微量元素對動物生長影響的研究

[摘 要] 本文綜述微量元素對動物生長影響的研究現狀，分析微量元素的吸收機理、測定方法及對環境的影響，旨在為動物合理吸收微量元素提供依據，保證動物健康生長，并減少污染，保護環境。

[關鍵詞] 微量元素；動物；吸收機理；測定方法

[中圖分類號] S828 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）01-74-3

近年來，隨著社會的發展以及生物科學的不斷進步，科學家針對微量元素對動物健康狀況的影響開展了大量的研究工作。研究人員發現，微量元素與許多疾病的形成有直接或者重要的聯系。銅、鐵、錳等元素會直接影響動物體內的一些化學反應，并能夠影響動物的健康狀況。

1 微量元素對動物生長影響的研究現狀

國內外有關微量元素的相關研究課題，主要涉及到幼豬和生長狀況良好的肥豬的研究，其在實際生產過程中具有重要的參考價值。在銅元素對豬健康狀況的影響分析中，Jongbloed[1]研究表明，若要提高豬的生長效果，可以在5～25 kg飼料中加入152 mg/kg銅元素；當豬處于5～45 kg的生長階段時，飼料中銅元素的含量應不少于134 mg/kg；當豬生長到20～45 kg和大于45 kg的階段時，豬的生長速度會隨著飼料中銅元素的含量增加而降低。在鐵元素對豬健康狀況的影響分析中，Rincker等[2]指出，幼豬對鐵元素的需求明顯高于斷奶后的需求，飼料中的鐵元素含量在80 mg/kg時不能滿足肝臟的需求，將會導致延遲豬的健康生長；當飼料中鐵含量≥100 mg/kg時，能夠滿足豬的健康生長。董冬華等[3]經過長期的研究發現，飼料中Fe-Gly、FeSO4·H2O的添加量為80、110 mg/kg時有利于豬的生長。在錳元素對豬健康狀況的影響分析中，有研究指出，當飼料中錳元素含量在0.3～100 mg/kg時，與沒有添加錳的飼料對比發現有很大的不同，錳含量在8～12 mg/kg時可以明顯提高幼畜的平均日增質量。蔣宗勇等[4]研究表明，飼料中鋅添加量為110 mg/kg時，為豬對鋅元素吸收的最佳環境。徐孝義等[5]推薦豬的質量為7～20 kg時，飼料中鋅元素的添加含量應為98 mg/kg。同時，王曉飛等[6]經過大量試驗后得出，當豬的體質量在10～20 kg時，飼料中鋅元素的含量應為150 mg/kg。劉婉盈等[7]經過研究發現，結合實際生產中其他因素對機體生長性能的影響結果，提出當日糧峰值為80 mg/kg時，可以滿足生長肥育豬的正常營養需要。

2 微量元素的吸收機理

2.1 銅元素

針對銅元素的吸收機理研究發現，銅轉蛋白起著至關重要的作用。已有學者對銅的攝取方式進行了研究，結果發現以游離銅、血漿銅蛋白為主要攝取方式，而且還有一些其他的吸收形式。金屬硫蛋白和銅轉運蛋白是細胞攝取銅元素的主要方式[8]，如其中通過金屬反應轉錄因子對銅元素的吸收是一種方式。而且一些器官如消化道也具有吸收銅元素的能力，但是不同部位對銅元素的吸收能力各不相同。其中，銅元素吸收的主要部位是小腸，綿羊大腸也有較強的吸收能力。不同動物對銅的吸收能力不同，銅在大多數動物體內的吸收效果都很差，而且吸收量受日糧中銅的化學形式影響較大。

2.2 鐵元素

動物對鐵元素的吸收率與動物體內鐵元素的含量有密切的關系。當含量較低時，動物對鐵元素的吸收率可達40%～60%。動物對鐵元素的吸收主要依靠十二指腸及胃部。部分學者在豬對鐵元素的吸收上進行了大量深入的研究，試驗發現在食用標有同位素的含鐵鈉鹽后，胃腸內的EDTA能夠將5%的鐵分解，然后被幽門及空腸部分吸收，其吸收方式為易化擴散。

動物對鐵元素的吸收會受到很多因素的影響，如豬的年齡，是否有疾病，鐵元素在體內的含量，鐵元素的種類及含量等。幼齡動物對鐵元素的吸收率比成年缺鐵動物高。相比較而言，血紅素形式的鐵元素比較容易被動物所吸收，而非血紅素形式的鐵元素不容易被動物吸收。但是，非血紅蛋白形式的鐵元素的吸收情況還因螯合方式的不同而不同。例如，與鐵元素結合的物質，如維生素C、E及有機酸等能夠促進鐵的吸收；而有些與鐵元素有競爭的元素，如銅、鋅等金屬元素及植酸酶會阻礙鐵元素的吸收。

一些牛羊等反芻動物所食用的飼料能夠影響鐵的吸收，飼料中鐵的含量與吸收成反比。例如，飼料中鐵元素含量為30 mg/kg時，鐵元素的吸收率可達60%。體內鐵元素的含量及細胞中鐵元素的濃度可以對鐵元素起到調節作用。

2.3 錳元素

小腸內各部分對錳元素都具有一定的吸收能力，但十二指腸對錳吸收的效率是最高的[9]。影響錳吸收的因素很多，在攝入不同食物時，錳的吸收率具有很大的差異性。例如，雞在菜籽餅及大豆餅中對錳的吸收率分別為50%和70%。

