饲料和饮水对肉牛体内微量元素锰含量的影响

2016-01-09宋鑫法于双喜

饲料工业 2016年10期

■宋鑫法于双喜许丽

（东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨 150030）

（参考文献25篇，刊略，需者可函索）

动物生长发育过程中，需多种矿物元素，畜禽饲料中各种矿物元素的比例和数量合理与否，直接关系到畜禽的身体健康和生产性能。在肉牛生长发育、繁殖和与健康有关的生理过程中，某些微量矿物元素的不足或过量都将会导致肉牛生长受阻，从而损害养殖场的经济效益。1931年Orent与Kemmer等先后发现锰可作为动物的必需微量元素。大量的研究表明，锰在动物机体中有重要的营养作用，它是动物生长、生殖以及一系列生命活动所不可缺少的必需微量元素之一。其参与骨骼形成且与性激素和某些酶的合成有关，具有促进生长、增强免疫力和提高动物繁殖性能等作用，还对中枢神经系统发生作用。肉牛体内大部分的锰存在于毛发、骨骼和肝脏中，肝脏中贮存的锰与饲料中含锰量有直接的关系，肝脏中锰的浓度为10～24 mg/kg(干物质基础)时表明机体含有足量的锰。当饲料中钙、磷含量增加时，则锰的需要量增加。锰含量缺乏使牛的生长速度下降，繁殖机能紊乱或下降，导致怀孕母牛流产，新生犊牛畸形。

基于锰对肉牛的影响，本文对黑龙江省4个地区的8个肉牛养殖场的饮用水及饲料锰含量进行测定，并在每个地区选择一个肉牛场，每个肉牛场选取5头肉牛，测定排泄物粪尿、肌肉、肝肾组织和血液中锰含量，探讨肉牛生产主要投入品饲料和饮水对机体微量元素锰含量的影响，为必需营养素锰在肉牛饲养中的合理应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 水样采集

采集黑龙江省4个地区8个肉牛场饮用水，其中6个样品为自来水，2个样品为地表水。

1.1.2 饲料样品采集

采集地点同上。共采集饲料样品35个，其中玉米秸秆样品6个，酒糟样品6个，DDGS样品2个，玉米样品4个，麦麸样品2个，豆粕样品2个，豆饼样品3个，精料补充料样品4个，TMR样品6个。

1.1.3 粪尿样品采集

尿样：用尿袋24 h全收尿，每天取总尿量的5%，连收3 d，混合3 d的尿样。四层纱布过滤，取0.5 L尿样带回实验室置-20℃冰箱中保存。

粪样：连续3 d 24 h全收粪，将1 d所收集的粪样混合混匀，准确称取总粪量的5%，在样品表面喷洒10%的硫酸溶液少许，置于冰箱中冷藏保存。采样结束后，将3 d样品混合均匀，准确称取2 kg，置于烘箱中65℃恒温烘干，粉碎过40目筛，制成风干样品，装入洁净自封袋中，置于阴凉处保存、待测。

1.1.4 血液、组织样品采集

尾静脉采血10 ml，应用EDTA抗凝，颠倒混匀，-20℃保存。

肉牛屠宰后，采集背部肌肉、肝脏及肾脏各1 kg，装入洁净自封袋中，-20℃条件下冷冻保存。

1.2 仪器及试剂

仪器：ICP-MS 7500a电感耦合等离子体质谱仪(美国Agilent公司)、CEM MARS微波消解仪(美国CEM公司)、超纯水制备仪、电子天平。

试剂：硝酸、过氧化氢、纯净水，Mn元素标准贮液。

1.3 测定方法

1.3.1 样品前处理

1.3.1.1 饲料、机体组织、粪便前处理

准确称取0.4 g试样于消解罐内，加入8 ml 65%硝酸，轻微摇晃浸过样品，盖好安全阀后，于1 200 W下升温，5 min内匀速升温至120℃，保持3 min；然后5 min内匀速升温至160℃，保持3 min，再以10℃/min升至180℃，保持15 min。待消解罐冷却至室温，将消解液移入50 ml容量瓶中，用水定容至刻度，混匀备用，同时做试剂空白。

