矿物质对反刍动物生长发育的影响

努尔曼·阿尼斯

新疆阿勒泰市畜牧兽医站,新疆 阿勒泰 836500

0 引言

矿物质元素作为反刍动物所必需的营养元素之一,具有独特的生理功能以及作用机理。根据其在牛羊等反刍动物体内的含量,可以将其分为常量矿物质元素(大于0.01%)和微量矿物质元素(小于0.01%)2类,常量元素包括钙、磷、镁、钾、钠、硫、氯;微量元素包括铁、锰、锌、铜、硼、钼、碘、铬等。每种元素对牛羊的生长发育均有独特的作用,且在促进生长发育、改善繁殖性能以及提高胴体品质方面均有重要的研究价值和实际意义。因此,本文从矿物质在牛羊养殖中的生理作用、添加形式、对其生长发育的影响以及对饲料利用率等方面进行了阐述,以期为广大养殖户提供参考,保障经济效益。

1 常量矿物质元素

1.1 钙

1.1.1 生理作用

钙是组成牛羊等反刍动物骨骼和牙齿的最基本原料之一,在牛羊运动、保护、支持等方面起到了重要作用。在神经、肌肉的活动中起重要作用,与神经递质的释放息息相关。能够激活体内一些酶的活性,通过控制膜的通透性来保持细胞的完整。

1.1.2 饲料中的添加形式

钙通常以无机化合物形式和有机化合物形式添加在饲料中,或者以矿物质预混料、复合预混料的形式添加。常见的无机化合物形式包括磷酸氢钙、磷酸二氢钙、硫酸钙、碳酸钙等,其优点在于钙含量高且价格便宜,但是牛羊等反刍动物对其吸收率较低。有机酸钙包括甲酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、醋酸钙等,其优点在于易于吸收、生物利用率高、水溶性好、重金属含量低,但是价格稍贵。

1.1.3 对牛羊的影响

钙在牛羊生长发育过程中有重要的生理作用。当体重处于240～330 kg的夏南牛的日粮中添加的钙水平为0.65%时,夏南牛公牛的平均日增重、采食量、粗蛋白表观消化率均显著高于日粮中钙添加水平为0.45%、0.54%以及0.73%的夏南牛公牛,说明饲料中钙添加的水平会对牛只的生长性能、钙磷代谢平衡、饲料营养成分的利用率等产生影响[1]。牛只低钙血症的发生与饲料中钙水平过低相关,进而引起酮病等营养代谢性疾病。通过连续4周观察90头围产期奶牛的临床症状以及血液生化指标,发现临床上表现出低钙血症的奶牛在产犊后的7 d内会发生体况上的大幅度损失,血液中NEFA、BHBA的浓度显著升高。对产后2周内母牛血液中的AST浓度指标进行检查发现其浓度显著升高。这些结果表明若奶牛在产前就发生了低钙血症,更会导致产犊后出现能量负平衡,从而引发酮病等营养代谢性的疾病[2]。此外,饲粮中添加一定剂量的钙也会对瘤胃动态发酵功能产生积极影响。在湖羊日粮中添加3%的硝酸钙,与不添加的相比,瘤胃液中乙酸与总酸的比例、氨态氮的浓度显著升高,而丙酸与总酸的比例显著减低,提高了瘤胃pH值,且pH值低于5.6的时间缩短,说明在饲粮中适当增加钙水平,可以促进瘤胃发酵朝着乙酸型转变[3]。

1.2 磷

1.2.1 生理作用

磷在畜禽牙齿和骨骼的组成成分中有着重要地位。作为磷脂的组成成分,参与和维持细胞膜的正常结构和功能。作为核糖核酸和脱氧核糖核酸的组成成分,同时组成部分酶和辅酶,帮助维持细胞代谢的稳定。

1.2.2 饲料中的添加形式

以植物性、动物性以及无机磷盐的形式添加在牛羊日常饲料中。常见的动物性磷源包括肉骨粉、蒸骨粉和脱胶骨粉。磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙以及磷酸二氢钠等作为无机磷盐的添加形式,无机磷盐的磷含量虽然低于动物性磷源,但是其价格较为便宜且钙的含量较高,可以达到良好的钙磷比。

