10 Oct 2017

植物吸收的微量元素对牲畜至关重要


与牲畜营养师相比,当一个植物营养学家要容易得多。植物生长只需要14种矿质元素,而牲畜的健康生长则需要23种。当然,随着时间的延长和研究的深入,将会发现更多其它微量矿质元素,植物和动物的必需元素养分名单会不断增长。

肉用牛在靠近不列颠哥伦比亚省的范德胡夫吃草


仅考虑矿质元素,植物需要氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、氯、铜、铁、锰、锌、钼和镍。无可否认,有证据表明某些植物种类同样需要钠、硅和钴,但是这些元素被认为是有益而并非必需。

其它非植物必需但却是牲畜必需的元素包括:铬、钴、氟、碘、硒、硅、钠、锡和钒。当一种矿质元素的需求量非常少,对于植物来说称为微量元素,对牲畜来说称为痕量元素,但这仅仅是讨论植物和牲畜营养在术语上的差别而已。

值得一提的是除了矿质养分,植物和牲畜都需要从环境空气和水分中摄取碳、氢和氧。植物以及一些情况下牲畜瘤胃和肠道中的微生物,同样也会合成牲畜绝对需要的必需化合物如蛋白质或维他命。牲畜自身不能制造这些物质,只有通过食品或它们胃里微生物的帮助才能获得。

植物吸收矿质养分的地点主要发生在根部细胞膜。矿质元素通过根部的特殊孔隙进入植物体内。这些孔隙被比喻成微小的门或形状、大小不同的入口,特定的矿质离子只有通过特定的入口才能进入植物体内。植物具有复杂的生物化学调节系统来保证它们能吸收到充足但非毒害浓度的矿质养分。某些特定元素几乎会被调节在一个充足的范围内。例如,作物体内的钾浓度通常为2-3%。就牲畜所需要的痕量元素来说,通常只有少量溶解在土壤溶液中,被根系吸收的量即可。如果没有这种被动吸收,牲畜饲料就可能缺乏这些关键元素。

以钴(Co)为例研究痕量元素,是一个非常好的例子。尽管钴广泛分布在地壳中,但在一些岩石中的浓度很低。在新西兰中部北岛高原,澳大利亚东海岸的部分地区,苏格兰,肯尼亚,英格兰和美国的弗罗里达地区,马萨诸塞州、新罕布什尔州、密西根北部和威斯康星州,牧草地土壤的含钴量都可能很低。土壤缺钴通常是几种因素的综合结果,包括土壤母质中的天然Co浓度很低、土壤质地粗、降雨量大以及有机质含量低。饲草种类组成也是另一个影响因素,因为阔叶饲草能从土壤中吸收更多的Co,并储存在组织中。因此,如果一个草场主要是草本饲草,牲畜就更容易出现缺Co;但如果草场含有豆科类阔叶饲草,动物的Co营养就会得到改善。甚至如果草场中有灌丛存在,牲畜食用少许也会摄取充足的Co。

动物营养学家运用的主要诊断工具就是分析饲料和草场饲草的痕量元素浓度。
一个饲草含Co 量为0.1mg/kg时认为是Co充足,<0.05mg/kg为缺乏。在不同牲畜种类中,反刍食草动物对Co的需求量非常大,因为要在牲畜瘤胃中产生VB12,牲畜需要它消化饲草中的纤维素和木质素。

牲畜从作物和饲草中获取痕量元素Co的许多原理同样也适用于牲畜的很多其它痕量元素,尽管它们不必一定是植物养分。但是,作物和饲草被动吸收入的养分通常能对牲畜健康提供充足的营养。动物营养学家运用的主要诊断工具就是分析饲料和草场饲草的痕量元素浓度。在大多数情况下,缺乏某些痕量元素的牲畜会食用人为添加矿质养分的饲料来校正。在一些情况下,在种植作物和饲草的土壤中施用或叶面喷施痕量元素可以成功纠正牲畜痕量元素的不足。

表1 施Co肥后第一收获季饲草中Co含量(mg/kg) Hurry Road, Prince Edward Island 1988.

饲草类型对比土壤施

150 g Co/ha

叶面施

30 g Co/ha

标准差

(n = 4)

苜蓿0.030.09*0.09*0.02
猫尾草0.010.020.140.02
*代表反刍食草动物Co含量充足

资料来源: Gupta, U.C. 1992. Can. J. Soil Sci. 73:1-7.

By Dr. Tom Jensen. Plant Nutrition Today, 2016-17 Issue 4, No. 6


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