1.3.1.2 水、尿液、血液前处理

精确量取0.25 ml样品，置于消解罐内，加入0.8 ml 65%HNO3，按照消解程序消解，5 min内升温至150℃，压力2 500 kPa，升温速率5 ℃/min；5～14 min，升温至160 ℃，压力2 500 kPa，升温速率5 ℃/min；14～29 min，升温至180℃，压力3 000 kPa，升温速率5℃/min；29～39 min，升温至200 ℃，压力2 000 kPa，升温速率2℃/min；完成后将消解液移入50 ml容量瓶中，用水定容至刻度，混匀备用，同时做试剂空白。

1.3.2 检测方法

采用电感耦合等离子体质谱法。RF功率1 150 W、等离子气流量20 L/min、辅助气流量0.5 L/min、雾化气流压力0.24 MPa、冲洗时间30 s、冲洗泵转速130 r/min、分析泵转速130 r/min，检测波长为220 nm。

1.4 数据处理

采用SPSS20.0进行数据的整理及统计分析，数据用“平均值±标准差(Mean±SD)”表示。采用单因素方差分析(Analysis of variance，ANOVA)及最小显著差数法(Least sig-nificant difference，LSD)多重比较不同肉牛养殖场所采集的样品中锰含量之间的差异。数据均以P＜0.05作为差异显著性的标准，以P＜0.01作为差异极显著的标准。

2 结果

2.1 饮水及饲料中锰含量

不同牧场饮水和饲料中锰含量见表1。从表1可以看出，4个地区饮水中锰含量从未检出到2.17 mg/l的最大值，含量差异较大。玉米秸秆锰含量在54.60～176.99 mg/kg之间，6个样品均高于NRC肉牛饲料成分16.0 mg/kg的数值；DDGS、麦麸、豆粕/豆饼中锰含量均高于NRC肉牛饲料成分27.6、128.3、41 mg/kg的相应值。与NRC肉牛饲料成分相比，玉米和酒糟样品中锰含量盈缺不一。

表1 不同牧场饮水及饲料中锰元素含量(风干基础)

精料混合料是各养牛场根据需要购买的半成品饲料，其锰含量较高，与粗饲料混合后，均能达到我国肉牛饲养标准20～40 mg/kg的推荐量，TMR锰含量44.6～87.9 mg/kg也直接证明了这一点。

2.2 肉牛粪尿、血液及组织中锰含量

不同牧场肉牛排泄物粪尿中锰含量见表2。从表2中可以看出，粪便中锰含量远远高于尿液。4个牧场肉牛尿液锰含量在0.006～0.114 mg/l之间，数值变化范围比较大，其中牧场3最高，与其它牧场相比差异极显著（P＜0.01）；各牧场肉牛粪便中锰含量在0.138～0.325 g/kg之间，与尿液相比，数值变化范围比较小。牧场1和牧场3肉牛粪便中锰含量高于牧场5和牧场7，且差异极显著(P＜0.01)。

表2 肉牛粪尿中锰元素含量

不同牧场肉牛组织及血液中锰含量见表3。由表3可知，肌肉锰含量在0.034～0.156 mg/kg之间，最大值是最小值的4.5倍，按肌肉中锰含量高低排序是牧场1＞牧场3＞牧场5＞牧场7，牧场7肉牛肌肉中锰含量最低，与其它牧场相比差异极显著(P＜0.01)。各牧场肉牛血液中锰含量在0.023～0.067 mg/l之间，由高至低的顺序与肌肉相同。肝脏和肾脏中锰含量分别在2.146～3.638、0.444～1.141 mg/kg之间，高于肌肉和血液锰含量，肝脏和肾脏中锰含量由高至低的顺序是牧场1＞牧场5＞牧场3＞牧场7。

2.3 粪尿及组织锰含量与饲料、饮水中锰含量相关性分析

饲料、饮水中锰含量与粪尿及组织锰含量相关性分析见表4。粪尿及组织锰含量与饮水中锰含量呈正相关，其中肝脏、肌肉及粪便中锰含量与饮水中锰含量的相关系数达到极显著水平（P＜0.01）。肌肉、肝脏、肾脏中锰含量与饲料中锰含量的相关性达到极显著水平（P＜0.01），粪便中锰含量与饲料中锰含量的相关性达到显著水平（P＜0.05），说明肉牛肌肉、肝脏和肾脏中锰含量更易受饲料锰含量的影响，而尿液和血液中锰含量与饲料中锰含量不存在显著的相关性。

