第七章
矿物质营养
第一节 矿物元素概述
内 容
第三节 日粮酸碱平衡与有机微量元素
第二节 矿物质营养价值评定
一、矿物质元素的分类
1,按含量、功能分类(见下图)
第一节 矿物元素概述
动物体内矿物元素含量约有 4%,其中
5/6存在于骨骼和牙齿中,其余 1/6分布于
身体的各个部位。体内的矿物元素主要起
营养调节作用。
动物体组织中含有的 45种不同数量和浓度的
化学元素,其中有 26种被证明是动物必需的,据
含量将矿物元素分为二类:
常量矿物元素 ( >100mg/kg活重),Ca,P,K、
Na,Cl,Mg,S共 7种。
微量矿物元素 ( <100mg/kg活重),Fe,Cu、
Zn,Mn,I,Se,Co,Mo,Cr,F,Sn,V、
Si,Ni,As,共 15种。
关于必需矿物元素
要证明矿物元素的必需性需通过动物试验,
用一种 纯合日粮 添加或去除某元素后,观察
动物的反应。
一般认为必需元素应具备下列六个条件:
关于必需矿物元素
作为必需元素的条件
1.在动物体内各个组织中均存在;
2.每个动物体内存在的浓度大致相同 ;
3.若从体内撤去该元素,各类动物均产生生理上或
结构上的异常症状,而且这种症状可以多次重复再
现;
4.再添加这种元素后即可消除撤去后的发生
的异常症状;
5.与体内一定的生物化学变化和缺乏症状相
关;
6.有措施防止缺乏或治疗,防止缺乏或治疗
后上述生物化学异常现象不再发生。
作为必需元素的条件
合成日粮 -----日粮原料(或养分)来自非天然
饲料的人工合成原料,用以测定特定营养素的
需要。
可分为纯合日粮和半纯合日粮。
纯合日粮 --日粮所有的原料(或养分)都来
自非天然的人工合成原料。
半纯合日粮 --有一部分原料(或养分)来自
天然原料。
2.按在体内分布分类
① 亲骨元素,Ca,P,F,Mg,Pb等
②在网状内皮组织分布的,Fe,Cu、
Mn,Ni,Co等
③均匀分布 /无特异分布元素,电解质
元素 K,Na,Cl,S
二、矿物元素的营养生理功能
1.构成体组织; 5/6存在于骨骼和牙齿中, Ca,P是
骨和牙齿的主要成分, Mg,F,Si也参与骨, 牙
的构成;
2.是调解酶活性的必要因子 ( 作为酶的成分或激活
剂 ) Zn,Mn,Cu,Se
3,调节细胞代谢, Ca,K,Na等与细胞兴奋性有

4,调节激素分泌及其功能,碘矿物元素可直接作
为激素的组成部分
矿物元素可与激素形成稳定的络合关系,完善
分子构型,延长作用时间,在激素的靶器官上参与
酶系统的形成。
二、矿物元素的营养生理功能
5,调节酸碱平衡
6,控制体内一定的渗透压 (淋巴,血液,体液
正常的渗透压)
7,影响其它营养物质的溶解度
血液中的食盐可以提高 Ca3(PO4)2的溶解度,
体内一定浓度的盐有助于蛋白质的溶解,胃液中
的 HCl可以溶解饲料中的矿物质
二、矿物元素的营养生理功能
矿物元素具有两面性:营养作用与毒害作用,
取决于剂量。
( 1)缺乏到一定低限后,出现临床症状或亚临
床症状;
( 2)生理衡稳区,其低限为最低需要量,高限
为最大耐受量;
( 3)超过最大耐受量出现中毒症状。
三、矿物元素的营养特点
剂量 —— 反应曲线
四、动物体内矿物元素变化规律 及其 影响因素
(一)规律:
1.用无脂空体重表示,各种动物体内各元素含量
相近
2.电解质元素从胚胎到发育成熟, 不阶段含量稳
定 。
3.不同组织元素含量因功能不同而异, 主要集中
在肝, 血, 肌肉, 骨髓
