飼料和飲水對肉牛體內微量元素錳含量的影響

■宋鑫法 于雙喜 許 麗

（東北農業(yè)大學動物科學技術學院，黑龍江哈爾濱 150030）

（參考文獻25篇，刊略，需者可函索）

動物生長發(fā)育過程中，需多種礦物元素，畜禽飼料中各種礦物元素的比例和數量合理與否，直接關系到畜禽的身體健康和生產性能。在肉牛生長發(fā)育、繁殖和與健康有關的生理過程中，某些微量礦物元素的不足或過量都將會導致肉牛生長受阻，從而損害養(yǎng)殖場的經濟效益。1931年Orent與Kemmer等先后發(fā)現(xiàn)錳可作為動物的必需微量元素。大量的研究表明，錳在動物機體中有重要的營養(yǎng)作用，它是動物生長、生殖以及一系列生命活動所不可缺少的必需微量元素之一。其參與骨骼形成且與性激素和某些酶的合成有關，具有促進生長、增強免疫力和提高動物繁殖性能等作用，還對中樞神經系統(tǒng)發(fā)生作用。肉牛體內大部分的錳存在于毛發(fā)、骨骼和肝臟中，肝臟中貯存的錳與飼料中含錳量有直接的關系，肝臟中錳的濃度為10～24 mg/kg(干物質基礎)時表明機體含有足量的錳。當飼料中鈣、磷含量增加時，則錳的需要量增加。錳含量缺乏使牛的生長速度下降，繁殖機能紊亂或下降，導致懷孕母牛流產，新生犢牛畸形。

基于錳對肉牛的影響，本文對黑龍江省4個地區(qū)的8個肉牛養(yǎng)殖場的飲用水及飼料錳含量進行測定，并在每個地區(qū)選擇一個肉牛場，每個肉牛場選取5頭肉牛，測定排泄物糞尿、肌肉、肝腎組織和血液中錳含量，探討肉牛生產主要投入品飼料和飲水對機體微量元素錳含量的影響，為必需營養(yǎng)素錳在肉牛飼養(yǎng)中的合理應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 水樣采集

采集黑龍江省4個地區(qū)8個肉牛場飲用水，其中6個樣品為自來水，2個樣品為地表水。

1.1.2 飼料樣品采集

采集地點同上。共采集飼料樣品35個，其中玉米秸稈樣品6個，酒糟樣品6個，DDGS樣品2個，玉米樣品4個，麥麩樣品2個，豆粕樣品2個，豆餅樣品3個，精料補充料樣品4個，TMR樣品6個。

1.1.3 糞尿樣品采集

尿樣：用尿袋24 h全收尿，每天取總尿量的5%，連收3 d，混合3 d的尿樣。四層紗布過濾，取0.5 L尿樣帶回實驗室置-20℃冰箱中保存。

糞樣：連續(xù)3 d 24 h全收糞，將1 d所收集的糞樣混合混勻，準確稱取總糞量的5%，在樣品表面噴灑10%的硫酸溶液少許，置于冰箱中冷藏保存。采樣結束后，將3 d樣品混合均勻，準確稱取2 kg，置于烘箱中65℃恒溫烘干，粉碎過40目篩，制成風干樣品，裝入潔凈自封袋中，置于陰涼處保存、待測。

1.1.4 血液、組織樣品采集

尾靜脈采血10 ml，應用EDTA抗凝，顛倒混勻，-20℃保存。

肉牛屠宰后，采集背部肌肉、肝臟及腎臟各1 kg，裝入潔凈自封袋中，-20℃條件下冷凍保存。

1.2 儀器及試劑

儀器：ICP-MS 7500a電感耦合等離子體質譜儀(美國Agilent公司)、CEM MARS微波消解儀(美國CEM公司)、超純水制備儀、電子天平。

試劑：硝酸、過氧化氫、純凈水，Mn元素標準貯液。

1.3 測定方法

1.3.1 樣品前處理

1.3.1.1 飼料、機體組織、糞便前處理

準確稱取0.4 g試樣于消解罐內，加入8 ml 65%硝酸，輕微搖晃浸過樣品，蓋好安全閥后，于1 200 W下升溫，5 min內勻速升溫至120℃，保持3 min；然后5 min內勻速升溫至160℃，保持3 min，再以10℃/min升至180℃，保持15 min。待消解罐冷卻至室溫，將消解液移入50 ml容量瓶中，用水定容至刻度，混勻備用，同時做試劑空白。

