NRC第11版《猪营养需要》中有关微量元素营养的介绍

畜牧编辑 · 发表于 2015-9-21 10:32:40

　　作者：应朝阳湖南惠泉农牧科技发展有限公司董事长

　　美国研究委员会(简称NRC)自1998年出版第十版《猪营养需要》以来,时隔14年之久,于2012年推出了最新的第十一版《猪营养需要》。笔者认真研读了该书英文原版的微量元素部分,本文试图对该书涉及的猪微量元素营养研究进展作一介绍。

　　第一部分是综述，新版在前版的基础上,增加了最近十多年动物营养研究新进展，笔者将新版中各微量元素新增的知识或研究进展作为重点来逐一介绍。

　　铜
　　猪血红蛋白的合成需要铜的参加,缺铜导致铁的动员变差、血细胞生成异常。铜的生理需要量很低,一般5-6个ppm就可满足需要。高铜的添加是利用其药理作用来达到促进动物生长和提高繁殖效率的目的。

　　Yen等(2005)研究得出：以铜蛋白盐化合物的形式每天额外添加14mg铜能提高母猪断奶后7天内的发情配种率。

　　铜促生长等有益作用的机制还未完全清楚。铜抗微生物的作用是重要机制之一,但尚无足够的证据证明这是唯一的或主要的作用机理。

　　已研究表明铜的作用独立于抗菌药物，与抗生素的促生长作用有可加性。

　　Luo和Dove（1996）的研究发现250ppm的高铜刺激脂肪酶和磷脂酶A的活性，由此提高断奶仔猪日粮脂肪消化率。这个结果可以解释为什么日粮中添加脂肪会增强猪对高铜的反应。

　　Bowland等(1961)、Cromvell等(1989b)发现铜的可利用性与其促生长作用具有相关性。

　　Zou等(1994b)报道,对仔猪隔天静脉注射组氨酸铜18天,体增重和血清有丝分裂活性都提高了。说明铜的作用不一定都是通过在消化道抑菌完成的,在机体整体的代谢层面也能发挥作用。

　　Zhu等(2011)最近的研究表明175-250ppm的铜影响下丘脑食欲调控基因的mRNA表达。

　　铁
　　铁是红细胞血红蛋白、肌肉肌红蛋白的组分,还是机体中许多代谢酶的成分。初生仔猪每天需要7-16mg铁,而母猪奶水每升含铁仅1mg，给母猪饲喂高水平的铁化合物不论无机的还是有机的,都不足以提高奶水铁含量达到防止仔猪缺铁的程度。

　　断奶仔猪铁需要量，Rincker等(2005)、Lee等(2008)的研究结果高达200ppm，远高于以前（Pickett等,1960）80ppm的研究结果。

　　血红蛋白浓度是反映猪铁营养状况的可靠指标，并且易于测定。每升全血含血红蛋白100克以上为正常,80克为临界贫血,70克以下表明贫血。

　　贫血猪生长差，精神不振，被毛粗糙，皮肤褶皱，粘膜苍白，生长快的贫血猪会因缺氧而死亡，贫血猪更容易发生传染病。

　　虽然铁能增加猪的血红细胞数量，提高血红蛋白的浓度，但要避免随意和过量的添加，Lee等（2008）研究表明那将增加腹泻率降低生长速度。

　　蛋氨酸和甘氨酸螯合铁相对硫酸亚铁的生物学效价在68%-180%之间。

　　锌
　　锌是许多金属酶类包括DNA和RNA合成酶和转移酶及多种消化酶的组分，并且与激素有关，如胰岛素。因此它在蛋白质、碳水化合物、脂类的代谢中发挥着重要作用。Van Heugten等（2003）研究认为仔猪断奶日粮中添加80ppm锌就足够了。

　　种猪的锌需要量还没有研究清楚，但应该比生长猪更高，原因是胎儿生长、乳的合成，子宫复原时的组织修复，以及公猪精子的产生都需要锌。Payne等（2006）证实，在以硫酸锌形式添加100ppm锌的基础日粮中,加有机锌100ppm，增加窝产仔猪数和断奶仔猪数。

