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硒钻在"土-草-饲-畜链”(SPFAC丿 中对草畜生长与营养的调控

发布时间:2023-03-15 10:23
自从1817年瑞典化学家Berzelius在生产硫酸的尾矿中发现了硒以后,人们开始发现硒 (Se)是地球上的一种稀少的元素,在地壳中呈分散分布状态,常与天然硫共生,主要以重 金属的硒化物存在[1,2],它的化学性质介于金属和非金属之间,是非常好的一种典型的光敏半 导体材料,也是非常好的工业原料,所以硒发现后相当长时间一直是做为工业原材料来进行 研究和应用的[3,4] 。自从1915年科学家首次发现硒对人和动物的肿瘤有抑制作用后,人们开 始把注意目标投向硒在生物方面的应用上来[5]。因为在硒发现后的相当长时间内,硒一直被认 为是一种毒性元素,那是因为家畜吃了富硒土壤中生长的饲料会引起慢性的“硒毒病”(万春 云等,2004) [6]。直到Eeggert等(1957)报道了缺硒的猪会发生肝坏死,心肌和骨骼肌变性 和Patterson等(1957) [7]发现硒可以预防鸡渗出性素质疾病以及Schwarz等(1958) [8]等发现 发现硒可以防止维生素E缺乏性肝坏死以后,确立了硒是动物必需的微量元素的重要地位。 从 1974 年开始,美国食品和药品局允许在动物的饲料中补充硒,以满足动物对硒的需要,同 时进一步确定了硒为动物饲料中必需的 7种微量元素之一,也成为人所必需的 14种微量元素 之一。
据文贵辉等(2000)[5]报道,我国有 71.6 %的县饲料缺硒,从黑龙江到云南有一条缺硒 带,东南沿海也存在缺硒区,我国每年因缺硒死亡的犊牛、羔羊、仔猪、雏鸡等经济损失约 3000万元以上,通过日粮补硒,现已是包括中国在内的很多国家养殖业的常规措施。到1960 年,硒成为生命科学的研究重点(杨志强,1998)[1]。最近几年来有关硒研究的内容越来越宽, 研究水平也越来越高,目前硒已被广泛应用于玻璃工业、冶金工业、电子工业、国防工业、 化工、医学和农业等方面[3]。
钴是1735年瑞典科学家布朗特在煅烧钴矿时得到的一种新元素,几个世纪以来,蓝色的 钴盐一直赋予瓷器以及珐琅精美的色彩。钴的合金可以用来制造喷气飞机的推进器和其它在 高温下运转的装置。它的放射性同位素则可用来治疗癌症。其它化合物可用作催化剂。60Co 是一种放射源,可以代替 X 射线和镭用以检查物体内部的结构,探测物体内部存在的裂缝和 异物。早在1926年即知道恶性贫血可喂饲生肝来治疗,推测其中含有动物生长所必需的未知 因子,称为动物蛋白因子(amimal protein fator, APF)。至1948 年, APF才被分离而定名为维 生素B12,有维生素B12活性的化合物具有复杂的化学构造,最重要且最着名的是含有钻的氰 钻(cyanocobalamin)。其后发现世界上许多地区的动物因饲料中缺乏钻,而导致动物,尤其是 反刍动物恶性贫血(A),所以虽然钻在动植物体内含量很少,但也是必需的微量元素之一(张 子仪,1990)[9]。
目前,国内外就硒和钴在动、植物方面的研究和应用情况,归纳起来有5个方面:
1.1硒、钴在土壤中的含量与有效性
我国对硒的研究比较晚,自从上世纪 80 年代在东北证实了动物克山病、大骨节病与地 方性缺硒有关之后,硒状况受到我国政府的关注(张子仪,2000)[9],经过接连对我国 1094 个县市(约占全国一半)的土壤样品的硒含量进行了测定,结果显示:中国是个缺硒的国家。 达到国际公布的正常临界值0.1 mg/kg 的县只有1/3[1、10]即我国2/3地区属缺硒地区,其中含 量<0.02 mg/kg的占29 %,为严重缺硒地区(杨志强,1990) [1]。造成我国缺硒的原因主要 有以下 2 点: 1)环境缺硒 特别是土壤环境缺硒,导致低硒植物的产生,也造成低硒水 平食物链,从而引发人和动物缺硒的疾病[11] 。2)环境污染 由于工业污染、特别是酸雨 等原因,导致大量的二氧化硫与硒化合物反应,形成不利于植物吸收的元素硒[12],外加某些 现代化种植方式,使食品链中硒在不断下降,造成人畜缺硒[13]。 另外,我国土壤学者对硒 的存在形式与有效性也进行了细致的研究,据报道,土壤中硒的存在形态与土壤pH和有机 质含量密切相关,土壤中硒主要以有机物-硫化物结合态及元素态存在[13]占总硒含量的 43 %〜60 %,其次是残渣态,占23 %〜43 %,而其余三种形态之和仅占12 %〜21 %[14]„可 溶态、可交换态及碳酸盐结合态硒对作物最有效,土壤有效硒的NaHCOs和KH2PO4浸提法 都可以用作判断土壤对作物供硒能力的指标[14,15]。
