戈壁草原蒙古羊春季羔羊銅缺乏癥的研究

李長青，王 利，金 海，薛樹媛，郭天龍，王 超，張海鷹，田 豐

（內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

蘇尼特左旗北部戈壁草原地區(qū)是內(nèi)蒙古重要的生態(tài)屏障，養(yǎng)羊業(yè)是當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)，也是當(dāng)?shù)厣贁?shù)民族賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。 蘇尼特左旗北部屬于荒漠草原，植被類型以菊科、禾本科、旱生小半灌木居多。近年來，由于氣候的變化和超載過牧的影響，草原退化嚴(yán)重，牧草多樣性急劇下降，秋冬季節(jié)草地上的牧草種類只有紅砂、 珍珠豬毛菜和鹽爪爪，放牧羊采食的牧草單一，營養(yǎng)缺乏現(xiàn)象時有發(fā)生［1］。 特別是2014 年以來，蘇尼特左旗北部某蘇木部分牧戶在接羔期間發(fā)生羔羊死亡現(xiàn)象，大部分羔羊出生后立即死亡；部分羔羊即使未死也不能站立，不能吮乳；個別羔羊出生后健康，但5～6 d 后表現(xiàn)運動不穩(wěn)，后軀搖擺，驅(qū)趕或行走時易跌倒，嚴(yán)重者做轉(zhuǎn)圈運動，或呈犬坐姿勢，后肢麻痹，絕大部分4 周內(nèi)死亡。 經(jīng)過調(diào)查，該次羔羊死亡發(fā)生面積較大，涉及全旗6 個嘎查近39 個牧戶，死亡羔羊3 220 只，死亡率達到30.39%，直接經(jīng)濟損失達250 多萬元， 給當(dāng)?shù)啬撩裨斐闪藝?yán)重的經(jīng)濟損失。從發(fā)病羔羊的臨床癥狀診斷，初步懷疑是礦物質(zhì)缺乏引起的疾病。 放牧羊體內(nèi)的微量元素主要來源于牧草與飲水， 且土壤中的礦物質(zhì)含量與牧草中微量元素的含量直接相關(guān)。 水—土壤—牧草鏈?zhǔn)欠拍良倚蟮V物質(zhì)代謝障礙性疾病的基本致病途徑［2］。 為了查明羔羊發(fā)病原因，該研究測定了發(fā)病羔羊的血液、 當(dāng)?shù)啬敛莺屯寥乐械牡V物質(zhì)含量， 準(zhǔn)確分析是何種礦物質(zhì)缺乏導(dǎo)致羔羊發(fā)病和死亡，以便及時采取補救措施，減少牧民的經(jīng)濟損失。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

該研究在戈壁草原蒙古羊羔羊發(fā)病最嚴(yán)重的3 個牧戶家采樣， 每戶采集5 只發(fā)病羔羊的血液以及放牧草場的水、牧草和土樣，測定常見礦物質(zhì)元素鈣、磷、鐵、錳、銅、鋅、鎂、鉬、硒、鈷的含量。同時采集當(dāng)?shù)胤N羊場15 只健康羔羊的血液作為對照。

1.1.1 土樣

依放牧或采食路線， 在3 個牧戶的草場選4個點采集土樣。采樣時，用專用工具分別取4 個采樣點的5～10 cm 處樣品并混合均勻，自然風(fēng)干后，用四分法取至200 g 左右為止，共計12 份土樣，裝瓶待測。

1.1.2 草樣

該牧場屬荒漠草原，植被以紅砂、珍珠豬毛菜和鹽爪爪為主。 采集草樣時靠近采土樣點剪取各點植物的地上部分，每戶選擇4 個樣點，每天采集1 次，共采集3 d，之后將每個樣點3 d 的樣品混合均勻，共計12 份草樣。

1.1.3 水樣

連續(xù)3 d 采集牧戶放牧羊飲用水，每天采集1次，將3 d 的水樣混合，每戶取水樣100 mL，共計3 份水樣，-20 ℃冷凍保存，待測。

1.1.4 血液樣品

中醫(yī)診斷學(xué)是根據(jù)中醫(yī)學(xué)理論，研究診察病情、判斷病種、辨別證候的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能的一門學(xué)科[1]。它是繼《中醫(yī)基礎(chǔ)理論》課程學(xué)習(xí)后，緊接著開設(shè)的一門課程，它不僅是中醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)課，也是從基礎(chǔ)理論過渡到臨床各科的橋梁課程，可見其重要地位不可忽視。理論實踐相結(jié)合地教學(xué)模式不僅是本書特性的體現(xiàn)，也是最合適于本科生的中醫(yī)診斷學(xué)教學(xué)模式。