1.3.1.2 水、尿液、血液前處理

精確量取0.25 ml樣品，置于消解罐內，加入0.8 ml 65%HNO3，按照消解程序消解，5 min內升溫至150℃，壓力2 500 kPa，升溫速率5 ℃/min；5～14 min，升溫至160 ℃，壓力2 500 kPa，升溫速率5 ℃/min；14～29 min，升溫至180℃，壓力3 000 kPa，升溫速率5℃/min；29～39 min，升溫至200 ℃，壓力2 000 kPa，升溫速率2℃/min；完成后將消解液移入50 ml容量瓶中，用水定容至刻度，混勻備用，同時做試劑空白。

1.3.2 檢測方法

采用電感耦合等離子體質譜法。RF功率1 150 W、等離子氣流量20 L/min、輔助氣流量0.5 L/min、霧化氣流壓力0.24 MPa、沖洗時間30 s、沖洗泵轉速130 r/min、分析泵轉速130 r/min，檢測波長為220 nm。

1.4 數據處理

采用SPSS20.0進行數據的整理及統(tǒng)計分析，數據用“平均值±標準差(Mean±SD)”表示。采用單因素方差分析(Analysis of variance，ANOVA)及最小顯著差數法(Least sig-nificant difference，LSD)多重比較不同肉牛養(yǎng)殖場所采集的樣品中錳含量之間的差異。數據均以P＜0.05作為差異顯著性的標準，以P＜0.01作為差異極顯著的標準。

2 結果

2.1 飲水及飼料中錳含量

不同牧場飲水和飼料中錳含量見表1。從表1可以看出，4個地區(qū)飲水中錳含量從未檢出到2.17 mg/l的最大值，含量差異較大。玉米秸稈錳含量在54.60～176.99 mg/kg之間，6個樣品均高于NRC肉牛飼料成分16.0 mg/kg的數值；DDGS、麥麩、豆粕/豆餅中錳含量均高于NRC肉牛飼料成分27.6、128.3、41 mg/kg的相應值。與NRC肉牛飼料成分相比，玉米和酒糟樣品中錳含量盈缺不一。

表1 不同牧場飲水及飼料中錳元素含量(風干基礎)

精料混合料是各養(yǎng)牛場根據需要購買的半成品飼料，其錳含量較高，與粗飼料混合后，均能達到我國肉牛飼養(yǎng)標準20～40 mg/kg的推薦量，TMR錳含量44.6～87.9 mg/kg也直接證明了這一點。

2.2 肉牛糞尿、血液及組織中錳含量

不同牧場肉牛排泄物糞尿中錳含量見表2。從表2中可以看出，糞便中錳含量遠遠高于尿液。4個牧場肉牛尿液錳含量在0.006～0.114 mg/l之間，數值變化范圍比較大，其中牧場3最高，與其它牧場相比差異極顯著（P＜0.01）；各牧場肉牛糞便中錳含量在0.138～0.325 g/kg之間，與尿液相比，數值變化范圍比較小。牧場1和牧場3肉牛糞便中錳含量高于牧場5和牧場7，且差異極顯著(P＜0.01)。

表2 肉牛糞尿中錳元素含量

不同牧場肉牛組織及血液中錳含量見表3。由表3可知，肌肉錳含量在0.034～0.156 mg/kg之間，最大值是最小值的4.5倍，按肌肉中錳含量高低排序是牧場1＞牧場3＞牧場5＞牧場7，牧場7肉牛肌肉中錳含量最低，與其它牧場相比差異極顯著(P＜0.01)。各牧場肉牛血液中錳含量在0.023～0.067 mg/l之間，由高至低的順序與肌肉相同。肝臟和腎臟中錳含量分別在2.146～3.638、0.444～1.141 mg/kg之間，高于肌肉和血液錳含量，肝臟和腎臟中錳含量由高至低的順序是牧場1＞牧場5＞牧場3＞牧場7。

2.3 糞尿及組織錳含量與飼料、飲水中錳含量相關性分析

飼料、飲水中錳含量與糞尿及組織錳含量相關性分析見表4。糞尿及組織錳含量與飲水中錳含量呈正相關，其中肝臟、肌肉及糞便中錳含量與飲水中錳含量的相關系數達到極顯著水平（P＜0.01）。肌肉、肝臟、腎臟中錳含量與飼料中錳含量的相關性達到極顯著水平（P＜0.01），糞便中錳含量與飼料中錳含量的相關性達到顯著水平（P＜0.05），說明肉牛肌肉、肝臟和腎臟中錳含量更易受飼料錳含量的影響，而尿液和血液中錳含量與飼料中錳含量不存在顯著的相關性。

表3 肌肉、肝臟、腎臟和血液中錳元素含量

肉牛日需水量常以干物質采食量估計，如果飲水量按干物質采食量的4倍計算，從表4可以看出，飼料+飲水中錳含量對糞尿及組織的影響趨勢與飼料是一致的，說明飼料和飲水對機體組織錳含量的影響是可以疊加的。

