奶牛微量元素添加剂的设计与评价

冯万宇，陈亮，苗艳，兰世捷，沈思思，张蕾，李丹，张艳，王岩，武晓东，王丽坤，金振华

（黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

微量元素在奶牛生命活动中起重要作用，是体内多种酶系统的组分或者激活剂，是组成维生素或激素的构成成分。畜牧生产实践表明，奶牛体内的微量元素既与其物质能量代谢及繁殖性能密切相关，也和免疫机能关系密切。奶牛生产常用的微量元素有铜、铁、锰、锌、钴、碘、硒等，缺乏某种微量元素时，会导致奶牛生产性能下降，体况消瘦，甚至死亡。由于奶牛对微量元素的需要量极少，采食含过量的微量元素的饲料时，不但达不到效果，反而会引起动物中毒，所以补充微量元素必须做到适宜。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

碳酸钴（含量1%）、硫酸铜（五水）（含量25%）、碘酸钙(含量 3%)、亚硒酸钠(含量 1%)、硫酸锌（含量35%）及石粉若干。

1.2 设计与配制

1.2.1 确定补充量。微量元素补充量按如下方法计算：奶牛微量元素补充量=奶牛日常微量元素需要量－基础日粮中微量元素的含量

1.2.2 奶牛对微量元素的最低需要量与最大耐受量。必需的微量元素都具有两面性，即营养性（生物学作用）和毒性。表1 为奶牛对微量元素的需要量和中毒量：

表1 奶牛对微量元素的需要量和中毒量 mg/kg

由表1 可以看出，铁、锌和锰安全范围大，作为饲料添加剂组分使用时，发生中毒可能性很小。虽然钴和碘等用量少，但安全范围宽，也不易中毒。但添加硒和铜时，必须予以十分注意。硒属于高毒微量元素，3~5mg/kg 即可引起中毒，使用安全范围偏窄，加之用量属于痕量，其颗粒如果稍微粗大，或者设计配方计量不准、混合不均都就会造成动物中毒。尤其是铜，安全量与中毒量极为接近，在使用时更要引起十分关注。

1.2.3 奶牛对微量元素的需要量。目前，对奶牛微量元素需要量的确定通常采用析因法，包括维持需要、泌乳需要、妊娠需要，生长需要。矿物质的维持需要包括粪、尿、汗和其他的损失。同时维持、泌乳、妊娠和生长需要量是以组织的净需要量表示的，并且是指被吸收的需要量。所以如果有足够的数据的话，在计算来自粗料、精料和无机来源的矿物质含量时，都应该乘以它的消化率。对于奶牛的需要量，本次试验采用美国2001 年NRC 奶牛饲养标准。

1.2.4 奶牛日粮中微量元素的含量。根据北方奶牛饲养的一般情况，假定奶牛泌乳量平均最大值为20 kg 左右，配给以下日粮：粗饲料：青贮玉米20 kg（DM含量20%）+苜蓿2 kg。

精料：8 kg；精料的配方为：玉米30%，豆粕20%，麸皮20%，小麦20%，混合油5%，NPN 1%，碳酸钙2.7%，食盐1.1%，维生素预混料0.1%，微量元素预混料0.1%。

根据饲料原料微量元素含量表计算基础日粮中微量元素的含量。本试验的饲料原料的微量元素的含量为平均含量，研究采用美国NRC 饲料原料的平均含量。

表2 配方中饲料原料的微量元素含量 kg、mg/kg

表3 基础日粮中微量元素的含量 mg/ kg

2 微量元素的拮抗和协同

进行饲料添加剂配方计算时，必须注意某些微量元素之间的拮抗问题，饲料中钙含量会影响锌和锰的吸收；铜吸收受铁、锌、硫和钼的限制，高钙饲料不利于动物对铜的吸收。微量元素之间除了拮抗，还有一定的协同，添加单剂量的锌或铁，不但降低锌的吸收和沉积率，反而使铁的吸收率下降，表明在一定条件下，铜、铁和锌在吸收过程中可能发生协同。已经知道的元素拮抗关系如下：

钙和锌：高钙会抑制锌的吸收。二者最适比例为锌∶钙≥0.01∶1。钙和锰：高钙会抑制锰的吸收；高锰也可能引起钙和磷负平衡。钙和铜：高钙会引起体内铜的不平衡。铜和锌、铁：高锌和高铁可消除铜的中毒症状。一般铜锌的适宜比例为1∶10。铜和钼、硫：如果饲料中钼和硫添加不足，牛对铜的吸收就会增加，从而引起铜中毒；过量的钼会加速铜从尿液中排出体外。铜钼两者适宜比例应≥4∶1。锰和铁：高锰会抑制铁的吸收。铜、锌、银和硒：铜、锌、银三种元素增高都会增加硒的需要量。磷和铜、锌：高磷会增加铜的排泄和干扰锌的吸收，磷和铜适宜的比例应为 1 000∶1；磷∶锌适宜比为 100∶1。同样，高磷也会增加钼的排泄。最适宜的磷∶钼为≥7 000∶1。

3 原料及载体选择

3.1 原料选择

原料选择时要遵循如下4 个原则：首先选择的原料要符合国家的质量标准。其次要考虑原料的生物利用率，水溶性好的原料往往在动物体内的消化率高，其生物利用率也高。第三原料的颗粒大小也是影响吸收的要素，铜、铁、锰和锌要全部过60 目筛后再用，对于钴，碘和硒等痕量元素等必须要求在200目筛以下。最后还要考虑原料价格和市场供给量。

