高鋅日糧對反芻動物的影響及在生產中的應用

文/付 瑤 王 俊 齊志國 郭江鵬

（北京市畜牧總站）

微量元素是構成動物機體組織的重要成分，參與機體的營養物質代謝，對提高飼料營養物質的利用率和預防營養缺乏病有著極其重要的意義。自1934年Todd等[1]發現鋅為動物的必需元素以來，隨著科學研究的不斷深入，已有大量研究表明鋅是動物體內200 種金屬酶的組成成分，也是動物體內300 多種酶的特異性或非特異性的激活因子[2]。鋅對反芻動物的采食量、生長發育、繁殖、免疫及奶牛泌乳性能的發揮有著重要影響。近年來，高鋅日糧在動物生產中的應用和研究迅速發展，但在生產實踐中，由于盲目追求高回報率造成了高鋅日糧的濫用，損害了動物的健康。因而，科學合理的使用高鋅日糧顯得尤為重要。

1 鋅的生理功能及吸收代謝

1.1 鋅的生理功能

鋅作為金屬酶和金屬蛋白的重要組成成分，廣泛存在于反芻動物的血液、生殖器官、肌肉、肝臟和皮毛內，其生理功能主要有以下幾點。

1.1.1 輔酶和激活劑

鋅存在于體內300 種以上的酶之中，對酶具有催化分解和合成作用，能夠穩定酶蛋白的四級結構，調節酶的活性[3]。

1.1.2 胰島素的組成成分

鋅具有穩定胰島素分子結構的作用，可以避免受胰島素酶的降解，并參與體內碳水化合物的代謝[4]。

1.1.3 調節基因表達和細胞分化、維持動物免疫系統的完整性

鋅作為配基參與構成鋅指蛋白和鋅結合蛋白轉錄因子，調控基因表達，進而影響機體的多種功能，包括細胞分裂、增殖和生長、免疫等[5]。

1.1.4 維持生物膜的正常結構和功能

鋅參與抗氧化酶的組成，能夠防止生物膜遭受氧化損害和結構變形，且鋅對膜中正常受體機能有保護作用[6]。

1.1.5 維持上皮細胞和被毛的正常形態、生長和健康

上皮細胞和被毛生化基礎與鋅參與胱氨酸和硫酸黏多糖的代謝有關[6]。

1.2 鋅的吸收代謝

反芻動物鋅的吸收部位，幼年時期主要在十二指腸；成年時期約有1/3在皺胃，其余在小腸。鋅的吸收效率受日糧中鋅含量、化學形式、機體狀況以及日糧組成的影響。飼料中鈣、磷、鎂、鐵、硒、鈷、植酸、纖維素等過多或飽和脂肪酸缺乏都可能降低鋅的吸收利用率。

反芻動物所采食的鋅，構成酶的組分，參與代謝，或與一些非酶配合基形成復合物，進入小腸黏膜上皮細胞內漿膜面的受體上，與血漿里的白蛋白或運鐵蛋白結合，經門脈循環運至肝臟。肝臟是鋅代謝的主要器官，肝臟內的鋅大部分與白蛋白結合，小部分與α-球蛋白結合，按比例分配到機體的各個組織中，多余的鋅以鋅硫蛋白的形式貯存于肝臟中[7]。運輸到各組織器官的鋅與腸道未吸收的鋅一起隨糞便排出，僅有小部分隨尿排出[8]。

2 高鋅日糧對反芻動物的影響及其在生產中的應用

2.1 高鋅對反芻動物血液生化指標的影響

2.1.1 高鋅對反芻動物血清鋅水平的影響

日糧中的鋅在胃和十二指腸被吸收后，進入血液循環，其吸收方式因劑量不同而變化。在低劑量時，主要是主動的載體轉運過程，而在高劑量時主要為被動擴散過程[9]。大量的研究報道均說明，高鋅日糧對血清鋅含量有明顯的影響，在一定劑量范圍和時間內，日糧鋅含量與血清鋅水平存在正相關關系。在高鋅對奶牛影響的研究中，蘆春蓮等[10]和歐陽建華等[11]均證明了此結論，前者在奶牛日糧中分別加鋅300 mg/kg、500 mg/kg、800 mg/kg，結果表明血清鋅含量與空白對照組相比，分別提高了65%、120.73%和162.31%；后者在奶牛日糧中分別添加150 mg/kg和300 mg/kg的無機鋅和有機鋅，結果表明無論添加有機鋅還是無機鋅均能很好地被奶牛吸收并轉移到血液中去，有機鋅能使血鋅濃度更高。國外學者的研究也得出了相同的結論，發現日糧加鋅后血漿鋅的濃度隨日糧添加的濃度增加而增加[8]。在高鋅對肉羊影響的研究中，劉繼蘭等[12]通過在日糧中分別添加1 000 mg/kg、1 500 mg/kg、2 000 mg/kg的硫酸鋅，結果發現隨著日糧鋅劑量的增加，肉羊血清鋅水平大幅度提高。