3 討論

表4 糞、尿及組織錳含量與飼料、飲水中錳含量相關性分析

3.1 不同地區(qū)飲用水及飼料中錳含量

不同地區(qū)肉牛飲用水中錳元素含量從未檢出到2.17 mg/l的最大值，與GB/T 5749—2006生活飲用水衛(wèi)生標準（中小型集中式供水和分散式供水部分水質指標及限值中錳的含量為0.3 mg/l）相比，地區(qū)一與地區(qū)二各牧場飲水中錳含量高出標準，地區(qū)三和地區(qū)四低于標準。

我國肉牛飼養(yǎng)標準中礦物元素錳的推薦量為20～40 mg/kg，最大耐受量為1 000 mg/kg。本試驗所測各地區(qū)肉牛常用飼料中，部分飼料原料中錳含量低于標準，部分飼料原料高出標準，但通過混合得到的全混合日糧(TMR)錳含量在44.6～87.9 mg/kg之間，均達到并超過肉牛飼養(yǎng)標準的推薦量，如果與推薦量的上限40 mg/kg相比，日糧中錳含量超出11.5%～119.8%，說明雖然部分飼料原料中微量元素錳含量不足，但通過精料補充料的添加，可以得到充分的補充，以滿足肉牛對微量元素錳的需要。盡管礦物元素錳的成本并不高，但其為非再生資源，因此，根據本研究精料補充料和TMR的測定結果，建議適當降低精料混合料中微量元素錳的添加量。

3.2 不同地區(qū)肉牛糞尿、血液及組織中錳含量

本試驗測得各牧場肉牛尿液中錳含量在0.006～0.114 mg/l之間，糞便中錳含量在0.138～0.325 g/kg之間，糞便中錳含量是尿液的幾千至上萬倍。郭修全等報道，哺乳動物和家禽對錳的吸收率很低，前者為1%～4%，后者為1%～3%，大部分錳通過膽汁從糞中排出，因此糞便中含有大量的錳，這與本試驗各地區(qū)肉牛糞便中含有大量錳的測定結果相一致。

從各地區(qū)肉牛組織錳含量來看，各組織錳含量由高至低的順序是：肝臟＞腎臟＞肌肉＞血液。可見錳主要分布在肉牛的肝臟和腎臟中，肌肉和血液中含量相對較少，這與王夕國等所報道的動物體內骨、肝、腎、胰腺錳含量較高，肌肉中錳含量較少是一致的。

3.3 肉牛組織、糞尿錳含量與飼料、飲水中錳含量的相關性

不同地區(qū)肉牛組織及血液中錳含量差距較大，但無論是肝腎，還是肌肉或血液的錳含量，牧場1最高，牧場7最低，這與各地區(qū)飼料及飲水中錳含量的趨勢是一致的。

本試驗飲水中錳含量0～2.17 mg/l，TMR錳含量44.6～87.9 mg/kg。由于飲水中錳含量遠低于飼料，飼料對機體組織錳含量的影響無疑要大于飲水。本試驗肉牛肌肉中錳含量與飼料中錳含量呈極顯著的正相關（P＜0.01），這與羅緒剛等飼糧錳水平對肉仔雞肌肉錳含量有影響的研究結果相一致。張麗娜等試驗結果顯示，在飼糧中補錳越多，小鼠對錳的吸收量增多，錳在肌肉組織中的殘留量也會增多。郭榮富等試驗報道，隨著飼糧錳水平的增加，肝臟錳的沉積量增加。袁纓等試驗表明，日糧錳水平和肝臟、腎臟中錳沉積呈顯著正相關。本試驗肉牛肝腎中錳含量與飼料中錳含量呈顯著正相關的研究結果，與上述報道相一致。有資料顯示，血漿、血清錳含量與日糧錳水平呈弱相關，相關系數絕對值不足0.2，本試驗研究結果也基本與此相一致。關于糞尿錳含量與飼料中錳含量的相關性，本試驗測得肉牛糞便中錳含量與飼料中錳含量呈顯著正相關（P＜0.05），與飲水中錳含量呈極顯著正相關(P＜0.01)。表明飼料中錳含量高，糞便中排出也多。因前人的研究重點主要放在飼料中錳含量對動物生產性能和組織錳的沉積上，關于飼料中錳含量對糞尿中錳含量的影響研究報道還很少。

4 結論

①各地區(qū)日糧中錳含量均達到并超過我國肉牛飼養(yǎng)標準中的推薦量，為了節(jié)省非再生資源，建議適當減少精料混合料中微量元素錳的添加量。

②肉牛組織中錳含量由高至低的順序為肝臟＞腎臟＞肌肉＞血液。

③肉牛組織中錳含量與飼料錳含量呈正相關，按相關度大小排序是：肌肉、肝臟、腎臟、血液。表明機體組織錳含量不同程度地受飼料錳含量的影響。