1.2.3 对牛羊的影响

为妊娠期的母羊提供不同钙磷水平(钙0.08%、磷0.32%;钙0.18%、磷0.38%;钙0.58%、磷0.60%;钙1.01%、磷0.83%)的饲料时,发现不同的钙磷水平会对母羊血清中的甲状腺素、生长激素、血清磷等有显著的影响,建议处于55 kg左右的妊娠母羊每天采食7.5 g的钙、4.23 g的磷[4]。当日粮中磷元素缺乏、VD缺乏或者不足时,均会导致骨软症的发生,其发病机理为严重缺磷会导致奶牛患低磷血症,由于机体处于动态平衡中,故会通过动员体内存储的磷来增加溶骨作用,增加肠道中磷的吸收来保持血中磷的稳定,长期这样就会导致骨骼中磷持续溶解,最终导致奶牛骨质疏松,严重时可导致骨折。此外,孟宪煜 等[5]研究了绵羊的生长性能、养分消化、血液生化等指标结果与饲料中添加的磷源的关系(磷酸氢钙、二磷酸钙、磷酸二铵),发现当选择二磷酸钙作为饲料中的磷源时,虽然存在降低绵羊日增重和生长前期饲料报酬的情况,但是也可以显著改善饲料中磷的表观消化率,降低粪便中磷的排泄量,在保护环境、减少环境中磷污染方面具有重要意义。

1.3 钾

1.3.1 生理作用

钾作为维持细胞内的渗透压和保持细胞容积的重要参与者,是组成细胞内液缓冲系统的成分之一,有利于维持体内的酸碱平衡,参与畜禽体内糖、蛋白质的消化代谢过程,影响神经肌肉的兴奋性。

1.3.2 饲料中的添加形式

通常以矿物质预混料的形式添加在饲料中。

1.3.3 对牛羊的影响

在养殖实践中,无论是钾过量还是钾缺乏,均会对牛羊等造成一定的影响,尤其是钾缺乏会引发多种疾病。当血清中钾离子的浓度低于3.5 mmol/L时,就会导致低血钾症的出现,患病牛羊表现为卧地不起、四肢无力、肌肉明显震颤、呼吸困难、食欲不振、精神萎靡、体温升高、低头垂耳,若未及时补充钾元素,就会导致死亡。以湖羊为例,饲料中不同的钾添加量会对湖羊瘤胃中的细菌群落产生影响,进而影响饲料中营养物质的消化吸收率。林淼 等[6]研究者发现,当饲粮中分别添加6 g/d、12 g/d、18 g/d、24 g/d、30 g/d的硝酸钾时,其中12 g/d、18 g/d的硝酸钾水平会显著增加瘤胃中拟杆菌门和普雷沃氏菌属的丰度,当日粮中硝酸钾浓度再增加时,细菌丰度又会下降。因此,瘤胃中的微生物群落丰度会随着硝酸钾浓度的变化而改变;当添加量为30 g/d以内时,不会影响反刍兽新月单胞菌的相对丰度,但是会显著提高胎儿弯曲杆菌的相对丰度。此外,饲料中同时添加氯化钾和提高粗蛋白质的含量,对血浆中赖氨酸浓度有一定的积极影响,也可以提高牛只的日粮采食量。

1.4 硫

1.4.1 生理作用

硫参与组成部分B族维生素和氨基酸和瘤胃中纤维素分解菌的生长代谢,可在牛羊体内生成含硫氨基酸、菌体蛋白等。硫还可参与体内碳水化合物、黏多糖、胶原组织、结缔组织的代谢以及被毛的生长发育。

1.4.2 饲料中的添加形式

通常以含硫化合物的形式添加在饲料中。常见的有硫酸镁、硫酸铵、硫酸钙等。

1.4.3 对牛羊的影响

饲料中添加硫能够提高牛羊对饲料中纤维素的降解率,且与添加硫的形式无关,这主要是由于硫可以提高瘤胃内的真菌、纤维分解菌的活性,从而有利于促进瘤胃对饲料中纤维的消化,改善瘤胃的发酵功能,饲料添加的外源硫通过瘤胃微生物将其转化为内源硫,降解含氮化合物和碳水化合物进而促使合成含硫氨基酸,从而可以有效利用氨气生成微生物蛋白,改善瘤胃中的发酵环境。当在南江黄羊日粮中分别添加0.17%、0.20%、0.24%、0.30%的硫时,当硫浓度为0.24%时,有效降低了瘤胃液中氨氮浓度和乙酸或丙酸的比值,而总挥发性脂肪酸的含量得到提高,因此适当的硫添加量可以对瘤胃发酵起到一定的调控作用,也会影响瘤胃内产生的气体。硫化氢作为生理上的重要气体信号分子,主要通过硫酸盐异化还原途径产生,一定浓度的硫化氢作为内源性信号分子,可以利用蛋白质巯基化来控制不同的生理功能,但是过量(瘤胃内硫化氢的浓度大于2 000 mg/L时)则会导致脊髓灰质炎、神经代谢紊乱等,因此在饲料中添加硫酸盐时,一定要保证所产的硫化氢的浓度要低于471.2 mg/L,以免产生毒副作用。

