李亞奎，胡紅蓮，盧德勛

（1．河北北方學(xué)院動物科技學(xué)院，河北 張家口075000；2．內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院動物營養(yǎng)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特010030）

微量元素是機(jī)體生長發(fā)育和物質(zhì)代謝等重要生命過程所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)、參與激素合成及構(gòu)成某些營養(yǎng)素等多種生物學(xué)功能，微量元素缺乏或過剩均會引起動植物發(fā)病或處于亞健康狀態(tài)［1］。對放牧系統(tǒng)而言，土壤中微量元素的組成是決定植物微量元素含量的重要因素，而植物中的微量元素又能直接影響家畜的健康，它們共同構(gòu)成土壤－牧草－家畜放牧系統(tǒng)微量元素的畜牧生態(tài)利用體系。由于天然牧草或土壤內(nèi)某些微量元素的盈缺而導(dǎo)致的放牧家畜礦物質(zhì)營養(yǎng)障礙，已有大量報(bào)道［2－4］。為此，我國許多地區(qū)已對土壤－牧草－家畜生態(tài)系統(tǒng)中微量元素含量進(jìn)行過調(diào)研分析，并對不同畜禽、不同元素的盈缺進(jìn)行了分析［5－9］，但就內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗地區(qū)短花針茅（Stipa breviflora）荒漠草地放牧系統(tǒng)中微量元素含量的研究還不是很系統(tǒng)。本研究針對該地區(qū)放牧系統(tǒng)中微量元素的水平進(jìn)行檢測，探討其季節(jié)性變化，結(jié)合放牧綿羊放牧采食量和糞便排出量，進(jìn)行盈缺分析，確定該地區(qū)放牧系統(tǒng)中鐵、銅、鉬、錳、鋅和硒元素的水平，以期為該地區(qū)在牧草生產(chǎn)中正確施用微量元素肥料，在飼料生產(chǎn)中科學(xué)運(yùn)用微量元素添加劑，以保障畜禽健康，提高畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市四子王旗王府一隊(duì)，地理坐標(biāo)41°47′17″N，111°53′46″E，海拔1 450m。氣候特征為典型的大陸性季風(fēng)氣候，土壤為淡栗鈣土。試驗(yàn)區(qū)植被類型屬短花針茅荒漠草原地帶性植被，草地類型為短花針茅＋冷蒿（Artemisia frigida）＋無芒隱子草（Cleistogenes songorica），植被草層低矮，平均高度為8cm，且植被較稀疏，蓋度為17%～20%，群落現(xiàn)存量為2 249．3g·m－2，種類組成較貧乏，植物群落由20多種植物組成。建群種為短花針茅，優(yōu)勢種為冷蒿、無芒隱子草。試驗(yàn)前草地已出現(xiàn)了一定程度的退化現(xiàn)象。

1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)動物 分別于夏、秋、冬3季測定試驗(yàn)區(qū)內(nèi)土壤、牧草和放牧綿羊組織器官內(nèi)各微量元素含量、放牧綿羊的采食量和排糞量，由此推算綿羊每日對各微量元素的日攝入量和消化率，分析其動態(tài)變化并進(jìn)行盈缺分析。試驗(yàn)動物為體質(zhì)量30～35kg的12只蒙古育成羯羊，全年放牧，無補(bǔ)飼，每期結(jié)束后從中隨機(jī)抽取2只屠宰，進(jìn)行取樣。

1．3 樣品的采集與處理 土樣、草樣、糞樣的采集與處理參照李亞奎等［10］的方法進(jìn)行；毛樣的采集方法為在綿羊左肩胛部齊根剪取被毛10～20g，處理參照焦婷［5］的方法；血樣、屠宰、組織器官的采集與處理參考張微［11］的方法進(jìn)行。

1．4 測定指標(biāo)與方法 測定樣品內(nèi)鐵（Fe）、銅（Cu）、鉬（Mo）、錳（Mn）、鋅（Zn）和硒（Se）元素的含量，其中硒元素采用熒光分析法，其他元素采用等離子發(fā)射光譜法［5，10］。

