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繁殖育种
美国研究：微量元素需要更好的决策
Matt Faulkner 译者 孙忠军
微量元素的“节日派原则”已经过时。过量饲喂不但使牛场主的成本增加，而且对动物健康和生产表现有负面影响。微量元素在瘤胃功能和消化上有重要作用，还在牛蹄健康上有关键作用，确保生产表现和牛场的盈利能力。
而且，饲喂更稳定的特殊形式或有机微量元素能改善奶牛的健康和生产表现。但使用这些更稳定形式的微量元素的真正意义是饲喂较少的用量而不影响动物的健康和生产表现。
由于奶牛生产更加集约化和牧场变得更加高效，日粮中微量元素的平衡就愈发重要。过去，微量元素的配制常常被忽视，就像一个“节日派”，如果有一些是好的，那么就多多益善。
过量饲喂的代价很高
对奶牛过量饲喂微量元素的成本很高，如饲喂过量的铜（Cu），可能对奶牛的健康和生产表现都造成负面的影响。微量元素铜（Cu）、锌（Zn）和锰（Mn）将是本文的讨论重点，其与小肠内的蛋白结合，然后转运到功能性用途或进入奶牛体内的储备。
如果奶牛的微量元素过量，转运蛋白就会饱和，动物的生物体统就会向下调节合成这些转运载体的需要。一般原则，如果饲喂量过量，生物系统就会感知这种情况，降低转运/吸收效率，农民所花费的钱最终就随粪便回到了田地。
尽管过量饲喂Zn和Mn在财务上成本高昂，但这些元素很少会产生和Cu一样的毒性。奶牛将Cu储备在肝脏中。生物学上，当日粮中缺乏Cu或细胞功能需要额外的Cu，如遇到免疫挑战，储备的Cu就有其优势。动物可以动员肝脏中的Cu来满足细胞功能的需要。然而，如果肝脏储备的Cu严重过量，肝脏Cu的动员可能是致命的。
1993年《加拿大奶牛杂志》上发表了一篇病例研究，9头泌乳晚期的奶牛死亡，是由于铜中毒引起的。当对奶牛组织样品进行分析，肝脏的Cu浓度在1236～2179ppm（干物质基础）之间。该研究注意到过去两年该牛场泌乳牛和干奶牛的日粮Cu浓度分别为38ppm和23ppm。重要的一点是这些日粮水平是在NRC推荐的最大日粮耐受水平40ppm以下，而且毒性发作在过量饲喂的数月或数年之后，而不是几天或几周。
饲喂量不足也不合适
总的来说，饲喂量不足的影响不但代价很高而且很危险。Cu、Zn、Mn都在细胞功能上有重要作用。这些元素不说是能量代谢的几千种蛋白，至少是几百种蛋白的辅助因子，对动物的生长、繁殖和生产都非常重要。
更复杂的事情是，除了评估肝脏Cu浓度以外，没有绝对的方法可以测定这些元素在生物体内的状况。而且，拮抗剂如硫和铁在牛场的存在更加广泛，他们能降低这些微量元素的吸收。由于这些原因，饲喂量必须有一点过量，但这个量不但需要考虑牛场的成本，还要考虑动物的健康和产量。
瘤胃的吸收功能
根据NRC（2001），日粮中硫酸盐形式的Cu、Zn和Mn的吸收率分别为5%、20%和1%。这些元素的特殊形式或有机物一般在瘤胃中比硫酸盐稳定，不容易与阻碍其吸收的物质结合。俄亥俄州立大学的研究者发现，对泌乳牛补充有机形式的Cu、Zn和Mn，比在日粮中补充同样水平的硫酸盐形式的Cu、Zn和Mn，纤维的消化率更高。
另外，研究者还观察到，纤维来源（粗饲料纤维或工业副产品纤维）影响Cu的吸收率，取决于补充物（有机形式或硫酸盐）的来源。当对奶牛提供粗饲料为基础的日粮，有机形式Cu比硫酸铜的表观吸收率高。反之，如果日粮是以工业副产品为基础，有机铜的表观吸收率低于无机铜。在另一项研究中，宾州州立大学的研究者发现奶牛后备牛补充有机形式的微量元素，比补充硫酸盐形式的微量元素生成更多的挥发性脂肪酸。
这些发现的机理还不清楚。瘤胃微生物需要微量元素，但补充过量的微量元素对一些瘤胃微生物也是致命的。
所以，如果特殊形式或有机形式的微量元素在瘤胃中更加稳定，且对瘤胃微生物的毒性较小或瘤胃微生物的利用效率更高，就可以说这些来源的微量元素对瘤胃环境有影响。特殊形式或有机形式的微量元素还能改善瘤胃的表现，以及粗饲料为基础的日粮中较硫酸盐形式有较好的表观吸收率。
对牛蹄健康也很重要
已经清楚地认识到碘、生物素和Zn对奶牛的牛蹄健康有好处。长期流行的理论是这些微量元素对免疫力和牛蹄内组织的角质化有益。除了这些影响，俄亥俄州立大学和伊利诺伊斯大学的研究者发现改善牛蹄健康的另外一种机制，这些作用受微量元素来源的影响。
俄亥俄州立大学的研究者观察到泌乳奶牛饲喂甘氨酸锌和硫酸盐形式的Cu和Mn，与饲喂单纯甘氨酸或硫酸盐形式的Cu、Zn和Mn相比，粪便中密螺旋菌的数量相对较少。密螺旋菌是螺旋状的一种细菌，主要感染软组织，与奶牛趾间皮炎的发生有关。
理论上，因为这些细菌会被牛蹄携带到任何地方，减少粪便中这些细菌的数量，应该对牛蹄健康有益。然而，不论减少的排泄物中的细菌数量是否意味着细菌感染的减少，或与单纯有机或无机形式的补充源比较，为什么混合补充能减少细菌在排泄物中的数量，其机理尚不清楚。
同样的研究中，伊利诺伊斯大学的研究者发现泌乳奶牛饲喂氨基酸螯合的Cu、Zn和Mn和葡萄糖酸钴与硫酸盐形式的来源比较，蹄踵腐烂的病例减少。饲喂有机微量元素能使蹄踵腐烂减少与真皮组织再生有关的代谢旁路的改变、不同处理间抗氧化物和炎症反应的差异有关。
尽管这两个研究对评价微量元素来源对牛蹄健康影响的方法不同，但结果相似。发现一些或所有有机形式的微量元素能改善牛蹄健康。好处可能是源于细菌病原的排放减少或牛蹄内部的生物学功能改善，或两者兼而有之。
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