盐，主要含有铈、镧和镨。他们研究发现，在肝、肾和肋骨中稀土元素的含量随着日粮中添加水平的增加而增加，但是肌肉中的稀土元素含量非常低，对人体健康不会造成危害。

6 展望

我国稀土矿分布广，蕴藏量大，是世界稀土大国。在稀土开发、利用技术上，远远落后于发达国家。

早期的研究已经证实，动物胃肠道对稀土元素的吸收较少，但是仍能促进日粮中营养物质的消化、吸收。就稀土作为动物添加剂来讲，虽说我国近几年有了较深的研究，但是对于稀土在动物生产性能以及免疫上的作用机理的研究，尤其是分子机理还不清楚，需要进一步研究。但从目前国内外动物营养应用稀土元素的效果来看，稀土是一种高效、安全的饲料添加剂。

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