1．5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析 用SPSS 13．0軟件中的Compare Means法對所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析，差異顯著時用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 試驗(yàn)期綿羊體質(zhì)量、采食量與排糞量動態(tài)變化 放牧綿羊的采食量和排糞量是計(jì)算各微量元素日攝入量和消化率的主要依據(jù)。放牧綿羊采食量夏秋兩季顯著高于冬季（P＜0．05），而排糞量和體質(zhì)量則為秋冬兩季顯著高于夏季（表1）。

表1 不同季節(jié)放牧綿羊的體質(zhì)量、采食量和排糞量Table 1 Changes of body weigh，intake and feces output of grazing sheep in different seasons

2．2 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中微量元素季節(jié)動態(tài)變化

2．2．1 鐵元素季節(jié)動態(tài)變化 土壤和被毛中鐵的含量季節(jié)間差異不顯著（P＞0．05）；牧草和糞中鐵的含量以及鐵的日攝入量變化趨勢相同，均為冬季＞秋季＞夏季，其中牧草中鐵的含量和鐵的日攝入量各季節(jié)間差異顯著（P＜0．05），糞中鐵的含量冬季顯著高于夏季，血漿中的為夏秋兩季顯著高于冬季，肝臟中的則為夏冬兩季顯著高于秋季（表2）。

2．2．2 銅元素季節(jié)動態(tài)變化 土壤、牧草、糞、肝臟、被毛中銅的含量以及銅的日攝入量變化趨勢一致，均為秋季＞夏季＞冬季。其中土壤、牧草和被毛中銅的含量各季節(jié)間差異不顯著（P＞0．05），銅的日攝入量各季節(jié)間差異顯著（P＜0．05），糞和肝臟中銅的含量夏秋兩季顯著高于冬季，而血漿中的為夏季顯著高于秋冬兩季（表3）。

2．2．3 鉬元素季節(jié)動態(tài)變化 土壤中鉬的含量季節(jié)間差異不顯著（P＞0．05），牧草、肝臟中鉬的含量以及鉬的日攝入量變化趨勢相同，均為秋季＞冬季＞夏季，其中牧草中鉬的含量為秋冬兩季顯著高于夏季（P＜0．05），日攝入量各季節(jié)間差異顯著，肝臟中鉬的含量秋季顯著高于夏季；糞和被毛中鉬含量的變化趨勢相同，為秋季＞夏季＞冬季，其中糞中鉬的含量各季節(jié)間差異不顯著，而被毛中鉬的含量秋季顯著高于冬季，夏季與秋冬兩季差異不顯著（表4）。

表2 不同季節(jié)土壤－牧草－綿羊系統(tǒng)中鐵元素的季節(jié)變化Table 2 Content of Fe in soil－forage－animal ecosystem in different seasons

表3 不同季節(jié)土壤－牧草－綿羊系統(tǒng)中銅元素的季節(jié)變化Table 3 Content of Cu in soil－forage－animal ecosystem in different seasons

表4 不同季節(jié)土壤－牧草－綿羊系統(tǒng)中鉬元素的季節(jié)變化Table 4 Content of Mo in soil－forage－animal ecosystem in different seasons

2．2．4 錳元素季節(jié)動態(tài)變化 土壤、血漿中錳的含量季節(jié)間差異不顯著（P＞0．05）；錳的日攝入量及牧草和糞中錳的含量變化趨勢一致，均為冬季＞秋季＞夏季，其中牧草中錳的含量各季節(jié)間差異顯著（P＜0．05），錳的日攝入量為秋冬兩季顯著高于夏季，而糞中錳的含量為冬季顯著高于夏秋兩季，肝臟中為夏季顯著高于秋冬季（表5）。

2．2．5 鋅元素季節(jié)動態(tài)變化 土壤、糞中鋅的含量各季節(jié)間差異不顯著（P＞0．05）；鋅的牧草、鋅的日攝入量和血漿、被毛中鋅的含量各季節(jié)間變化趨勢一致，均為夏季＞秋季＞冬季，其中牧草中鋅的含量夏季顯著高于冬季（P＜0．05），血漿和被毛中鋅的含量為夏季顯著高于秋冬兩季，鋅的日攝入量為各季節(jié)間差異顯著；而肝臟中鋅的含量為秋季＞冬季＞夏季，且各季節(jié)間差異顯著（表6）。