　　生长猪缺锌的典型症状是皮肤角化过度，即是所谓的皮炎。对仔猪而言，高氧化锌依然是热点课题，最新的研究结果表明，高铜和高锌的作用效果具有可加性（Perez等，2011a）。另外，Hill等（2001）报道，高锌的促生长作用与抗生素的效果有可加性。

　　锰
　　锰作为与碳水化合物、脂类和蛋白质代谢相关的多种酶的组成成分发挥作用。锰是线粒体过氧化物歧化酶（SOD）的必需组成之一，并且是硫酸软骨素合成所必需,后者是骨有机质粘多糖的组成成份。锰的日粮需要量极低，但尚未很好确定。锰易过胎盘，因此母猪锰营养影响出生仔猪的锰营养状况。母猪日粮增加锰水平，提高仔猪初生窝重、初乳和常乳中锰浓度，并改善发情间隔。

　　碘
　　关于碘的营养知识，第11版NRC的描述几乎与第10版完全一致，没有新增加的引用文献，这表明近10多年，碘的营养研究稀缺。

　　玉米豆粕型的日粮中0.14ppm的碘可防止甲状腺肿大，但其它的日粮类型怎么样，最佳生长和繁殖性能下碘的需要量等等需要深入研究。

　　硒
　　硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分。缺硒的生化变化是谷胱甘肽过氧化物酶活性下降，因而血浆谷胱甘肽过氧化物酶水平是猪硒营养的可靠指标。硒和维生素E对公猪繁殖性状的研究表明,两者都能改善公猪繁殖的各项指标，总的来看，硒的添加效果比VE更显著。（Marin Guzman等1997,2001a,b;Jacyno等，2002;Kolodziej和Jacyno，2005;Echererria-Alonzo等，2009）

　　硒的添加水平在0.1、0.3、0.5ppm时，与亚硒酸钠相比，富硒酵母在猪体内的硒沉积量更高。当死胎率较高时，通过加硒（亚硒酸钠或酵母硒）可以减少死胎的发生（Yoon和Mcmillan，2006）。在生长育肥猪中，血清硒浓度及血清过氧化物酶活性随硒添加量增加而升高，至0.1ppm达到平台，与亚硒酸钠相比酵母硒引起反应的幅度较低。硒在5ppm以下时，对猪没有毒性。而Kim和Maharn（2001a,b）研究表明5ppm以上的硒产生硒中毒，并且亚硒酸钠比酵母硒毒性更严重来得更快。

　　钴
　　钴是维生素B12的组成成份，一般认为钴是通过B12起作用，在不添加B12的情况下，肠道微生物使用Co合成B12起到重要作用。在商品饲料中B12的添加成为常规，那么，钴是否还有其它作用？Stangl等报道，在未添加B12的日粮中添加1ppm的钴时，血清和肝脏VB12水平没有影响，但恢复了由于缺B12降低的肝过氧化氢酶和血清谷胱甘肽过氧化物酶的活性，暗示着钴的代谢还有未被认知或不同于VB12的一面。钴还未被NRC列入营养需要量表中。

　　铬
　　用传统的葡萄糖耐量试验和胰岛素挑战试验得出的比较稳定的结果能说明，铬的作用是增强组织对胰岛素的敏感性，提高胰岛素效率。铬对葡萄糖和胰岛素的调节，是通过一种叫做铬调寡肽的低分子量物质进行的。据报道，生物活性的铬还能影响生长激素的分泌。对于生长育肥猪，相当多的研究表明，有机铬提高了胴体瘦肉率，减少了脂肪比例，改善肉质。对日增重和饲料转化率的影响，这些研究结果不一致。Lindemann认为与日粮的铬水平、铬形态、猪的铬营养状况以及日粮的氨基酸水平有关。