(二)影响因素
1,年龄,
成年动物 Ca,P,K,Mg,Zn,Mn>新生
Na,Cl,Mo,Fe,Cu,I 随年龄增长而下降
Co变化不大
2.品种, 不同品种 K,Na,Cu不同
3.季节, 主要影响放牧家畜
4.生理状态, 健康 >疾病状态
五、矿物元素缺乏症
元素 生长停滞 食欲减退 皮毛劣质 骨质脆弱 下痢 繁殖障碍 死胎 弱胎
Ca √ √ √ √ 一 一 一
P √ √ 一 √ 一 一 一
K √ √ √ 一 一 一 一
Na √ √ √ 一 一 一 一
Mg √ √ √ √ 一 一 一
Mn 一 一 一 √ 一 √ 一
I √ √ √ 一 一 √ √
Fe √ √ √ 一 一 √ √
Cu √ 一 √ √ √ √ 一
Zn √ √ √ √ 一 一 一
Se √ √ 一 一 √ √ 一
(一) 矿物元素一般缺乏症
(二) 特殊缺乏症:
Ca,P 佝偻病 (幼畜 ); 成年:骨质疏松、骨软化;
奶牛:产褥热。
Mg 放牧高产奶牛, 青草痉挛, 。
Fe 贫血 。
Zn 皮肤不完全角质化 ( 皮猴, 皮粗, 皮炎 ) 。
Cu 贫血, 骨折, 骨畸形 。
Mn 鸡:滑腱症, 胫骨短粗 (现代鸡培育新概念:
胫骨越长, 生产性能越高 ),关节肿大 。
Se 肝坏死、肌肉 不良(苍白)、桑甚心、
白肌病。
I 甲状腺肿大。
(二) 特殊缺乏症:
六、矿物元素间的相互关系
矿物元素本身不稳定,易与其它善与法生相互
作用。
1、从消化道水平上促进吸收。
2,从体内细胞代谢水平也相互促进 。
Ca P 间 Na Cl 间 Zn Mo 间 Cu Fe 间
(一)、协同作用:
(二)拮抗作用
化学结构类似 有双向和单向拮抗
1,单向,一种元素对另一种元素的抑制作用
2,双向,两种元素相互间有抑制作用
高 Ca引起 Zn Mn 缺乏
P Mg Zn与 Cu 之间相互拮抗
K对 Zn K对 Mn Ca对 Fe Co对 Fe 有
拮抗作用
3,拮抗关系对动物来说在一定程度上是有保护作用的, 但
就营养而言, 造成了养分的损失与浪费
七、矿物元素的需要与供应
与动物种类、生理阶段、生产水平有关。
1.需要
矿物元素中毒症状及其互作
元素 过量引起缺乏的元素 中毒症
Ca Zn 皮肤不完全角质化
Cu Fe,Se 黄疸, 水肿
Fe Se,P 佝偻病, 肌肉营养不良
Na K 高血压
Zn Cu 关骨炎, 胃炎
As Se 红斑, 共济失调
Cr Fe,Zn 贫血, 皮炎
Co Fe 贫血
F Ca,P 牙釉发育不全, 骨肥厚
Pb Fe 共济失调, 贫血
Hg Se 共济失调, 多尿症
Al P 佝偻病
元素 牛 绵羊 猪 家禽
Fe 40~ 60/100 3~ 40/500 50~ 120/3000 40~ 80/1000
Cu 5~ 15/100 5~ 6/150 10~ 15/250 3~ 8/300
Mn 40~ 100/1000 30~ 40/1000 30~ 50/400 40~ 60/1000
Zn 50~ 100/400 50~ 60/300 50~ 80/1000 50~ 60/1000
Co 0.1~ 0.2/30 0.1~ 0.2/50 0.1/50 0.1/50
Mo 0.5~ 1.0/6 0.5~ 1.0/10 <1/20 <1/20
I 0.2~ 0.5/20 0.2~ 0.4/50 0.1~ 0.2/400 0.3~ 0.4/300