2．2．6 硒元素季節(jié)動態(tài)變化 不同季節(jié)土壤硒的平均含量差異很大，夏季顯著高于秋冬兩季（P＜0．05）。牧草、糞和被毛中硒的含量以及硒的日攝入量變化趨勢相同，均為夏季＞秋季＞冬季，且各季節(jié)間差異顯著，血漿和肝臟中硒的含量變化趨勢一致，為夏季＞冬季＞秋季，且夏季顯著高于秋冬兩季（表7）。

表5 不同季節(jié)土壤－牧草－綿羊系統(tǒng)中錳元素的季節(jié)變化Table 5 Content of Mn in soil－forage－animal ecosystem in different seasons

表6 不同季節(jié)土壤－牧草－綿羊系統(tǒng)中鋅元素的季節(jié)變化Table 6 Content of Zn in soil－forage－animal ecosystem in different seasons

表7 不同季節(jié)土壤－牧草－綿羊系統(tǒng)中硒元素的季節(jié)變化Table 7 Content of Se in soil－forage－animal ecosystem in different seasons

3 討論

3．1 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中鐵元素的盈缺分析 土壤中鐵元素的含量變化很大，一般為1%～4%，有的則高達(dá)25%［12］。本研究得到的結(jié)果均在這個范圍內(nèi)，且各時期變化差異不顯著。

對放牧綿羊而言，牧草中鐵元素的適宜水平為25～30mg·kg－1［13］，NRC［14］和 SCA［15］的推薦值分別為30～50和40mg·kg－1。與以上推薦值相比，該地區(qū)牧草中的鐵元素的含量較高，在能滿足放牧綿羊需要的同時，可能存在鐵過量的問題。

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建議，35kg育成肥育羊鐵元素的需要量為54mg·d－1，本研究結(jié)果均遠(yuǎn)高于此標(biāo)準(zhǔn)，從消化吸收來看，夏季和秋季鐵元素的排出量大于食入量，這可能是與這兩個季節(jié)牧草中鈉元素缺乏而造成的食土有關(guān)［10］。健康綿羊血漿中鐵的濃度為1～2mg·L－1，肝臟中鐵的含量為122～1 918mg·kg－1［16］，被毛中約為50mg·kg－1［17］。本研究結(jié)果除冬季血漿中鐵元素的含量在正常范圍內(nèi)外，其余指標(biāo)均高于正常范圍。以上分析表明，鐵元素在該地區(qū)處于過量狀態(tài)。

3．2 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中銅元素的盈缺分析 土壤中銅元素的適宜水平為15～60 mg·kg－1［11］。本 研 究 結(jié) 果 為 11．58～12．50 mg·kg－1，處于缺乏狀態(tài)。

牧草干物質(zhì)中銅元素的適宜水平為6～12 mg·kg－1，3～5mg·kg－1為缺乏，20～40mg·kg－1為過多［11］，NRC的推薦值為7～11mg·kg－1［13］。本研究中，全年牧草中銅元素的含量均在正常范圍內(nèi)。牧草主要從土壤中獲取銅元素，雖然該地區(qū)土壤中銅的含量處于缺乏狀態(tài)，但牧草中的銅卻處于正常水平，這可能由于該地區(qū)牧草在長期的進(jìn)化過程中已經(jīng)適應(yīng)了這種低銅狀態(tài)，具體原因需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建議，35kg育成肥育羊銅元素的需要量為12mg·d－1，通過銅元素的攝入量來看，冬季低于此標(biāo)準(zhǔn)。從消化吸收來看，在秋冬兩季出現(xiàn)了負(fù)消化率，可能該地區(qū)牧草中含鈣量較高［10］，以致降低了銅元素的消化吸收。健康綿羊血漿銅濃度的正常范圍在0．7～1．3mg·L－1，低于0．5mg·L－1被認(rèn)為是缺乏狀態(tài)［16］；肝臟中銅含量在200mg·kg－1以上，通常被認(rèn)為正常，低于80 mg·kg－1時則可視為缺乏狀態(tài)［11］。本研究中，內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)放牧綿羊血漿中銅元素的濃度在冬季低于正常范圍；肝臟中銅含量冬季為77．25 mg·kg－1，低于80mg·kg－1，因?yàn)楦闻K是貯銅的主要器官，所以是評價銅營養(yǎng)狀況的敏感指標(biāo)。由此表明，在冬季該地區(qū)綿羊處于銅缺乏狀態(tài)。被毛中銅元素的含量受到的影響因素較多，變異數(shù)很大，一般認(rèn)為其平均水平約為25mg·kg－1［17］，本研究結(jié)果遠(yuǎn)低于此值。通過以上分析可以看出，該地區(qū)銅元素在冬季處于缺乏狀態(tài)。