土壤中全钻含量范围变动很大,从0.05mg/kg (俄罗斯的灰壤)到300mg/kg (中非的变 性土),平均含量约10~15mg/kg[16]。但世界上绝大部分土壤的钻含量在2〜40mg/kg或1〜 40mg/kg[17]。据国家环境保护局(1990)介绍,我国土壤全钻含量从0.01 mg/kg到93.9 mg/kg, 平均含量为12.7 mg/kg [18]。就我国土壤的全钻含量而言,只是表现为局部缺乏,但土壤中 钻的有效性差异很大。其有效性差异受诸多因素的影响,如成土母质、pH值、土壤环境等。
(1)成土母质是最主要的因素(樊文华 池宝亮,1999) [19]。一般来说,变质砾岩〉石英 >砂岩〉花岗片麻岩;在蛇纹石上发育的土壤比其它矿物上土壤的钻含量都高,因而其上生 长的植物含硒量也大大超过一般含量。(2) 土壤中钻的含量和有效性与pH值也有关。在接 近中性或微碱性或高度石灰质土壤,含钻量较高;过度淋溶的土壤、由酸性火山岩形成的土 壤,全钻含量较低,含量一般低于5 mg/kg的土壤(联合国粮农组织.粮农组织,1988)。(3) 少量含钻矿物常与含镍矿物相伴出现,也有与含Mn矿物钠水锰矿和磷锂锰矿有关。土壤中 的钻似乎与母岩中的含镁矿物也有关系[16] (4)钻主要以专性吸附交换态或粘粒-有机质复合 体的形式保存于土壤中,钻以这些形式被保持得很牢。和Cu2+—样,钻在土壤溶液中含量很 低。(5)在土壤中钻和Fe、Mn、锌等重金属元素一样,极易形成螯合物,钻能干扰其它一 些重金属元素的吸收和作用方式。过量钻会造成类似缺Fe和缺Mn的症状[20]。(6)结晶氧 化锰矿物的存在也是影响钻有效性的因素之一。这些矿物对重金属元素,特别是钻吸附力极 强,它们能把土壤中的钻全部吸附并固定施入土壤中的钻,造成作物缺钻[21]。
1.2硒和钻的营养学研究
1.2.1硒钴植物营养学研究
1.2.1.1硒的植物营养学方面的研究
在硒被发现以后的相当长一段时间内,人们认为硒在生物界是个污染和毒性元素,并开 展硒的动物学营养研究。但自从1959年Oldfield证明动物的白肌病是因为缺硒饲料导致以后, 人们便开始了硒的植物营养学研究。
1932年,在植物中检测出了硒[22],1985年,Drotar等在高等植物的组织培养细胞中检 测到谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性。1988 年, Chen发现植物中含硒tRNA[23] ; Yokota 等[24]证明硒是低CO2(340gl.LT)条件下生长的衣藻的GSH-Px诱导剂。1990年,Stadtman 发现在海洋硅藻中存在GSH-Px。1993年,薛泰麟等[25]在大豆、油菜、小麦、玉米等高等 植物的叶片或萌发的种子中均检测到了 GSH-Px活性。同年,Saben等[26]在芦荟属植物中发 现GSH-Px。1994年,黄开勋采用75Se示踪技术在大麦苗中检测到Se-tRNA的存在。1996 年,Neuhierl和Bock [27]在聚积硒的黄芪属培养细胞中发现硒代半胱氨酸甲基转移酶。以上 的迹象表明,硒很可能是高等植物生长所必需的营养元素。
(1)植物对硒的吸收、运输与硒在植物体内的存在形态
植物中硒含量的变幅非常大,因植物种类而异,从几个gg/g到几千gg/go 一般植物的正 常硒含量很小,约为0.05〜1.5 gg/g。如海洋植物含硒约0.8 gg/g,陆地植物含硒0.2 gg/g t2^。 维管植物中,木质裸子植物含硒0.026gg/g,木质种子植物含硒0.029 gg/g,草本植物0.001〜 0.5 gg/g,甘蓝0.13 gg/g。而富硒植物含硒则可达几千gg/g。根据不同植物积累硒的能力不 同,可把植物分为聚硒植物、非聚硒植物和富硫并富硒的植物3种。聚硒植物可作为硒指示 植物,按其富集硒的能力区分为原生硒积聚植物,如黄芪属(Astragalus)植物,硒含量为1000〜 10000 gg/g;次生硒积聚植物,如紫箢属(Aster),硒含量很少超过几百gg/g。而非聚硒植物 对硒的蓄积在很大程度上和植物生长周期的长短有关。绝大部分生长周期较短的蔬菜、粮食 作物、草类和水果对硒的富集作用很弱,含量在0.03 gg/g以下。农作物中积累硒的能力由强 及弱依次为十字花科、黑麦类、豆类、谷类。在谷类作物中,小麦对硒的积聚最多。一般植 物叶片的硒含量从大到小为乔木、灌木、草本及裸子植物、被子植物、双子叶植物、单子叶 植物[29]。
植物对硒的蓄积程度和植物的成熟程度有关,硒含量往往随谷物的成熟而降低。一般农 作物不同部分硒含量分布的规律由多到少为根、茎叶、果实。李书鼎和张少兰[30]用75Se标 记方法在大田实验中证明,75Se在小麦各器官中的分布由多到少为籽实、叶片、根、颖壳、 叶鞘、茎叶。水稻幼苗根吸收的75Se在顶叶分布较多,以下各叶依次减少,但根内积累较多。 施和平等[31]通过对番茄施硒发现开花结实期植株各部位的硒积累由强及弱为根、果实、花、 茎、叶。