Se 0.1~ 0.2/3 0.1~ 0.2/3 0.1~ 0.2/4 0.1~ 0.2/4
微量元素的需要量与最大安全量 ( mg/kg,DM)
实践意义,
① 此表仅起指导作用, 与真实需要差异较大
② 由于最低需要量与安全量间差距极大, 是导致
微量元素配方设计混乱的原因 ( 营养工作者应确定动物最佳
需要量, 降低浪费和对环境的污染 )
③ 不同动物不同生理阶段矿物元素需要不同, 所
以通用矿物元素添加剂配方是不科学的 。
④ 饲料中微量元素含量受多种因素影响, 所以在
设计配方时应考虑背景值 ( 基础日粮, 地区性 )
⑤ 选择微量元素添加剂原料时需综合考虑原料成本,生物学
效价,更应注意其生物学指标。
⑥各种微量元素对不同动物作用不尽相同,不能扩展使用。
ZnO 仔猪断奶后 2周以内加 3000-4000mg/kg 效果较
好 。
Cu 家禽需要 3-8ppm 高 Cu可降低蛋中胆固醇含量,
但过高降低产蛋率
⑦ 配制微量元素添加剂时应兼顾防止产品和环境污染 。
⑧ 微量元素间有一定的比例关系, 设计配方时, 注意保持
其适合的比例关系 。
⑨ 平衡日粮中矿物元素的比例可以提高日粮养分的利用率,
但不能代替 Pr,EE,能量因此只有在日粮基本养分充分满足
的前提下才能最大发挥矿物元素的生物学功能;
⑩超量添加微量元素已成为事实,原因如下:
A 营养标准偏低 。
B 微量元素与防病, 保健有关, 生产中可能过于强
调这方面的功能 。
C 基础日粮中微量元素含量参差不齐, 而将营养标
准的规定当作添加量, 基础日粮含量作为谷量 。
D 需要量与中毒剂量差距太大。
常用植物饲料 Ca不足,P过量,Na不足,K过
量,Cl不足,Mg过量。
微量元素与地区性有关。
动物性饲料通常能满足元素需要,或比例适量。
矿物性饲料只能供给某一种或少数几种元素需
要。
2.供应
体表、尿、汗液 产品(奶、蛋等)
器官
软组织消化道
肌肉、骨骼
血液
八、矿物元素的代谢
矿物元素代谢途径
矿物元素在体内以离子形式吸收,主要吸收部位
是 小肠和前段大肠, 反刍动物瘤胃 可吸收一部分。
矿物元素排出方式随动物种类和饲料组成而异,
反刍动物通过粪排出 Ca,P,而单胃动物通过尿
排出 Ca,P。
动物生产也是排泄矿物元素主要途径。
八、矿物元素的代谢
一、营养价值评定指标
第二节 矿物元素营养价值的评定
三、鸡饲料 Ca,P利用
二、猪饲料 Ca,P利用
设两组日粮 日粮 1 含 Cu 5mg/kg
日粮 2 含 Cu 10mg/kg
10天后宰杀, 测定肝脏 Cu含量
1.净利用率
× 100%
一、营养价值评定指标
其值可能 〉 100%
3,净吸收率
2,相对利用率
一、营养价值评定指标
1,常用的 Ca,P饲有石粉(含 Ca 35~ 38%),骨粉 ( Ca21%、
P11%)、贝克粉 Ca 32%,CaHPO4(Ca 23% P18%)。
2.植物性饲料中 2/3 P 以植酸磷的形势存在, 对单胃动物
其生物学效价只有 30%左右 ( 鸡 10%~ 20%,猪 25%~ 40%) 动
物性饲料中的 P全部为有效 P。
3.一般要求饲料中 Ca:P(总 P)=1~ 1.25:1,Ca,P(有
效 )=2~ 3,1,要注意保证日粮 Ca,P的相对比例和绝对含量。
二、猪饲料 Ca, P 利用
4,VD可以促进 Ca,P地吸收,但过高的 VD
水平会动员骨骼 Ca的释放
5.动物骨骼生长所需的 Ca P〉 生长肥育的需