氧化態的錳與轉鐵蛋白結合后在循環系統的幫助下，被其他細胞吸收[10]。在激素的協調作用下，原本血漿中流速很快的錳的速度會受到抑制。例如，肝錳和血錳在一定程度上保持一定的平衡。動物機體依靠自身不能夠儲存較多的錳，利用膽汁和胰液再經消化道排泄是錳的主要排泄路徑。膽汁能夠對錳進行吸收，從而能夠保證錳在體內可以反復循環，提高錳的利用率，最終排出體外。

動物自身對錳元素的吸收受到很多因素的影響，如蛋白質水平與來源等。動物對錳的吸收與錳的存在方式有十分密切的關系，動物機體對有機微量元素錳的吸收不受很多因素的影響，因為錳的吸收量增加，對動物的身體有很好的作用，有利于身體的發展和健康。

2.4 鋅元素

不同的動物對鋅的吸收有很大的差異，如單胃動物在鋅元素的吸收方面主要依靠小腸。不同動物對鋅元素的吸收有不同的吸收部位。如有1/3的動物通過胃來吸收鋅元素，而2/3的動物通過小腸來吸收鋅元素；有些動物依靠腺胃和小腸來吸收鋅，如雞。鋅元素的吸收受到很多因素的影響，如鋅的平衡狀態、含量及細胞內束縛鋅的物質。當動物食用的食物發生變化時，鋅元素的吸收就會有所不同。吸收后的鋅元素會在血液轉運蛋白的幫助下轉送到肝臟及其他身體部位。鋅元素以小分子的形式參與機體的代謝，其中對其的吸收主要涉及2個階段；黏膜細泡和通過血流，前者速度較快，而后者速度較慢。代謝完成后的鋅元素會隨著糞便排出體外。

3 微量元素對環境的影響

雖然動物體內多個器官都能夠對微量元素進行吸收，但吸收率相對較低。當食物中微量元素的含量較高時，吸收的百分比更低[11]。國內專家經過大量的研究發現，機體對微量元素的吸收情況有很大的不同，如錳元素吸收率為3%～5%，鋅元素為20%左右，銅元素為40%，鐵元素為15%，沒有被吸收的部分被排出體外。微量元素的“吸收低排出高”的問題造成了資源的浪費，也對土壤和水體環境造成了一定程度的污染[12]。

專家針對銅元素的研究發現，豬糧中含銅量為250 mg/kg時，糞便中銅的含量為44.63 mg/kg[13]。這些含銅量較高的糞便不經處理而隨意排放，將會嚴重污染土壤和水體環境。如果土壤中銅元素的含量比較高，將會影響土壤的呼吸作用，從而使得土壤中有益生物呼吸困難，進而在很大程度上導致所種植的植物也會受到很大的污染。當土壤中銅、鋅含量分別為100、10 mg/kg時，土壤就會受到污染，進而使得種植植物受到污染。而當植物被動物食用后，動物會產生一些不良反應，最終形成一條污染鏈。

4 微量元素測定方法

灰化法、濕消化法和酸溶解法是目前國內對飼料中銅元素、鐵元素測定的前處理方法。在使用灰化法測定的過程中，灰化法操作簡單，適合大批量的試樣分析，但是消耗的時間較長、能耗大，而且需要專門的高溫電阻爐設備。濕消化法具有不易損失金屬元素、時間短、處理方法簡單的優點。研究表明，用硝酸、高氯酸濕法處理能量飼料、蛋白質飼料、糠鼓類飼料及粗飼料中的代表性飼料樣品可以得到干灰化法同樣的前處理效果，微量元素Cu、Fe的測定結果可以達到國標干灰化法的準確度和精確度。酸溶解法常在鹽酸中加入一定量的氧化劑使得試樣溶解，通過溶解液來分析元素的多少。

還可以使用Optima 5300 DV電感耦合等離子體原子發射光譜儀對植物中的微量元素進行測定，具體操作步驟為：選擇Optima 5300 DV電感耦合等離子體原子發射光譜儀→選擇原料（植物）→選擇試劑與配制溶液→樣品處理→結果分析。

5 結語

針對微量元素對動物生長的影響研究，能夠為動物合理吸收微量元素提供依據，能夠保證動物健康生長，并減少污染，保護環境，創造出一個原料來源廣、選擇性高、無污染的循環鏈。在今后的研究中還需進一步加強研究，探知微量元素更多的應用價值。

參考文獻

[1]Jongbloed AW，Bikker P，Thissen J. Dose-response relationships between dietary copper level and growth performance in piglets and growing-finishing pigs and effect of withdrawal of a high copper level on subsequent growth performance[R].Wageningen UR Livestock Research，2011.

[2]MJ Rincker，GM Hill，JE Link，et al. Effects of dietary iron supplementation on growth performance， hematological status， and whole-body mineral concentrations of nursery pigs[J].Journal of Animal Science，2004（11）：3189-3197.

[3]董冬華.不同鐵源及添加水平對母豬和仔豬鐵營養狀況影響的研究[D].泰安：山東農業大學，2014.

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[13]王幼明，王小龍.高銅的應用對畜禽的慢性中毒作用及對環境生態的影響[J].中國獸醫雜志，2001（6）：36-38.