　　对母猪而言，有机铬如蛋氨酸铬和吡啶羧酸铬都能增加窝产规模，即产仔数提高了，而其它繁殖性状如发情间隔、受精率、分娩率及淘汰率没有恒定的结果。由于肌肉是胰岛素的靶组织，而肌肉是构成机体的最大组织,因此Lindemann等（2004）研究了单位体重的铬摄入量对繁殖性能的影响。他们计算了在评价对铬反应的葡萄糖耐受试验和胰岛素挑战试验中生长动物的铬接受量，推算得到铬剂量大约为每天7.5ug/kg体重。当这一数据引用到繁殖动物（根据它们的体重、采食量），需要在日粮中添加大约500-600ppb的铬，才能达到按单位体重计算的生长动物的同等剂量。他们接着做了不同铬添加水平下的繁殖试验，以吡啶羧酸铬的形式添加0、200、600、1000ppb的四个铬水平，达两个胎次，他们观察到添加铬对窝产仔数呈二次曲线反应，在600ppb时最高，这证实了这样的假设，对限饲的繁殖动物提供营养不能以单位饲料含量或每天供给量来计算，而应以单位体重来供给。

　　尽管铬的研究很活跃，但是猪对铬的需要量还没有定量研究的数据，因此也没有被NRC列入需要量表中。

　　第二部分,营养需要量表的变化。第十版和第十一版的微量元素需要量见表1和表2。

　　表1 1998 版猪营养需要量，ppm

　　表2 2012 版猪营养需要量，ppm

　　新版中仍旧只给出六个微量元素的需要量,钴和铬仍未列入需要量表，与第十版相比,新版有以下四点明显变化。

　　1.阶段划分的变化,原版生长猪从第一阶段的3-5kg开始,至最后阶段的80-120kg,而新版从5-7kg始,至100-135kg止。这样的变化更符合生产实际,第一阶段是教糟阶段,一般仔猪具营养意义的采食教糟料要从两至3周岭以后开始，因为这时候母猪的奶水分泌逐渐进入高峰平台期,而仔猪生长还在加快，母乳所供营养慢慢地不能满足仔猪的需求,并且营养缺口还将进一步拉大,迫使仔猪寻求并接受新的营养来源，原版的3kg开始相对来说过早,没有实际意义，5kg比较适当。另一方面也许反映了近年由于母猪饲养水平的提高仔猪生长加快了。最后阶段延伸到100-135kg反映了当前养大猪的趋势，因为母猪难养,增加产仔数也不容易，而提高肥猪出栏体重可提高每头母猪年提供商品猪肉的数量，可有效减少母猪饲养量。换个角度看,由于遗传育种的进展,当前肥猪廋肉率与与饲料效率也都提高了。因此猪出栏体重呈越来越大的趋势。

　　2.种猪微量元素营养需要量的变化，是新版需要量的最大特点，原版中种公猪、怀孕母猪和哺乳母猪的需要量都是同样的,没有差异，而新版中,这三种不同功能或生理阶段的种猪在不同微量元素需要量上有较大差异，并且与原版比,微量元素需要量有较多的提高,如种公猪的硒从0.15增加到0.3ppm,提高一倍,母猪的铜从5ppm增加到新版的10ppm(怀孕母猪)和20ppm(哺乳母猪),增加一倍以上, 母猪的锌变化很大,从50ppm增加到100ppm, 翻了一倍,还有母猪的锰从20ppm增加到25ppm。

　　3.保育猪铁需要量从第十版的10-20kg阶段的80ppm增加到第十一版的11-25kg阶段的100ppm。

　　4.生长猪硒需要量从原版的20-50kg阶段0.15ppm提高到新版的25-50kg阶段0.2ppm。

　　总结以上四点,仔猪饲料营养的起点阶段更符合饲养实际,养大猪的趋势得到NRC猪营养委员会的肯定，保育猪铁需要量提高,生长猪和种公猪的硒需要量增加,母猪的锌、铜、锰需要量大幅调高。