要 ( 种猪 观赏用 >肥育 ) 猪的基因型与 Ca P 需
要量无关
6.谷物饲料(尤其是麦麸)中植酸酶含量较
高,活性也较高,可以分解其他饲料中得植酸磷
所以有人提倡在猪食日粮中加大麸皮用量。
二、猪饲料 Ca, P 利用
7.添加植酸酶可以提高植酸 P的利用率 → 称
环保型饲料
生长肥育猪日粮中适量添加麸皮可以代替
部分微生物植酸酶或 CaHPO4(无机 P)
二、猪饲料 Ca, P 利用
1.Ca,P 主要与蛋壳质量有关(传染性疾病也与
此有关)
一只鸡每年由鸡蛋排出的 Ca大约为 680g(每
一枚蛋含钙 2.2g),约是其体内存贮 Ca的 30倍
2,鸡每天需要 Ca3.5g,有效 P 400mg;
我国蛋鸡, 种鸡总 P需要为 0.6%,Ca 3-4%,
Ca:P=5~ 6:1
三、蛋鸡饲料 Ca,P利用
3.据研究 0.3% AP 4.0% Ca可使蛋鸡获得最大产
蛋量和最佳蛋壳质量
4.高温季节 Ca P 浓度要比适温 冬季提高 10%
5.蛋鸡后备期 ( 后备蛋鸡 ) 重点是保证骨骼发
育, 日粮 Ca 0.8% P 0.6% 产蛋鸡 Ca大幅上升
Ca 3.5% P 0.6%
后备母鸡从低 Ca日粮向高 Ca 日粮过渡的最佳时
间尚未确立, 过早饲喂高 Ca日粮, 容易形成尿道
结石, 最早不能早于 14wks。
三、蛋鸡饲料 Ca,P利用
第三节 饲粮酸碱平衡及有机微量元素
一、饲粮酸碱平衡
二、有机微量元素
在纯水中形成导电溶液的物质。营养学中指
那些在代谢过程中稳定不便的阴阳离子。它们在
生理体液中与渗透压,酸碱平衡密切相关。
饲料中常见的阴阳离子如下:
1,电解质
一、日粮电解质平衡
电解质平衡即阴阳离子平衡 。
表示为各离子 mmol与其化合价 ( 电荷数 ) 乘积的
总和 ( mmol/L) (mmol/kg)
dEB(mmol/kg)=(K++Na++2Ca2++2Mg2+)
-(Cl-+2SO42-+H2PO4-+2HPO42-)
2,表示方法
一、日粮电解质平衡
肉鸡饲料粮中含分别为 0.18%,0.65% 和 0.20%,问其 dEB?
(1)将饲料中的分别转化为 1kg 饲料中的 mg 数 ( × 106)
除以原子量 mmol, 再乘以化合价
( Na+mmol/kg) = 0.18%× 106 ÷ 23.0× 1=78.3
( K+ mmol/kg) =0.65%× 106 ÷ 39.1× 1=166.4
(Cl- mmol/kg)=0.20%× 106 ÷ 35.5× 1=56.4
该饲料 dEB=78.3+166.4-56.4=188.3
(2)将 × 104÷ 原子量 × 化合价 → 转化系数, 直接用元素含量 ×
转化系数 → dEB
3,计算方法
电解质不平衡,动物体的内环境处于过酸
或过碱的状态,代谢过程不处于最佳状态,
养分主要用于调节而不是用于生产。
4.提出电解质平衡的原因
5,引起电解质不平衡的原因
( 1)大量使用 Lys· HCl
( 2)大量使用矿物质添加剂,较多
( 3)使用动物性饲料,食盐含量较高
一、日粮电解质平衡
( 1)影响营养物质的代谢 如影响营养的消化吸收
(猪的 dEB↑,养分 dg↑ 250 -400mmol/kg养分消化
率最高;影响 AA代谢( lys与 Arg之间的互作关系);
影响 N沉积效率
6,DEB不平衡的影响:
一、日粮电解质平衡
( 2) 影响动物健康
A 造成仔猪腹泻