植物吸收的硒来源于土壤和大气,土壤中硒是植物硒的主要来源。植物对土壤中硒的吸 收与植物种类、土壤硒含量、土壤质地、pH值、土壤氧化还原电位、土壤水份含量、盐度 等因素有关。Johnsson(1991) [32]发现硒吸收随粘土含量增加而下降,硒吸收在沙质中最高。 Haygarth等(1995) [33]发现土壤pH为6.0时,草类叶从土壤中吸收47 % Se;而pH为7.0 时,从土壤中吸收70 % Se。Tomokazu和Yoshiyuki (1996) [34]研究发现,硒在植物中的含 量随土壤灌溉水的 pH 值的减小而减少。小麦、胡萝卜、马铃薯中的硒含量随土壤 pH 值的 降低而下降。
不同形式的硒化合物,如硒酸盐、亚硒酸盐为植物根部不同的活性位点所吸收,根系吸 收运转Se6+和Se4+的机理不同。Arvy等认为,Se4+为被动吸收,不需要能量,其吸收速度和 积累率小于主动吸收。在转运过程中,Se4+先转化为Se6+及有机硒化合物,小部分运转到地 上部枝叶中去,大部分运转到根部[35]。这个转运过程往往需要根系呼吸能。培养液中的亚 硒酸盐在大麦和玉米中有80 %以上的硒转化为硒代氨基酸。Se6+为主动吸收,这种主动吸收 过程可被呼吸抑制剂(叠氮化物或二硝基苯酚)或低温所抑制oSe6+也可部分的在木质部被动地 运转。
硒能以低分子量化合物(包括游离Se)和高分子量化合物形式存在于生物体内。很多植物, 尤其是非积聚硒植物中,硒大都以硒代氨基酸形式被结合于蛋白质上。在黑麦草、小麦和苜 蓿中观察到硒对含硫氨基酸的广泛取代。其在植物体内的小分子形式有硒代氨基酸及其衍生 物,如硒代半胱氨酸(HSeC^CHNHzCOOH)、硒代胱氨酸[(SeC^CHN^COOH)?]、硒- 甲基硒代半胱氨酸(CH3SeCH2CHNH2COOH)等。硒代氨基酸形式在聚硒和非聚硒植物间有明 显差异,前者以硒-甲基硒代半胱氨酸为主,同时存在硒代高胱氨酸;后者则以硒蛋氨酸为主, 同时有含硒肽。在富硒和非富硒大蒜中都有硒半胱氨酸和硒甲基硒代半胱氨酸,当给大蒜施 无机硒肥时,部分硒半胱氨酸转化为硒甲基半胱氨酸。单质硒、二甲基硒醚和二甲基二硒醚 则是硒在植物中的代谢产物。以大分子形式存在的硒则包括硒蛋白、含硒核糖核酸、硒多糖 等。如蛋白质硒是茶叶中硒的主要成分,占80 %左右,其中DNA、RNA核蛋白硒分别占6.7 %和6.5 % [36]。而富硒大蒜中含有Se-RNA和硒多糖。徐辉碧等从富硒箬叶中提取出箬叶硒 多糖。谢申猛等[37]对不同硒水平地区大豆组分的研究证明,大豆中 42.6 %〜62.6 %的硒结 合于水溶性蛋白上,大豆蛋白是主要富集硒的组分,其总浓度富集倍数为 1.2〜2.3。其蛋白 的三组分硒分布存在地区差异,湖北恩施(富硒区)大豆蛋白中硒分布由多到少为大豆球蛋白 (11S)、B-聚球蛋白(7S)、乳清蛋白,而中硒、低硒地区硒分布由多到少为乳清蛋白、11S蛋 白、7S蛋白,硒含量的增加主要在11S蛋白和7S蛋白组分。吴应亮等[38]在恩施富硒植物 如烟叶、大豆、油菜籽中提取出硒蛋白,在黄芪、绞股蓝中提取出硒皂甙,在黄芪、魔芋和 螺旋藻中提取到硒多糖,在茶叶中提取到硒茶多酚。可见,植物中的有机硒形式是多种多样 的。
(2)硒与植物生长发育的关系
1)刺激植物生长,促进产量的提高;2)增强植物抗氧化作用,清除自由基,强化GSH-Px 系统(陆景陵,2003)[39]。3)调节叶绿素的合成 硒能够调节豆苗中卟啉的生物合成oMutanen 等[40]发现在黑暗条件下,硒能够抑制 5-氨基乙酰丙酸脱水酶和胆色素原脱氨酶的活性,导 致原卟啉-IX、Mg-原卟啉酯的积聚和叶绿素水平的下降。硒对叶绿素的合成起调节作用可能 与它和含巯基的两个酶作用有关。4)调节产量 Biacs 等[41]发现硒在低浓度时对胡萝卜有 益,而高浓度时则有毒害作用,施加810 kg/hm时,硒能显著提高胡萝卜根中的胡萝卜素含 量。在较低浓度(270 kg/hm)情况下,部分B-胡萝卜素转化为a-胡萝卜素。周文美用不同浓度 亚硒酸钠处理稻种,观察到浓度为0.1、1.0 gg/g的硒促进水稻生长,增加产量及籽粒中的硒 含量。1.0 gg/g的硒明显提高水稻苗期的根系活力和分蘖期、孕穗期的GSH-Px活性,籽粒 中的氮含量、硒含量也明显增高,空秕率大大降低。而硒浓度增至10gg/g时,水稻苗期生长 明显受到抑制,籽粒空秕率增高,产量降低,但对孕穗期GSH-Px活性有促进作用。谭周[42] 对硒与水稻种子活力、抗性与产量结构的关系进行了大面积多点施硒实验,发现在贫硒或缺 硒的水稻土壤中或叶面喷施微量硒,一般水稻单产可提高5 %〜8 %。硒能保护水稻细胞膜, 降低电解质外渗率,提高植物体内脯氨酸含量与束缚水含量,束缚水与自由水比值升高,水 稻的抗逆能力增强。施硒对改善水稻结实性状,提高结实率与千粒重有较好的效果,尤以提 高二次枝梗弱势颖花的结实率与一次枝梗的粒重更加显著。徐忠宝等对玉米植株叶面喷硒 后,谷粒硒含量提高,产量增加。鄂西卫生防疫部门将硒投放到油菜田中,油菜增产10 %〜 30 %o Wang等[43]在陕西大骨节病区施硒,发现小麦谷子粒重提高。黄开勋对大麦苗施硒, 浓度为0.1 gg/g有益于大麦苗的生长;浓度为2 gg/g,未表现出明显毒性。硒对植物生长的作 用符合一般必需营养元素对生物体反应的Bertrand生物剂量规律。当然,土壤缺硒不一定说 明植物缺硒,据司丽等(1999)[44]报道,在内蒙古地区,土壤硒含量水平一般在 0.2 mg/kg 以下,属于土壤缺硒范围,在牧草中,表现为禾本科牧草缺硒,其它所分析牧草不缺硒,所 以对大多数牧草产量影响不大。