3．3 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中鉬元素的盈缺分析 內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)土壤中鉬的含量季節(jié)性變化差異不顯著，夏秋冬三季的平均含量與我國正常土壤中鉬含量的水平（0．17mg·kg－1）［18］均較接近，表明該地區(qū)土壤中鉬的含量處于正常水平。

牧草中鉬的含量與NRC推薦的綿羊鉬的需要量0．5mg·kg－1相比［13］，只有夏季略低于此值，表明該地區(qū)牧草中鉬元素基本處于正常狀態(tài)。牧草中鉬含量過高會降低銅的吸收與利用，但當(dāng)銅與鉬比例為6∶1～10∶1時，鉬的濃度再高都不會引起畜禽的鉬中毒或銅缺乏［19］，本研究牧草中兩者濃度之比為10．25∶1～22．87∶1，均高于上述值，說明該地區(qū)的低銅并不是由高鉬所引起的繼發(fā)性缺銅。

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建議，35kg育成肥育羊鉬的需要量為0．68mg·d－1，本研究所得結(jié)果都在該值以上，說明該地區(qū)牧草中的鉬能夠滿足放牧綿羊的需要。健康綿羊血漿鉬的濃度為0．05～0．08mg·L－1［17，20］，肝 臟 中 鉬 的 含 量 為 2～4 mg·kg－1［21－22］。本研究中，綿羊血漿中鉬元素雖未被檢出，但肝臟中鉬的含量夏秋冬三季均處于正常范圍。綿羊被毛和奶中鉬的含量受鉬的食入量影響最大，可作為體內(nèi)鉬營養(yǎng)水平的評價指標(biāo)，健康綿羊被毛中鉬的正常濃度為0．16mg·kg－1［23］，本研究得出夏秋冬三季綿羊被毛中鉬濃度均接近此值。綜上分析可以看出，該地區(qū)鉬處于正常水平。

3．4 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中錳元素的盈缺分析 土壤中錳的適宜水平為400～3 000 mg·kg－1，400mg·kg－1以 下 為 缺 乏，3 000 mg·kg－1以上為過多［24］，本研究結(jié)果均處于適宜水平。

牧草中錳元素的適宜水平為20～60mg·kg－1，低于20mg·kg－1為缺乏，60～70mg·kg－1為過多［24］，NRC和SCA的推薦值分別為20～25和20～25 mg·kg－1［13－14］。與本研究結(jié)果相比較，該地區(qū)牧草中錳元素的含量較高，且季節(jié)間差異顯著。造成這種現(xiàn)象的原因除了與土壤中錳的含量、氣候、氣溫、降水量有關(guān)外，還可能與草地類型有關(guān)，即該地區(qū)某種優(yōu)勢植物對錳元素有較強(qiáng)的富集能力，使得該元素在牧草中的積累速率隨生物量的積累而逐步增加。本研究未單獨(dú)檢測某種牧草中的微量元素，因此具體原因還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建議，35kg育成肥育羊錳元素的需要量為27mg·d－1，本研究所得結(jié)果均高于該值；健康綿羊血漿中錳的濃度為0．04～0．05mg·L－1，肝 臟 中 錳 的 含 量 為 8～10 mg·kg－1［16］，本研究結(jié)果中兩項(xiàng)指標(biāo)均高于上述水平?？傮w分析表明，該地區(qū)錳元素處于較高水平，可能會影響到其他元素的正常吸收和代謝。

3．5 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中鋅元素的盈缺分析 土壤中鋅元素的適宜水平為30～70 mg·kg－1，30mg·kg－1以下為缺乏，可使家畜發(fā)生缺鋅癥，70mg·kg－1為過多［11］。本研究結(jié)果雖然都在正常范圍之內(nèi)，但卻均臨近正常值的下限。