B 鸡的抗应激能力 ↓ 肉鸡骨质 Ca化不良,
胫骨发育不良 ( 胫骨短粗病 )
C 奶牛易患产后瘫痪 /产褥热 ( 产乳热 )
( 3)影响动物生产性能 饲料 dEB不平衡,机体
处于过酸或过碱状态,大部分养分用于调节而不
是生产。
一、日粮电解质平衡
一般为了提高生产性能,提供使用阳离子
型日粮,可以使用离子添加剂调节日粮酸碱平衡值:
阳离子添加剂,KCl,KHCO3,CaCl2,MgSO4、
NaHCO3
阴离子添加剂,NH4Cl,(NH4) 2SO4
一、日粮电解质平衡
畜禽最适饲粮 dEB值
畜禽 最适 dEB(mmol/kg)
猪 250( 230~ 300)
鸡 250( 250~ 300)
干乳牛 -100 ~ -150
产奶牛 350-400
育肥牛 450-500
羔羊 500
?奶牛干奶期和分娩后短期内,日粮保持酸性(阴
离型)有利于预防产褥热,但生产后产奶量升高,
代谢率增高,体内环境趋于酸性,日粮应从酸性变
成碱性,随着泌乳期的推进,产奶量 ↓,代谢率 ↓,
日粮碱性应相应降低。
一、日粮电解质平衡
?只有在其它元素不缺乏 /不过量的情况下才能
体现电解质平衡对生长的促进作用,否则任何
一种元素的缺乏 /或过量都会抵消电解质平衡有
益影响,只有 dEB尽量接近最佳值时,日粮才能
发挥对动物的促生长作用。
一、日粮电解质平衡
饲养标准中的电解质平衡值
畜种 dEB(mmol/kg)
NRC(1994)蛋鸡 0.15 0.15 0.13 67
肉鸡 0-3w 0.3 0.2 0.2 108
3-6w 0.3 0.15 0.15 100
6-8w 0.3 0.12 0.12 95
NRC(1998)10-20kg 0.26 0.15 0.15 115
20-50kg 0.23 0.10 0.08 80
50-80kg 0.19 0.10 0.08 70
80-120kg 0.17 0.10 0.08 65
妊娠母猪 0.20 0.15 0.12 83
哺乳母猪 0.20 0.20 0.16 93
NRC(1988)泌乳牛 1.00 0.18 0.25 264
干奶牛 0.65 0.10 0.20 154
生长奶牛 0.65 0.10 0.20 154
K+ Na+ Cl-
① 具有良好的化学、生化稳定性、不易结块,
不破坏饲料中其他活性成分
② AA螯合物分子内电荷趋于中性, 在体内 pH环
境下溶解性好, 易释放金属离子, 吸收率比相应的
无机盐高 3倍以上 。
③ 在胃肠道环境内不竞争有限的有机配位体,
不干扰其它养分吸收
④ 毒性小, 不宜受其它元素或不利因素的干扰,
控制
1.优点和原理
二、有机微量元素
⑤ 金属 AA螯合物可以供给 AA,用于体 Pr.合成 。
⑥ 对反刍动物, AA金属螯合物可以避免微量元素
对微生物的毒性并可促进 AA通过瘤胃 。
⑦ 可以 ↑ 机体免疫和抗应激能力 。
⑧ 可以完整的被吸收, 不分解为金属和 AA,可直
接进入目标组织 。
Zn-Met→ 蹄 Try-Co→ 心肺
二、有机微量元素
2,营养强化蛋奶的优点
① 微量元素活性高, 可以直接被人体吸收
② 分布相对均匀, 食后不易中毒
③对动物以 AA螯合物形式存在,对人体有促进分
泌和保健作用
二、有机微量元素
① 成本较高
② 对动物本身有害
③ 对环境有污染
3.营养强化蛋奶的缺点
二、有机微量元素
佝偻病 —— 猪
佝偻病 — 猪
佝偻病 —— 牛
佝偻病 — 牛
缺磷 — 异嗜癖