5)改善品质虽然农作物品质主要决定于遗传因素,但硒能在一定程度上影响植物体 内某些有机化合物的水平,从而影响农作物的品质。Munshi和Mondy [45]发现在给马铃薯施 以1.5或2.5 gg/g的Na2SeO3后,其配糖碱和硝酸盐-N的含量显著降低。且施硒于马铃薯会 使其非蛋白质氮含量降低,蛋白质中的氨基酸含量升高而游离的氨基酸含量降低[46]。在克 山病,大骨节病病区施用亚硒酸钠后,小麦籽粒中多种氨基酸含量增加,其中胱氨酸含量增 加最多[23]。硒和吲哚-3-乙酸共施能增加棉叶中叶绿素a、b及类胡萝卜素的含量,单独施硒 能提高叶绿素含量。N、P、K肥中含硒和碘能提高葡萄的产量和果实的质量,肥料中含0.01 % Na2SeO3时,葡萄的糖含量提高0.4 %,可滴定酸度降低0.26 g/L。
(3)硒与其它元素间的关系
矿质营养元素对植物体各有其特殊作用,缺乏或过多会影响植物的生长发育。由于这些 营养元素之间在生理代谢上相互制约、相互依赖,某种元素缺乏或过量会引起整个营养元素 间的不平衡,从而导致植物生长受阻。
硒和硫有相似的化学性质,关于硒和硫的相互作用有大量报道。两者之间的关系体现为 既有拮抗作用,又有协同作用。Mikkelsen和Wan [47]通过大麦和水稻的水培试验发现,植株 体内的硒浓度随SO42-的加入而降低,即使是加入低量SO42-,水稻茎中Se浓度也几乎降低一 半。同时,他也观察到,在低硫营养液中,大麦和水稻茎的S浓度随培养液中Se浓度的提 高而显著提高。Andrew和Lin [48]发现硫酸盐存在时,植物中的硒蛋白及非蛋白硒组分减少。 Bell等发现非聚硒植物苜蓿和聚硒植物黄芪对SeO42-的吸收都随着营养液中的SO42-的增加而 下降,黄芪对硒的吸收受SO42-的影响比苜蓿要小。Bailey等[49]观察到不论硫酸盐浓度高或 低时,川蔓藻(Ruppia maritima)对硒蛋氨酸的吸收高于亚硒酸盐或硒酸盐,低浓度硫酸盐比高 浓度下吸收亚硒酸盐高。
一般来说,植物体内的蛋白质、氨基酸等可促进植物对硒的吸收。More等指出氮肥对牧 草硒含量的影响表现为硝酸铵无影响,硫酸铵下硒减少(可能与SO42-有关),硝酸钙则促进植 物对硒的吸收。Gupta等发现硝酸铵中掺入硒酸钠后,大麦和牧草中的硒含量比掺入亚硒酸 钠时多5-18倍,而以硝酸铵或尿素作亚硒酸钠的载体时植物对硒的吸收无区别。Singh在 小麦不同生长阶段土表追肥时发现,Ca(NO3)2中的Na2SeO3浓度增大能显著提高小麦中的硒 含量,提高小麦中硒水平的最有效的Ca(NO3)2中的硒浓度为30聘/g。年,Tveitnes等(1995) [50]也发现小麦中硒含量随硝酸钙中硒或氮磷钾肥的增多而增加。根部施含硒的氮磷钾肥对 小麦增硒同样有效。但SeO42-和SeO32-都抑制大麦对NO3-的吸收[51]。
关于硒和磷的关系有两种看法,一种认为施磷会增加植物对硒的吸收[52],另一种则完 全相反[53]。He等[54]的工作证实前者的结论。他们在盆栽实验中发现黑麦草在施磷情况下 硒吸收增加,外加硒肥,硒的吸收比在本土中更有效。磷促进植物对硒的吸收一般归结为两 个原因:(1)磷酸根离子和亚硒酸根离子与土壤竞争吸附时,磷代替了硒的吸附位置,硒 释放出利于植物对硒的吸收;(2)磷促使植物生长繁茂,根系生长旺盛,根系增大有利于 包括硒离子在内的养分离子的吸收。土壤施磷虽然提高植物对硒的利用率,但另一方面施磷 过多则会加快土壤硒的消耗,从长远来看这会加剧土壤的缺硒。
硒与其它营养元素关系的报道也有不少。Khattak等研究表明硒能增加苜蓿根和茎对Mo 的吸收。Wu和Huang [55]发现牧草施硒时植物组织中Ca和Fe的含量升高。他们还观察到 NaCl能增加植物对Se的吸收,而Se对Na+的吸收影响不大。Banuelos等则发现NaCl、CaCb 和B对芥子(Brassia juncea)吸收Se的影响很小。王永锐和陈平(1996) [56]发现硒和硅共施 能促进水稻对 32P 的吸收和积累,且叶片中可溶性蛋白含量上升。硅能抑制高浓度硒的毒害 作用,硒和硅共施时,水稻孕穗期、乳熟期及蜡熟期植株中C同化物在稻穗中的分布比例都 比单施硒的高。陈铬和刘更另等(1996) [57]研究发现,硒在生理浓度范围促进植物对P、K、 Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn和Mo的吸收,在硒中毒情况下则相反。