3.2 载体选择

微量元素载体及用量，对于饲料添加剂的计和生产工艺十分关键，载体的选择关系到饲料添加剂质量优劣，动物饲养效果的高低，以及运输方式和储存条件等诸多问题。优质的载体一般有如下要求：载体非活性成分，对承载的微量元素有强吸附性；有化学惰性，无还原性，没有药理活性，不和包被物质有化学反应，也不伤害微量元素活性；和配合的全价料混合良好；不易吸湿，易流动，以pH7.0左右为佳；市场购买价格低。据此，本试验选择石粉作微量元素添加剂的载体。

4 结果与分析

4.1 微量元素添加剂配方计算

根据《奶牛饲养标准》（中华人民共和国农业行业标准NY/T 34-2004）版标准可知奶牛微量元素的需要量，根据基础饲料供给量，计算微量元素的添加量见下表4：

表4 微量元素添加剂中微量元素的添加量 mg/ kg

由表4 可以看出，基础饲料中铁和锰都已过量，不必再添加，但远远没达到中毒剂量，从微量元素的拮抗方面考虑，这些过量的铁和锰不会对其他微量元素的吸收产生影响。

选择合适的微量元素原料，依据选其纯度和有效成分计算原料用量（表5）。

表5 微量元素添加剂中微量元素的添加量 %、mg/ kg

由于NRC 标准中微量元素的需要量是按每千克日粮中需要的微量元素的毫克数来进行表示的，而微量元素添加剂最终是添加到精料当中，所以对表5 进行了一下换算，列出每千克精料添加微量元素原料的毫克数。计算公式如下：

原料在日粮中用量＝微量元素添加量÷活性成分含量

原料在精料中用量＝原料在日粮中用量×14/8现选定石粉为载体，并确定微量元素添加剂占饲料精料的0.1%。由表5 可知，每千克精料中含有的微量元素总量为 154.92mg，则载体用量为 1－0.15492＝0.84608g，即每千克精料添加微量元素预混量1g，该预混料含载体石粉0.84608g。

微量元素添加剂配方如下：

4.2 临床效果检测试验

为确定精料中添加适宜微量元素对奶牛生产性能影响，在齐齐哈尔梅里斯某规模化奶牛场，随机选取3~8 岁、日均泌乳量18~25 kg 生产性能相近的荷斯坦奶牛48 头，均分为2 组，每组20 个重复，试验组按表6 比例将微量元素添加剂加入精料中饲喂奶牛，对照组饲喂原来精料，预饲期15d，试验期150d，试验期每15d 测定1 次、连续测定 3d，每天记录泌乳量及乳房炎、蹄病及子宫内膜炎发病数，每10d 进行1 次体细胞检测，每25d 进行 1 次乳成分分析，试验数据Excel 进行整理，以SPSS 21.0 软件进行方差分析，采用Turkey 多重比较进行检验，检验结果见表7。

表6 奶牛微量元素添加剂配方

表7 微量元素添加剂对奶牛生产性能的影响 kg/d、×104 个/mL、头、%

由表7 可知，试验组奶牛日均采食量、泌乳量、体细胞数及乳糖率显著高于对照组(P<0.05)，乳房炎、子宫内膜炎、胎衣不下及蹄病发病数极显著高于对照组（P<0.01），乳蛋白率和乳脂率也高于对照组，但差异不显著(P>0.05)。

从试验期开始20d 以后，试验组奶牛的毛色由粗乱变光泽，采食和饮水增加，食欲得到改善，泌乳量开始上升。

5 讨论与分析

5.1 微量元素对奶牛生产性能的影响

采食量能够反映动物营养摄入状况，其受日粮结构、动物生理阶段及环境等多方面的影响。本试验中，试验组奶牛日均采食量显著高于对照组，由于饲养周期不长，试验效果不够明显，但是从以往的研究结果来看，给奶牛合理补充微量元素不仅可以防止奶牛出现各种微量元素缺乏症状，而且可以改善奶牛新陈代谢，提高饲料利用率，对泌乳量和乳的品质有明显影响，同时对防治奶牛的一些常见疾病也有良好效果。有研究表明，给奶牛添加微量元素复合盐后，奶牛对于如胎衣不下、乳房炎、难产及围产期疾病的发生率大幅度下降，下降18%左右。从微量元素添加剂对奶牛泌乳性能的影响试验可以看出，试验组除在精料中额外加入微量元素添加剂外，其他基础日粮，饲养制度，和饲喂方法都与对照组完全相同，饲养150d 后发现试验组的奶牛比对照组的奶牛平均每头每天泌乳量增加2.24±0.11 kg。而且乳的质量也得到提高，乳脂率增加8%，蛋白增加3.0%，乳糖含量增加12.1%。

5.2 对奶牛微量元素的需要量的确定

奶牛对微量元素的营养需要量并不是一成不变的，长期以来，国内外奶牛行业领域的专家学者一直致力于建立精确合理微量元素需求标准，但每个国家、甚至同一个国家的不同研究单位得出的饲养标准都不一样，即使是同一个研究单位，随着研究的不断深入，关于微量元素的需求标准也在不断发生变化。基于奶牛饲养方式的工厂化、集约化和产业化，单凭行业和国家标准难以满足不同生产条件、不同饲养方式、不同生理阶段和生产性能各异的不同品种奶牛微量元素实际饲养需求，掌握奶牛不同生长时期和不同生理阶段对微量元素的营养需要，建立微量元素需求曲线方程[9~10]，进而建立微量元素需求估测模型，才可能解决基于工厂化条件下奶牛微量元素添加不合理的实际生产问题。