表3 肌肉、肝脏、肾脏和血液中锰元素含量

肉牛日需水量常以干物质采食量估计，如果饮水量按干物质采食量的4倍计算，从表4可以看出，饲料+饮水中锰含量对粪尿及组织的影响趋势与饲料是一致的，说明饲料和饮水对机体组织锰含量的影响是可以叠加的。

3 讨论

表4 粪、尿及组织锰含量与饲料、饮水中锰含量相关性分析

3.1 不同地区饮用水及饲料中锰含量

不同地区肉牛饮用水中锰元素含量从未检出到2.17 mg/l的最大值，与GB/T 5749—2006生活饮用水卫生标准（中小型集中式供水和分散式供水部分水质指标及限值中锰的含量为0.3 mg/l）相比，地区一与地区二各牧场饮水中锰含量高出标准，地区三和地区四低于标准。

我国肉牛饲养标准中矿物元素锰的推荐量为20～40 mg/kg，最大耐受量为1 000 mg/kg。本试验所测各地区肉牛常用饲料中，部分饲料原料中锰含量低于标准，部分饲料原料高出标准，但通过混合得到的全混合日粮(TMR)锰含量在44.6～87.9 mg/kg之间，均达到并超过肉牛饲养标准的推荐量，如果与推荐量的上限40 mg/kg相比，日粮中锰含量超出11.5%～119.8%，说明虽然部分饲料原料中微量元素锰含量不足，但通过精料补充料的添加，可以得到充分的补充，以满足肉牛对微量元素锰的需要。尽管矿物元素锰的成本并不高，但其为非再生资源，因此，根据本研究精料补充料和TMR的测定结果，建议适当降低精料混合料中微量元素锰的添加量。

3.2 不同地区肉牛粪尿、血液及组织中锰含量

本试验测得各牧场肉牛尿液中锰含量在0.006～0.114 mg/l之间，粪便中锰含量在0.138～0.325 g/kg之间，粪便中锰含量是尿液的几千至上万倍。郭修全等报道，哺乳动物和家禽对锰的吸收率很低，前者为1%～4%，后者为1%～3%，大部分锰通过胆汁从粪中排出，因此粪便中含有大量的锰，这与本试验各地区肉牛粪便中含有大量锰的测定结果相一致。

从各地区肉牛组织锰含量来看，各组织锰含量由高至低的顺序是：肝脏＞肾脏＞肌肉＞血液。可见锰主要分布在肉牛的肝脏和肾脏中，肌肉和血液中含量相对较少，这与王夕国等所报道的动物体内骨、肝、肾、胰腺锰含量较高，肌肉中锰含量较少是一致的。

3.3 肉牛组织、粪尿锰含量与饲料、饮水中锰含量的相关性

不同地区肉牛组织及血液中锰含量差距较大，但无论是肝肾，还是肌肉或血液的锰含量，牧场1最高，牧场7最低，这与各地区饲料及饮水中锰含量的趋势是一致的。

本试验饮水中锰含量0～2.17 mg/l，TMR锰含量44.6～87.9 mg/kg。由于饮水中锰含量远低于饲料，饲料对机体组织锰含量的影响无疑要大于饮水。本试验肉牛肌肉中锰含量与饲料中锰含量呈极显著的正相关（P＜0.01），这与罗绪刚等饲粮锰水平对肉仔鸡肌肉锰含量有影响的研究结果相一致。张丽娜等试验结果显示，在饲粮中补锰越多，小鼠对锰的吸收量增多，锰在肌肉组织中的残留量也会增多。郭荣富等试验报道，随着饲粮锰水平的增加，肝脏锰的沉积量增加。袁缨等试验表明，日粮锰水平和肝脏、肾脏中锰沉积呈显著正相关。本试验肉牛肝肾中锰含量与饲料中锰含量呈显著正相关的研究结果，与上述报道相一致。有资料显示，血浆、血清锰含量与日粮锰水平呈弱相关，相关系数绝对值不足0.2，本试验研究结果也基本与此相一致。关于粪尿锰含量与饲料中锰含量的相关性，本试验测得肉牛粪便中锰含量与饲料中锰含量呈显著正相关（P＜0.05），与饮水中锰含量呈极显著正相关(P＜0.01)。表明饲料中锰含量高，粪便中排出也多。因前人的研究重点主要放在饲料中锰含量对动物生产性能和组织锰的沉积上，关于饲料中锰含量对粪尿中锰含量的影响研究报道还很少。