每戶采集5 只發(fā)病羔羊血液；采取當(dāng)?shù)胤N羊場15 只健康羔羊的血液作為對照。 利用含有肝素鈉抗凝劑的采血管頸靜脈采血， 每只發(fā)病羔羊及健康羔羊均采集血樣10 mL，-20 ℃冷凍保存，待測。

1.2 樣品預(yù)處理

土樣過80 目篩后在65 ℃烘箱中烘干。 草樣洗去表面泥土，65 ℃烘干，粉碎，裝瓶備測。

分別稱取土樣、草樣各1 g，取水樣1 mL、血液1 mL，放入250 mL 凱式燒瓶，加入AR 級硝酸15 mL，AR 級高氯酸3 mL，置于可調(diào)電爐上600 ℃加熱消化至1 mL 液體時，停止消化，將消化液移至10 mL 容量瓶中，定容，稀釋不同的倍數(shù)待測。

1.3 測試項目及方法

土壤、牧草、水、血液中銅、錳、鋅、鐵等4 種元素用日立180-80 塞曼偏振原子吸收分光光度儀檢測；鈣、磷、鎂、鉬、硒、鈷等6 種元素用JP-2 型示波極譜儀檢測。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用Excel 軟件進行數(shù)據(jù)的初步處理，有效數(shù)值保留兩位小數(shù)，比較戈壁草原土壤、牧草、水中礦物質(zhì)元素與正常值的差異，用SPSS 10.0 統(tǒng)計學(xué)軟件對血液樣品試驗數(shù)據(jù)進行t 檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤、牧草、飲用水中礦物質(zhì)元素分析

2.1.1 土壤礦物質(zhì)元素分析

表1 牧草、土壤中礦物質(zhì)測定結(jié)果

蘇尼特左旗境內(nèi)大多為荒漠草原型棕鈣土、灰鈣土，這兩種土壤中的鈣（Ca）含量均為10%以上，鎂（Mg）含量為0.3%～4%［4］。該實驗土壤樣本中鐵（Fe）、錳（Mn）、硒（Se）、鈷（Co）含量低于文獻［3］報道值，鎂（Mg）、鈣（Ca）、磷（P）含量高于文獻［3］報道值，鋅（Zn）的含量在正常范圍內(nèi)。

2.1.2 牧草中礦物質(zhì)元素分析

該草場主要生長3 種牧草： 珍珠豬毛菜（Salsola passerina）， 藜科豬毛菜屬， 小半灌木； 紅砂（Reaumuria soongarica），檉柳科紅砂屬，小灌木；鹽爪爪（Kalidium foliatum），藜科鹽爪爪屬，小灌木。

對該地區(qū)的牧草中測得3 種常量元素以及7種微量元素的結(jié)果（見表1）表明，與文獻［3］報道值相比，珍珠豬毛菜中的鉬（Mo）含量較低，磷（P）處于正常范圍， 其他礦物質(zhì)元素的含量均高于正常值。 紅砂中鉬（Mo）、鐵（Fe）、錳（Mn）、硒（Se）的含量高于文獻［3］報道值，特別是鉬（Mo）的含量是正常最高值的22.48 倍， 其他礦物質(zhì)元素的含量均處于正常范圍。 鹽爪爪鉬（Mo）、鐵（Fe）、錳（Mn）、硒（Se）、鎂（Mg）、鈷（Co）的含量高于文獻［3］報道值，其他礦物質(zhì)元素的含量均處于正常范圍。 對于草食家畜來說，牧草鉬含量低于3 mg/kg 是安全的，銅與鉬的比例為（6～10）∶1 為佳。 低于2∶1 就會有繼發(fā)銅缺乏的危險。 該實驗結(jié)果表明，除珍珠豬毛菜的銅鉬比為15.96∶1 外，紅砂與鹽爪爪的銅鉬比分別為0.23∶1 以及2.34∶1， 表明該試驗地牧草中銅鉬的比例不協(xié)調(diào)， 如采食紅砂過多，有發(fā)生繼發(fā)性銅缺乏癥的危險。