硒和重金属等污染元素之间多表现为拮抗关系。1981年,Cary [58]报道硒降低小麦和莴 苣对镉的吸收。Shanker等[59]在沙培实验中观察到,随着预先处理菜豆的亚硒酸盐或硒酸盐 浓度的增加,菜豆对镉的吸收明显下降,亚硒酸盐对镉的拮抗作用比硒酸盐更有效。但是, Landberg和Greger[60]则发现硒使豌豆属植物的镉含量增加,硒酸钠使其根的镉浓度增加300 %,亚硒酸钠使小麦茎中镉含量增加50 %。杜式华和于志洁[61]发现汞抑制小麦幼苗过氧化 氢酶活性,而硒能拮抗汞的毒性,以15 gg/g的效果较好。Shanker等[62]研究硒酸和亚硒酸 对番茄汞吸收和易位的影响时发现,随着培养基中亚硒酸和硒酸浓度(0.5〜6.0 mg/L)的增加, 根和果实中汞的吸收明显下降,而茎杆则显示出汞吸收的增加。硒可能与汞形成了 HgSe复 合物从而减轻植物整体的汞负担。硒可以抑制多种无机污染物对植物的损伤。
1.2.1.2 钴的植物营养学方面的研究
主要有以下 3 个方面:(1)在植物体内的重要作用的促进豆科牧草生物固氮,根瘤菌 等共生微生物、自生固氮菌和蓝绿藻的生长中必需有钻在维生素B12形成中起作用钻与卟啉 环结构中的氧原子生成复合体,为与B12辅酶中核苷酸相连接提供一个辅基,它叫做钻胺辅 酶。(2)钴具有刺激植物生长作用,主要是由于低浓度的钴可以抑制植物体内乙烯的生物 合成[39],促进茎、叶和胚芽鞘的伸长[63];(3)钴具有提高植物体内叶绿素含量和增强光合 能力的作用。施钴能改善棉花、菜豆和芥菜的生长、蒸腾和光合作用,使菜豆和偶芥菜的还 原活性和叶绿素含量提高,增加棉铃、减少落铃。施钴能提高叶片含水量和过氧化氢酶活性。
据我们前期查询和试验研究证明,硒和钻在在植物营养方面具有趋同性[64],在动物营养 方面具有协调性,硒还能增强牧草对硒的吸收,增强硒的生理功能,所以研究硒-钻在土-草- 畜链(soil -pasture -animal chain, SPAC )中的转运以及硒、钻配施对动植物代谢的调控意 义重大。
1.2.2硒钻动物营养学研究
1.2.2.1硒的动物营养学研究
硒存在于动物全身组织细胞中,以肾,肝,肌肉中含量较高,组织中的硒大部分以两种 形式存在,一种是硒蛋白中的硒半胱氨酸如谷胱甘肽过氧化物酶和硒蛋白-P,另一种是硒蛋 氨酸。前者是硒表现生物活性的形式,硒的吸收似乎不受调节,而且大部分研究表明硒的吸 收率较高,而且不受硒营养状态的影响。用任何方法进入体内的硒都通过粪、尿或呼吸排出 体外。各途径排泄的比例随摄入的硒量、动物的种类和饲料中其它矿物质的浓度而变化。当 饲料中含有大量硒时,主要排泄途径是经肺部排出具有挥发性的二甲基硒化合物。当饲料中 的含量维持在生理水平时,主要随尿排泄。饲料中蛋白质、氨基酸含量增加时,硒随呼吸道 的排泄量增加。反刍动物从粪中排出的硒比尿中多。硒在动物营养学方面中主要表现在添加 剂中的应用,防止细胞和亚细胞膜受到过氧化物的破坏。针对不同家畜的代谢特点,制定出 饲料中硒的推荐用量(阈值),解决饲料中硒的不足。自Schwarz和Folts (1957)岡报道无 机硒可以预防大白鼠肝脏坏死以来,有关硒的生理功能和在动物营养上重要性的研究已经取 得了许多成果。Rotruck等(1973) [65]报道,硒是动物体内谷胱甘肽过氧化物酶(GSHpx)的 组成成分,而GSHpx可以消除脂质过氧化物的毒性作用。另外,硒在鱼生理功能上的调节也 进行了研究,Cowey (1989)报道,硒的衍生物会影响虹鱒体内的糖反应过程中丙酮酸酶的活 性,Bell (1987) [66][向大西洋桂鱼饲料中添加0.94 mg/kg的硒酸钠,可促增重并维持血中维 生素E的含量。NRC (1998) [67]
总结了前人的实验认为,断奶子猪对日粮硒的需要量为0.3 mg/kg;生长肥育猪和母猪为 0.1mg/kg;蛋鸡对日粮硒的推荐量分别为0.10〜0.15 mg/kg;肉鸡对日粮硒的推荐量分别为0.15 mg/kg[68]c Hilto(1998)[69]认为虹鱒硒的需要量为 0.15〜0.28 mg/kg; Galtlin 和 Wilson (1984) [70]提出斑点交尾蛔的硒需要量为0.25 mg/kg; Burgster, G (2002)认为牛和羊等草食动物长 期摄入饲料中硒的含量低于0.12〜0.15 mg/kg,会出现NMD和WMD,它是一种横纹肌变性 的营养缺乏症,肌肉表面可见明显的白色条纹羔羊和犊牛最易发生,影响到肌肉生长。据陆 景陵(2003) [39]报道,为避免动物缺硒,饲料中含硒量最少应该达到0.1〜0.3 mg/kg,低于这 个水平,所有的牲畜,尤其是幼畜就会出现缺硒的症状,如白肌病、营养性肌肉萎缩或者生 殖系统失调硒在其它方面也有着重要作用,例如抗热应激,预防牛胎衣不下等。