2.1.2 高鋅對反芻動物血清堿性磷酸酶活性的影響

鋅是合成堿性磷酸酶必需的金屬元素，也是其活性中心組成成分的激活因子[13]。大量研究表明，高鋅可以提高單胃動物血清堿性磷酸酶活性[14]。在反芻動物中，李建國等[15]研究表明，在300 mg/kg、500 mg/kg、800 mg/kg日糧干物質的高鋅范圍內，高鋅組奶牛血清堿性磷酸酶活性有增長趨勢，但與空白對照組相比差異不顯著；劉繼蘭等[12]在對肉羊的研究中發現，鋅含量在1 000 mg/kg的情況下，能夠明顯促進血清堿性磷酸酶活性的增加，而高于此劑量有抑制作用。結果的差異性可能與不同動物、不同鋅源有關，在進行分析時，應該結合實際情況。

2.2 高鋅對反芻動物血液生理指標的影響

評價動物健康狀況的兩項主要指標為紅細胞比容和血紅蛋白含量。蘆春蓮等[15]研究表明給奶牛飼喂高鋅日糧對血液內紅細胞比容、血紅蛋白含量沒有顯著影響，但日糧含鋅871 mg/kg組稍有下降趨勢，長期飼喂，可能發生中毒，并在文章討論部分闡述，奶牛日糧含鋅量為1 000 mg/kg和2 000 mg/kg時，血漿銅、血紅蛋白含量和紅細胞比容均會低于正常值，且隨著試驗期的延長，變化會加重。其余相關報道甚少，但至少明確了一點，過量的高鋅水平會影響反芻動物的血液生理健康。

2.3 高鋅對反芻動物泌乳性能和乳鋅水平的影響

2.3.1 高鋅對反芻動物泌乳性能的影響

高鋅對反芻動物泌乳性能的影響方面，學者們得出了不同的結論。蘆春蓮和李建國等[10，16]研究表明，各高鋅日糧組產奶量與空白對照組相比，產奶量有所提高，以300 mg/kg組提高最多，但差異不顯著，高鋅日糧對奶牛產奶量沒有不利影響，Miller和Clifton[17]也得出了相同的結論。歐陽建華等[11]研究表明，無機鋅試驗組與空白對照組之間差異不顯著，但有機鋅試驗組無論是添加150 mg/kg還是300 mg/kg，均可顯著提高產奶量，說明有機鋅對提高產奶量的作用高于無機鋅。隋晨等[18]研究還發現在奶牛飼料中添加500 mg蛋氨酸鋅可使產奶量提升10.7%，在奶牛精料補充料中添加200 mg/kg蛋氨酸鋅，可使產奶量增加0.5 kg/頭·天。在乳成分方面，王廣銀[19]在日糧中添加380 mg/kg蛋氨酸鋅，結果表明試驗組的乳蛋白顯著提高，但乳脂率、乳糖、非脂乳固形物含量差異不顯著，但也有研究認為適宜的高鋅水平對牛奶中乳脂率、乳蛋白、乳糖及非脂固形物的含量均無顯著影響[16，17]。

2.3.2 高鋅對反芻動物乳鋅水平的影響

高鋅對反芻動物乳鋅水平的影響上，井明艷等[20]研究發現奶牛日糧中添加600 mg/kg有機鋅，乳鋅含量為空白對照組的2.0～2.5倍，這與王磊等[21]、辛小玲等[22]的結論相似，他們認為在奶牛的基礎日糧中添加醋酸鋅和氨基酸螯合鋅均能提高乳鋅含量。同時，研究發現日糧加鋅300 mg/kg、500 mg/kg、800 mg/kg，乳鋅含量分別提高了66.91%、104.83%和115.70%[10]，這說明隨著日糧中鋅含量的增加，乳鋅含量也隨之增加，這與國外學者的研究結果一致[17]。但這些的報道中乳鋅含量提高的程度不同，可能與鋅的添加形式、日糧組成等有關。

2.4 高鋅對反芻動物免疫功能的影響

鋅不僅能誘導B淋巴細胞分泌免疫球蛋白從而起到抑菌作用，還能夠阻斷由銅、鐵誘導的脂質過氧化反應，延遲氧化反應過程[23]。研究表明，高鋅情況下，添加300 mg/kg、500 mg/kg鋅，γ-球蛋白含量有升高趨勢，但差異不顯著，添加800 mg/kg鋅能使B淋巴細胞的功能受損，導致免疫蛋白形成障礙，使機體免疫功能稍有影響[9]。同時，Kendall等[24]認為鋅能夠改善羔羊的體液免疫應答，提高羔羊血藍蛋白抗體和IgG水平。但高鋅對反芻動物免疫功能影響的報道甚少，還有待進一步考證。

3 小結

高鋅日糧對反芻動物產生良好效果的同時，也帶來的諸多毒副作用，如污染環境、動物依賴性、影響其他微量元素吸收而造成的缺乏癥等。而農業農村部發布的《飼料添加劑安全使用規范》中僅對反芻動物飼料中鋅的推薦量進行了規定，缺乏對最高限量的規定。因此在未來的研究中，需要飼料添加劑企業開發新的安全、高效、性價比高的產品，促進反芻動物日糧中鋅的綠色、可持續使用。