3 種牧草中鋅（Zn）的含量分別為珍珠豬毛菜（23.00±0.10）mg/kg，紅砂（18.75±1.85）mg/kg，鹽爪爪（17.2±0.30）mg/kg，均高于或處于正常值范圍。根據(jù)家畜的礦物質(zhì)營養(yǎng)要求， 羊?qū)︿\的含量需求為30 mg/kg，3 種牧草中鋅的含量可以滿足羊的日常需求。

除了珍珠豬毛菜中的鉬（Mo）含量稍低，其他2 種牧草中鉬（Mo）的含量和鐵（Fe）、錳（Mn）、硒（Se）在3 種牧草中的含量均大于正常文獻［3］報道值。 總體來說，當(dāng)?shù)赝寥缹儆诟啕}堿低銅土質(zhì)。

2.1.3 飲用水中礦物質(zhì)元素分析

經(jīng)過觀察，該地飲用水水質(zhì)較好，無明顯的雜質(zhì)，無渾濁現(xiàn)象。 口感上稍有發(fā)苦發(fā)澀，人不宜飲用。 該地區(qū)的飲用水中3 種常量元素以及7 種微量元素的測定結(jié)果（見表2）顯示，根據(jù)國際通用的畜禽飲用水中潛在有毒物質(zhì)的推薦濃度限值標(biāo)準(zhǔn)， 該次取得水樣的各項礦物質(zhì)指標(biāo)均無超標(biāo)現(xiàn)象。 但是鎂和鈣的含量較高，屬于中硬水，符合該地區(qū)所屬的土壤性質(zhì)及植被類型。

表2 戈壁草原蒙古羊飲用水中礦物質(zhì)測定結(jié)果

2.2 羔羊血液礦物質(zhì)含量分析

為了進一步查明羔羊發(fā)病的原因， 采集戈壁草原種羊場的正常羔羊和牧戶發(fā)病羔羊各15 只的血液， 標(biāo)記為戈壁草原蒙古羊正常羊和戈壁草原蒙古羊病羊， 測定比較了兩組羔羊血液中礦物質(zhì)鈣、磷、鐵、錳、銅、鋅、鎂、鉬、硒、鈷含量，結(jié)果（見表3）發(fā)現(xiàn)戈壁草原蒙古羊病羊血液中銅和鎂的含量顯著低于戈壁草原蒙古羊正常羊 （P＜0.05），鉬的含量顯著高于戈壁草原蒙古羊正常羊（P＜0.05），其他元素的含量差異不顯著（P＞0.05）。戈壁草原蒙古羊病羊血液中銅的含量只有文獻［3］報道最低值的29.49%，即使是戈壁草原蒙古羊正常羊，血液中銅、鋅含量也低于文獻［3］報道的最低值， 而戈壁草原蒙古羊正常羊血液中鉬、錳、鈷、硒、鎂的含量比文獻［3］報道正常羔羊最高值分別高3.82 倍、20.50 倍、23.25 倍、2.33 倍和4.91 倍。除鋅外，其他各元素的含量戈壁草原蒙古羊病羊也有比戈壁草原蒙古羊正常羊低的趨勢，但是差異并不顯著，也許與綿羊的體質(zhì)差異有關(guān)。

表3 戈壁草原蒙古羊病羊及正常羊血液中礦物質(zhì)測定結(jié)果 單位：mg/L

3 討論

蘇尼特左旗北部戈壁草原生態(tài)環(huán)境比較惡劣，屬于草原化荒漠亞類，植被類型以檉柳科紅砂屬紅砂，藜科豬毛菜屬珍珠豬毛菜，鹽爪爪屬鹽爪爪等為主，牧草單一。相鄰的其他類型草場未見牲畜發(fā)病，因此，該次羔羊發(fā)病與放牧羊采食牧草單一，得不到充足的礦物質(zhì)元素補充有關(guān)。該次發(fā)病羔羊臨床上主要表現(xiàn)為走路搖擺、后軀癱瘓、運動失調(diào)等神經(jīng)癥狀，和銅缺乏癥相符。進一步經(jīng)血液礦物質(zhì)檢測， 也證實了血液中銅的含量只有正常羊的三分之一，確定為羔羊銅缺乏癥。