实验证明, 性成熟母牛维持子宫健康和防止胎衣不下也需要硒,于产前21 d注射50 mg硒和680 IU维生 素E或者从产前60 d起每头每日喂给1.0 mg硒可预防胎衣不下。微量元素缺乏对鼠肝细胞凋 亡影响的研究表明,硒缺乏可以引起鼠肝细胞凋亡。硒和维生素E联合作用可拮抗糖尿病等 致病因素引起的胰岛损害,具有重要的胰岛保护作用,并能提高血清胰岛素水平及其分泌储 备,降低血清糖胺含量。对微量元素锌,硒在软骨钙化影响的能谱分析表明,锌,硒在软骨 化骨早期有加快和促进钙化的作用。微量元素缺乏对鼠肝细胞凋亡影响的研究表明,硒缺乏 可以引起鼠肝细胞凋亡。硒可显著提高热暴露果蝇的存活率,提高机体热适应能力,其作用 机理可能与HSP70合成有关。缺硒可致甲状腺功能异常,因此,硒可能对动物的生长发育有 一定的作用。
硒的补充物主要有硒酸钠、亚硒酸钠。二者效果都很好,亚硒酸钠生物学效价高于硒酸 钠。有机硒(如蛋氨酸硒)效果更好⑺]高于二者,但由于生产和价格,目前未广泛应用。目 前广泛应用的是亚硒酸钠(Na2SeO3 )和硒酸钠(NazSeOq或Na2SeOf10 H2O)。而亚硒 酸钠应用最为广泛。亚硒酸钠(sodium selenite)为无色结晶性粉末,在500〜600 °C以下时 稳定,超过时慢慢氧化成硒酸钠。常见的补硒产品及机体利用率为:亚硒酸钠,100 %;硒酸 钠,89%;硒化钠,42%。无机硒毒性大,有致癌作用,一般用硒代蛋氨酸和强化硒酵母作补 硒剂,比无机硒吸收更好,硒的添加物为剧毒物质,需加强管理,贮存于阴冷通风处,空气 中含硒量不能超过0.1mg/m3 [72]。黄兴国等(2002) [73]认为,由于动物的需要量和中毒量相差 不大,生产和使用时应特别小心,不得添加超量。美国已批准在各种饲料中添加硒,但FAD作 了严格的规定:①必须以硒酸钠或亚酸钠的形式添加;②用量限制,不得超量添加;③在鸡、 鸭、猪(仔猪除外)、羊、肉牛、奶牛的饲料中必须以硒预混料的形式添加,这种预混料的 含硒量不得高于90.8 mg/Ib (即200 mg/kg);④凡生产硒混合饲料的工厂,每批产品需作 硒的分析,使每批含量均不得超过规定;⑤在标签中明确注明使用方法,并包括如下声明:“注 意所附用法,这种含硒的预混合料不可在饲料中提高用量”。饲料中以鱼粉,酵母粉中含硒较 高,草粉和叶粉次之。一般认为在动物日粮中含有0.1 mg/kg硒对动物有利,而5〜8 mg/kg 的含量对动物有害。硒对母猪的添加效果不错,可提高乳汁的质量,仔猪出生和断奶时体内 的硒存量多不饱和脂肪酸长期负荷能降低动物体内的抗氧化能力,而硒具有明显的保护作用 [74、75]。当饲喂多不饱和脂肪酸(鱼油,豆油)时,机体缺硒的状态会加重。在用硒弹补充硒 时,实验表明,硒弹留存于瘤胃中,其中的元素硒可以被绵羊吸收利用,并在较长的时间内 改善体内的缺硒状态,提高淋巴细胞转化率,促进体重增加。而用两种缓释网胃内硒添加物 的安全性和效力研究也表明,硒丸和硒弹作为硒缓释剂安全而有效。口服安全剂量的莫能菌 素能增强硒的毒性作用,如提高死亡率,加强病理组织变化等,所以在使用莫能菌素时应减 少硒的添加。
硒必要性的发现者之一 Schwarz[8 ]博士相信,有机硒要比无机硒在防止硒缺乏方面更有效。 他预计,世人将会发现一种新型的含硒维生素化合物。美国NRC在其最新出版的《猪的营养 需求》一书中写到:“与亚硒酸钠相比,在不同水平下,使用有机硒源的动物硒存贮量往往最 大”。因此,随着饲料行业的发展,有机硒会越来越受到饲料生产厂商和畜牧生产者的欢迎, 最终将替代无机硒饲料添加剂的地位。
1.3.1.2钻的动物营养学研究
钻在营养学研究方面主要有以下3个方面:(1)与动物VBu的合成有关,而且是VBu的 组成成分[9](张子仪,1982)。以及造血功能有关,据Hoekstra (1957) [76]报道,钻又可以取 代猪、鸡机体内羧态酶中的锌和部分碱性磷酸酶中锌的功能。(2) Turk等[77]认为钻直接参与 动物的造血过程,有利于血液中红细胞的分裂和稳定,土壤中缺钻常常使一些反刍动物贫血, 消瘦和食欲不振.若严重缺钻,还人引起死亡。(3)可调节和激活酶的功能,钻可以激活精 氨酸酶、碱性磷酸酶、碳酸酐酶、醛缩酶等,促进新陈代谢进行[72]。可作为饲料添加剂的含 钻化合物有:氯化钻、碳酸钻、硫酸钻(1个结晶水或7个结晶水)、醋酸钻、氧化钻等。 这些钻源都能被动物很好地利用,但由于其加工性能与价格,碳酸钻、硫酸钻应用最为广泛, 其次是氯化钻。碳酸钻为血青色粉末,能被动物很好地利用,由于碳酸钻不易吸湿,稳定, 与其它微量活性成分配伍性好,具有良好的加工特性,故应用最为广泛。硫酸钻含7个结晶 水的硫酸钻为具有光泽、无臭、有暗红色透明结晶或桃红色砂状结晶,由于易吸湿返潮结块, 影响加工产品质量,故应用时需脱水处理。含1个结晶水的硫酸钻为青色粉末,应用方便,很 受用户的欢迎,逐渐取代7个结晶水的硫酸钻。