　　第三部分感悟与思考

　　新版《需要量》综述了各微量元素的研究进展，给出了铜、铁、锰、锌、碘、硒各阶段的基础需要量，但新的研究仍然较少，微量元素之间的相互关系，协同与拮抗等方面几乎没有涉及，除六个微量元素之外，铬、钴等微量元素尚无推荐需要量，最佳生产性能、最佳免疫性能、最佳肉质等要求下的微量元素需要量没有给出，不同效价微量元素来源对生产性能和需要量的影响研究基本空白，所有这些不完善之处，可以说都落后于生产实际需要。

　　那么，新版需要量对猪营养与饲料生产实践有哪些启发呢？

　　1．出栏体重的增加是养猪生产的趋势，如何通过营养调控特别是矿物质微量元素的科学应用达到促进猪的骨骼发育、为大猪肌肉生长打造更大的骨架基础,是值得深入研究的,我相信微量元素有用武之地。

　　2．母猪微量元素需要量的大幅提高,反映了多年来世界范围内母猪繁殖效率的提升对营养要求的增加,也由于对种猪营养研究的深入、认识到母猪繁殖是周期性持续进行的长期系统工程，必须要用系统的眼光来提升母猪终身的繁殖力。从新版需要量看,母猪微量元素营养变化的重点是对锌需要量成倍增加，母猪是成年甚至老年的繁殖动物，胎儿生长、泌乳等繁重工作消耗大量的锌元素，体内元素水平逐胎下降，这也与年老动物对微量元素吸收功能下降有关，因此，对繁殖母猪要提供最优质的锌源，不仅是数量上的增加，还要在质量上提供最易吸收利用的锌源，如碱式氯化锌、羟基蛋氨酸锌等，其他元素也是如此。这样更有利于其繁殖效率的提升，延长终身繁殖寿命，另外，有机锌源对缓解或治疗母猪易发生的蹄裂、乳房炎等症状都有很好的作用。铬的最佳添加量仍需要继续探讨,有可能远高于常规添加的200ppb。

　　3.铜的营养生理和药理作用仍然值得高度重视。

　　铜的基础营养生理作用是促进血红蛋白的合成和作为一些抗氧化物质的组分，因此铜促进铁的动员，与铁有协同作用。另外，高铜的促生长作用不仅是抑菌的机制还有机体整体代谢层面的作用，从前认为小猪需要高铜，因为消化道发育不完善，高铜可以起到抗生素的抑菌抗腹泻作用，而大猪不需要高铜，实际是大猪也有促生长作用，因为高铜吸收后，可促进生长激素的分泌，刺激采食量的提高，那么在现有的政策环境下，大猪不能用高铜怎么办，选择效价高，安全性高的碱式氯化铜或氨基酸螯合有机铜是解决办法之一，母猪也是一样。新版需要量大幅提高母猪铜的推荐量，说明母猪基础生理需要的铜也提高了，值得猪配方师深入思考和高度重视。

　　4.仔猪的铁营养需要重视和加强,但铁的供给不是越高越好，过高不能吸收利用，还会增加细菌滋生导致腹泻，这也是乳铁蛋白抑菌的原理，关键是铁的质量非常重要，选择应用有机铁是非常必要的，但不要为了皮红毛亮而在很高的无机铁水平上，添加很高水平的有机铁，而应该是通过添加有机铁将无机铁降下来，使总铁添加量不超过150ppm，通过效价的提升改善铁营养状况，促进血红蛋白的合成和红细胞数量的增加。

　　关于仔猪氧化锌的应用,最新的研究表明，高锌与高铜有可加效应，高锌的情况下，不仅要高铜而且还要重视铁的营养，因为都是二价离子，锌过高会拮抗铜与铁的吸收，笔者的试验和生产实践表明，高锌的饲料中,添加高铜再加适量的有机铁（如羟基蛋氨酸铁、甘氨酸铁）更有利于仔猪生长且皮毛外观明显改善。

　作者：应朝阳湖南惠泉农牧科技发展有限公司董事长，感谢应博士的供稿，特此感谢！
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