銅是動物生長發(fā)育必需的微量礦物質(zhì)元素，參與許多重要酶活動以及參與神經(jīng)系統(tǒng)的功能。它是細胞色素氧化酶的輔基，缺乏銅時，會造成磷脂合成發(fā)生障礙，髓磷脂的合成也受到抑制，神經(jīng)系統(tǒng)的脫髓鞘和腦細胞的代謝發(fā)生障礙， 表現(xiàn)為運動失調(diào)，是一種特殊的中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變，從而引起羔羊的病理反應(yīng)［5］。 銅缺乏癥主要因綿羊采食的牧草中銅含量不足所致， 一般在土壤中含銅量比較低的地區(qū)發(fā)病。研究表明，每千克飼草中銅含量低于3 mg 即可引起發(fā)病，3～5 mg 為臨界值，達到10 mg 以上可以滿足綿羊?qū)︺~的營養(yǎng)需要［6］。該地區(qū)土壤中銅含量偏低， 但牧草中的銅在正常含量范圍內(nèi)，因此，攝入的銅不足不是羔羊發(fā)病的主要原因。 有研究表明，雖然綿羊攝入的銅可以滿足機體的需要，但由于在機體內(nèi)銅的利用發(fā)生障礙時也會導(dǎo)致銅缺乏癥［7］，考慮該病是由于銅的利用發(fā)生障礙導(dǎo)致的繼發(fā)性銅缺乏癥。

首先，鉬與銅兩者具有明顯的拮抗性，當(dāng)飼草料中鉬含量過多，可妨礙銅的吸收和利用［8］。牧草中鉬含量低于3 mg/kg 是不影響銅吸收的，但當(dāng)牧草中銅含量不足時，鉬含量為3～10 mg/kg 時即可出現(xiàn)臨床癥狀［9］。該地區(qū)牧草中銅含量正常，但是主要牧草紅砂和鹽爪爪中的鉬含量均高于3 mg/kg，特別是紅砂甚至比文獻［3］報道值的最大值高22.48 倍。 有資料表明，正常的綿羊飼草中銅鉬比例應(yīng)高于2∶1 才能滿足銅的需要， 高鉬日糧或Cu∶Mo＜2∶1 時均會引起綿羊銅吸收障礙［10］。反芻動物采食高鉬飼料后， 在瘤胃中鉬與銅形成硫化復(fù)合物或鉬酸銅， 或與硫化物形成硫化銅沉淀，銅不能被腸道吸收，而是經(jīng)由消化道排泄［11］。鉬過量還可抑制體內(nèi)硫化物氧化酶的活性， 從而使硫化物在組織內(nèi)聚集，進而產(chǎn)生硫化銅沉積，即使組織中銅含量正常也不能被機體利用而導(dǎo)致銅缺乏。 該地區(qū)主要牧草紅砂的Cu∶Mo=0.23， 屬于高鉬牧草，因此，飼用的牧草中鉬含量偏高，是造成該地羔羊銅缺乏癥的主要原因。其次，綿羊攝入的鋅、鐵和硫酸鹽等過多，也會干擾銅的吸收，引起銅的吸收減少，造成機體銅缺乏［12-13］。 該地牧草中鐵、錳等礦物質(zhì)的含量高于文獻［3］報道中的最高值，羔羊血液中錳、鈷、鎂等礦物質(zhì)元素的含量高于文獻［3］報道中正常羊只的礦物質(zhì)元素含量，這也是該地發(fā)生銅缺乏癥的一個重要原因。

綿羊銅缺乏癥常常表現(xiàn)為地方流行和大群發(fā)生，綿羊和山羊最為常見［14］。無論是原發(fā)性銅缺乏癥，還是繼發(fā)性銅缺乏癥，該病主要發(fā)生于春季，此時牧草中銅水平最低， 而綿羊處于妊娠后期是銅需要量最高的時期。 繼發(fā)性銅缺乏癥的發(fā)生主要由于牧草對鉬的富集作用和牧草的單一。 戈壁草原秋冬季節(jié)只有紅砂和珍珠豬毛菜可以采食，體內(nèi)富集的鉬越來越多，而羊采食的銅不足，此時易發(fā)生銅缺乏癥，因此，在戈壁草原放牧的綿羊，秋冬季應(yīng)轉(zhuǎn)場到其他草場放牧， 或者補飼含銅量高的飼料，以減少銅缺乏癥。

4 結(jié)論

戈壁草原土壤中鉬含量超標(biāo)、牧草多樣性低，秋冬季節(jié)放牧羊攝入的銅不足而鉬超標(biāo)， 處于低銅高鉬的營養(yǎng)狀況，另外，鐵、錳等礦物質(zhì)元素攝入較多， 這些原因均會導(dǎo)致綿羊?qū)︺~的吸收發(fā)生障礙，最終引起羔羊繼發(fā)性銅缺乏癥。