氯化钻一般为粉红色或紫红色结晶或结晶性 粉末的含6个结晶水的氯化钻(CoC【2.6H2。)产品。此产品在40-50 °C下逐渐失去水分,140 °C时不含结晶水变为青色。氯化钻是我国应用最广泛的钻添加物。氧化钻为灰绿色、无臭粉 末,也可作为饲料添加剂,但应用较少。反刍动物补充钻的方法除饲料添加剂外,还可通过 在牧场施用含钻化肥;也可以舔盐块形式给舍饲或放牧的绵羊或牛补充钻;口服或灌服钻盐 溶液,如果剂量足够,也完全可以防止或治疗动物缺钻,但必须经常性地口服或灌服,工作 量太大也不方便。而使用钻弹或钻丸可克服这些缺点。1958年Dewey等首次设计此法。即 用氧化钻和研细的铁粉制成致密的小弹丸(一般绵羊5 g,牛20 g),用弹丸枪送进食管中, 并使弹丸停留在胃中,这些弹丸不断地向瘤胃液中补充钻以满足动物的需要。其实用价值已 被肯定。但在应用中,部多动物通过反刍将弹丸排出,部分钻弹丸表面被磷酸钙覆盖,影响 了钻的释放利用效果。有人以1〜2: 1的量给胃中加1/2 inch的球状螺纹磨光器以减少磷酸钙 覆盖层,其效果报道不一。
在国外,为纠正反刍动物缺钻,一般采用直接把钻加进饲料、饮水中或牲畜常去舔盐的 地面上;或灌药;也可给饲草施钻肥提高植物含钻水平。最常用的钻肥是硫酸钻和硝酸钻。 钻肥可以基施、喷施或浸种。
1.3 硒钴的病理学研究
1.3.1硒钴的植物病理学研究
1.3.1.1硒的植物病理学研究
(1)抗真菌病害 硒能抑制真菌,与杀菌剂起协同作用。从腐烂的香蕉和番茄中分离出的 真菌,能够耐受较高剂量的杀菌剂代森-M45,当加入Se后,较少剂量的杀菌剂就可抑制真菌 [78]。曲霉属菌在固体培养基中能够耐受2560 mg/L代森-M45,而在2.5 mg/L Se和20 mg/L 代森化合物中则停止生长。镰刀菌在2.5 mg/L Se和10mg/L代森中即被抑制,10 mg/L Se能 抑制它的生长[79]O
(2)抗氧化作用 薛泰麟等[80]系统地研究了硒对高等植物的抗氧化作用。一定浓度的硒 处理大豆种子时,其萌发过程中过氧化产物硫代巴比妥酸反应物(TBARS)的生成受抑制。加 硒处理可降低植物离体叶片衰老过程中的过氧化产物含量,抑制机体的过氧化作用,延缓机 体的衰老程度,表现为保持较高叶绿素和可溶性蛋白质含量。赵林川和俞炳杲[81]发现硒处理 可以延缓玉米叶片的衰老,0.1gmol/L Na2SeO3可以降低衰老叶片中的H2O2水平,清除叶中活 性氧,降低膜脂质过氧化。
(3)拮抗环境毒害 硒能够增强植物对重金属、环境污染物和生理逆境的抵抗力[82]。这 与硒和其它营养或污染元素的协调平衡有关。
(4)硒过量的毒害作用早期研究表明,极少量的硒就能刺激硒积聚植物的生长,而强 烈抑制硒非积聚植物的生长。硒在低浓度(0.001〜0.050 gg/g)时能够促进农作物的生长。生长 在无硒营养液中的植物会发生磷酸盐中毒症。但硒过量则对植物生长产生毒害[83]。
在较高浓度下,大部分植物出现中毒症状,表现为植物生长及生理活动受抑制,植物矮 小,叶片失绿,叶脉发红,严重时会造成大幅度的减产。牧草表现为叶片白绿病,根组织呈 粉红色,其它植物则出现生长障碍,黄绿病和叶脉粉红或叶面发暗绿色,浓度更高时作物呈 白色,发生缺绿病及早熟死亡[84]。如番茄幼苗加硒培养1周后,3.0和5.0 gg/g硒处理的植 株出现硒毒害,其症状为根细长,根冠黑褐色并腐烂,茎杆纤细,茎叶及顶端嫩叶缺绿,茎、 叶柄和叶脉呈紫红色。Singh等[85]发现5、10、20 gg/g硒下豇豆产量分别降低20.1 %、42.9 %、 55.4 %。Joanne等[86] (2000)认为,硒对植物的毒害是由于过量的硒干扰了植物体内硫的正 常代谢,如硒与蛋白质结合后,引起蛋白质结构和功能的改变,酶失活,干扰蛋白质、核酸、 碳水化合物等合成。
1.3.1.2钻的植物的病理学研究
许多植物特别是微生物需要钻,但是需要量比较少。一般豆科植物含量较高,禾本科植 物以及其它植物含量较低,一般植物并不表现缺钻。
豆科植物缺钻,表现为叶片淡黄色,根瘤菌的侵染率低,固氮作用缓慢,固氮力下降; 根系抗性能力下降,易感染根腐病。过量的钻对植物也会产生毒害作用,当然植物不同基因 型对过量钻的忍耐力有明显的差异性[39]。
1.3.2 硒钴的动物病理学研究