2 微量矿物质元素

微量矿物质元素虽然很少,仅占机体重量的1%,但是在牛羊生理生化过程中具有十分重要的意义,是必需营养元素之一,与生物体内的有机酸、氨基酸、小肽等发生络合,参与维生素、胶原蛋白、激素、酶等的形成。

2.1 铁

2.1.1 生理作用

铁元素是组成血红、肌红蛋白,细胞色素以及多种氧化酶的成分,也是构成畜禽机体许多代谢酶的活性成分。以不同的形式存在于不同的组织器官中,在胎盘中以转铁蛋白的形式存在,在肝脏中以血红素和铁蛋白的形式存在,在乳汁中以乳铁蛋白的形式存在。与某些酶的生物活性、能量代谢密切相关。

2.1.2 饲料中的添加形式

以无机铁化合物或者有机铁化合物的形式添加于饲料中。常见的包括硫酸亚铁、碳酸亚铁、磷酸高铁、柠檬酸铁铵、苏氨酸铁。

2.1.3 对牛羊的影响

将3～5 mg/L的铁添加在饲料中就能够显著提高瘤胃中微生物对饲料中纤维素的降解作用,从而提高饲料尤其是纤维含量高的饲料在瘤胃中的降解率,但12.5 mg/L的添加量为促进作用的最大值,再增加就会降低纤维素降解率。钟莲[7]研究发现,在日粮中添加铁可以显著提高断奶羔羊的增重,将60 mg/kg的硫酸亚铁添加到基础日粮中,则可以使每只羊的平均增重和平均日增重分别达到5.84 kg、129 g,其数值显著优于基础日粮中未添加铁的羊只的增重效果。

2.2 硒

2.2.1 生理作用

硒具有抗氧化功能能够维持机体正常的免疫,调节甲状腺激素的释放,同时也是硒蛋白和含硒酶的组成成分。

2.2.2 饲料中的添加形式

主要以无机硒(亚硒酸钠)、有机硒(硒代蛋氨酸)的形式添加。

2.2.3 对牛羊的影响

可以提高牛奶中硒的含量,当在奶牛日粮中添加硒且使牛只每天摄入量达到15 g纳米硒时,可保证7 d之后所产牛奶的硒浓度达到30～40 μg/L,显著高于未饲喂硒的奶牛。日粮中添加硒后能显著改善牛乳成分和牛乳品质,并使得体细胞数显著降低。

2.3 碘

2.3.1 生理作用

碘可促进畜禽体内能量和物质的代谢、体内蛋白质的生成。提高交感神经系统的兴奋性,参与调节畜禽体的水盐代谢、维生素吸收。

2.3.2 饲料中的添加形式

通常以含碘食盐的形式添加在饲料中。

2.3.3 对牛羊的影响

在奶牛日粮中添加碘可以增强瘤胃中纤维分解菌的活力,增加对氮的利用率从而显著降低奶中尿素的含量。当饲料中缺乏碘元素时影响牛羊的繁殖性能,就会导致公牛、公羊的性欲下降和精液品质降低,从而导致母牛、母羊的受胎率降低,流产的概率增加,出现产弱胎、胎衣不下等问题。

2.4 铜

2.4.1 生理作用

铜元素参与骨髓蛋白、血红蛋白的合成,影响被毛颜色的沉积,还能增强畜禽机体的免疫力,促进瘤胃功能的正常发挥。

2.4.2 饲料中的添加形式

常见的包括氧化铜、硫酸铜、络合铜、螯合铜等。

2.4.3 对牛羊的影响

铜水平过高或过低均会对牛羊产生不良影响。对于300～650 kg的青年妊娠期母牛来说,每天对铜的需求量为12～16 mg/kg;对于绵羊来说,饲料中铜的需求量在4.3～28.4 mg/kg,按需求量添加铜元素,既不会产生缺乏症,也不会因含量过高导致中毒。

3 结束语

随着科技研究的不断深入,广大养殖户已经充分认识到矿物质元素对牛羊等反刍动物的重要影响。虽然在牛羊体内的含量较少,但是具有重要的生理功能,因此在养殖过程中需要科学地评定牛羊体内各种矿物质元素的状况,发现问题并及时进行调整,在保障牛羊健康的基础上,降低饲料成本,充分发挥牛羊的生产性能,从而促进牛羊养殖产业的健康持续发展。