牧草中鋅的適宜水平為20～60mg·kg－1，且當(dāng)糞中鋅的濃度為牧草中的4倍時，可滿足綿羊需要［11］，NRC的推薦值為20～33mg·kg－1［13］，本研究結(jié)果為23．65～31．47mg·kg－1，均在推薦范圍內(nèi)，但糞便與牧草中鋅濃度之比（1．77～2．40）卻低于4，表明該地區(qū)牧草中的鋅雖能滿足綿羊的正常需要，但也存在其利用率較低的可能。

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建議，35kg育成肥育羊鋅元素的需要量為34mg·d－1，本研究結(jié)果為冬季低于此標(biāo)準(zhǔn)。從消化吸收來看，秋冬兩季鋅的排除量均大于食入量，這可能與牧草中鈣和鐵的含量較高，降低了鋅的吸收有關(guān)。健康綿羊血漿中鋅的濃度為0．8～1．2mg·L－1，只有低于0．4mg·L－1才視為缺乏［25］，肝臟中鋅的含量一般為110～170 mg·kg－1，被毛中鋅的含量為80～120mg·kg－1［26］。本研究所測血漿、肝臟和被毛中的鋅元素的含量都在正常范圍之內(nèi)。通過上述分析得出，該地區(qū)土壤、牧草、血漿、肝臟和被毛中鋅的水平都在正常范圍之內(nèi)，但由于冬季采食量的降低，其食入量和需求量有一定差距，且受牧草中鈣和鐵的影響，秋冬兩季出現(xiàn)了負(fù)消化率，同時結(jié)合該地區(qū)綿羊冬季有脫毛癥狀，說明該地區(qū)可能處于繼發(fā)性缺鋅的營養(yǎng)環(huán)境，已處于亞臨床狀態(tài)，生產(chǎn)中應(yīng)予以補(bǔ)飼。

3．6 土壤－牧草－綿羊生態(tài)體系中硒元素的盈缺分析 一般認(rèn)為土壤中硒元素的含量在0．1～2．0mg·kg－1［27］，我國土壤的平均含硒量在0．1～0．3mg·kg－1［24］。本研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)土壤中硒元素的含量只有夏季在該范圍之內(nèi)，而秋冬兩季均低于此范圍。

牧草中硒元素的適宜水平為0．1～1．0mg·kg－1［24］，NRC的推薦值為0．1～0．2mg·kg－1［13］，SCA認(rèn)為，如果牧草中硒的水平為0．03～0．05mg·kg－1則處于臨界水平［14］。本研究表明，該地區(qū)秋季和冬季牧草中硒的水平均低于適宜水平，且冬季處于臨界范圍內(nèi)。

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建議，35kg育成肥育羊硒的需要量為0．2mg·d－1，本研究結(jié)果全年低于此標(biāo)準(zhǔn)。健康綿羊血漿含硒量應(yīng)為0．06～0．20 mg·L－1，低于0．04mg·L－1時產(chǎn)生缺硒狀態(tài)［24］，肝臟中硒元素的水平為 0．35mg·kg－1，0．17 mg·kg－1是臨界水平，而低于0．07mg·kg－1表示嚴(yán)重缺乏［28］。本研究結(jié)果顯示，血漿硒的濃度秋季低于正常水平；肝臟中硒的濃度秋冬兩季低于適宜水平，但均高于臨界水平。被毛中硒的含量是檢測體內(nèi)硒狀態(tài)的有效指標(biāo)，正常地區(qū)綿羊被毛中硒的含量為0．20mg·kg－1，缺硒地區(qū)為0．08mg·kg－1，富硒地區(qū)為2．20mg·kg－1［24，29］，本研究表明，秋冬季被毛硒含量均低于正常水平。通過上述分析，該地區(qū)硒處于缺乏狀態(tài)。

4 結(jié)論

通過對內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)短花針茅荒漠草地放牧系統(tǒng)中6種微量元素的調(diào)查分析表明，該地區(qū)為高鐵、高錳、低硒的生態(tài)環(huán)境，同時銅和鋅元素處于季節(jié)性缺乏狀態(tài)。因此，建議全年以適當(dāng)形式補(bǔ)硒，冬季補(bǔ)飼含銅和鋅的復(fù)合微量元素制劑，同時建議冬春季節(jié)應(yīng)予適當(dāng)?shù)哪芰亢偷鞍踪|(zhì)補(bǔ)充，以進(jìn)一步提高該地區(qū)放牧綿羊的生產(chǎn)水平。

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