据 Schroeder (1973) 和 Shamberger(1974) 对硒的主要生物功能进行了研究和全面的总 结,并在《硒的生物化学》一书中在分子水平上详细探讨了硒在动植物体内的代谢、毒性, 硒与生物膜、活性氧自由机的作用以及硒在生命科学中的应用。Shamberger (1973)更多认为 硒与动植物代谢和健康关系密切。动物患硒缺乏症时表现生长停滞,繁殖紊乱,肌肉萎缩, 心肌变性并有微血管损伤,水肿,肝坏死,幼畜多见白肌病,雏鸡为渗出性素质疾病。硒中 毒在猪表现为消瘦,脱毛,脱蹄,运动失调,呼吸困难等;在家禽表现为生长停滞,羽毛蓬 乱,神经过敏,产蛋少,种蛋孵化率低等。硒缺乏的诊断依据可以根据血中和毛发中的硒含 量下降,全血中谷胱甘肽过氧化物酶活力下降判断。肉用仔鸡缺硒表现为行走摇晃,身体侧 向一边,伏地,不食,重者头颈向下后方勾转,跗关节屈曲,不能站立或两腿划动,打转[86] 。 缺硒可以导致羔羊死亡,母羊繁殖力低。番鸭以两肢瘫痪,腹泻为主要症状。鸵鸟在硒缺乏 时表现精神不振,可视粘膜苍白,衰弱,运动障碍,步态蹒跚,站立困难甚至卧地不起,有 的下痢或出现黄染,后往往死亡,濒死期鸵鸟颈部扭曲。但硒补充过多引起心肌病,肌炎, 牙床软化,毛发干枯变脆,皮肤苍白等。犊牛的急性硒中毒的病例多发于30-90日龄犊牛, 特别是膘情好的犊牛,表现为突然发病,卧地不起,全身痉挛,哞叫,呼吸紧迫,心跳加快, 体温无变化,后期口鼻流出血色沾液样液体,经5-15 min死亡。羔羊急性硒中毒时,出现肺 水肿,局灶性出血,腹腔脏器充血,水肿,腹水增多,心肌发白。急性病例多发于1-3月龄 犊牛,特别是膘情好的犊牛,表现为突然发病,卧地不起,全身痉挛,哞叫,呼吸紧迫,心 跳加快,体温无变化,后期口鼻流出血色沾液样液体,经5〜15 min死亡。肉用仔鸡缺硒表现 为行走摇晃,身体侧向一边,伏地,不食,重者头颈向下后方勾转,跗关节屈曲,不能站立 或两腿划动,打转。徐辉碧(1994)[87]在《硒的化学,生物化学及其在生命科学中的应用》 一书中更多在宏观方面详细介绍国内外有关硒在生命科学中的应用,如硒与克山病、大骨节 病、肿瘤、白内障、农业和环境的关系,分析了硒可能具有的治癌抗衰老功能,提出了用富 硒产品治疗贫血病、冠心病、心血管病、白肌病、糖尿病、视力障碍以及一些地方病( 如克 山病、大骨节病、大脖子病等)等 23 种病变的可能性。刘金旭(1998)在前人理论和实践的 基础上,经过对我国土壤和植物中硒的含量的调查,发现了我国北方存在相当广泛的缺硒地 带,并证实了困绕多年的人的克山病和子猪、羊、马、鹿和兔患白肌病的病因与缺硒有关。 另外,Caravaggi, Clark (1999 ) [88]进一步研究证明,动物饲料缺硒最多的危害也表现在动 物繁殖性能上。动物饲料缺硒动物繁殖性能呈现急剧下降的趋势。杨风等(1999)也有相关 报道,认为饲料缺硒母猪产仔数减少,母养不育,母牛产后胎衣不下。
钴是动物必需的营养元素。世界上许多地区的饲料因缺钴而发现缺钴地带,引起动物尤 其是反刍动物的地方性恶性贫血(张子仪,2000)[9],已发现的几种动物疾病(丛林病、滨海 病、地方性消瘦症)都是由于牧草中缺钴所致,从而引起了人们的注意(樊文华,等1998) [89]。 尤其是反刍动物对钴有特殊的需要。动物机体通过植物性食物摄取钴,而植物体中的钴主要 来源于土壤[90]。钴作为维生素 B12 的重要组成部分,参与动物的造血过程,钴是多种酶的活 化剂,参与动物的多种生化反应(樊文华,池宝亮等1999) [89] 。
1.4硒、钻对人类健康影响的研究
硒(Se)是人体的必需微量元素之一。硒对人体肿瘤有预防和治疗的作用,特别是胃肠 道癌和肝癌等受硒的影响最明显,补硒能使其发病率和死亡率下降。据报道,人癌症的死亡 率与那些地区主食物中的含硒量呈显著负相关[91]。硒的防癌抗癌机制是多方面的,其中, 硒能增强机体免疫系统功能,是其防癌抗癌的重要机制之一[92]。硒又是癌细胞的杀伤剂。硒 可以通过增高癌细胞中环腺苷酸(CAMP)的水平,形成抑制癌细胞分裂和增殖的内环境, 进而起到抑制癌细胞增长的作用[93]。虽然富硒对人类健康有一定影响,但是Shamberger在美 国、加拿大富硒及低硒地区进行各种肿瘤死亡率的对比,发现富硒地区人群中胃、大小肠、 肾、膀胱、乳腺、子宫、卵巢等器官癌肿所致死亡数明显低于低硒区,也就是说预防和治疗 癌症方面,低硒比富硒危险的多,尤其是胃肠道和呼吸道癌受硒的影响最明显。Schraucer在 27个国家中的17个地区调查。也发现硒摄入量及血硒水平与结、直肠癌、肺癌、前列腺癌、 卵巢癌及白血病发病率呈显著负相关。
有机硒蛋白的抗肿瘤活性机理在于:促进癌变细胞 DNA 的修复;直接抑制癌细胞的生 长;介入某些致癌物质的代谢,阻止其致癌作用;对抗癌药物的增效解毒作用;抑制癌细胞 的能量代谢[94,95]。目前,随着科技水平的不断发展,人们对硒的认识和研究不断深入,硒在 国民经济中的重要地位越来越突出, 市场前景非常乐观,广泛应用于医药、保健、生物和 农业等部门,具有广阔的应用领域和市场开发空间[96]。
钻也是人体必需的一种微量元素。体重70 kg的成年人含钻大约1.1〜1.5 mg,仅占体重 千万分之零点五左右,广泛分布于全身,而以肝、肾、脾含量较多。钻是VBu和VBu辅酶 的组成成分,VBu又称氰钻胺素。钻能促进Fe的吸收,参与人和动物的造血过程,钻是多 种酶的活化剂,参与多种生化反应(樊文华等1999) [89]。钴对人体来说,只有以氰基钴胺的 活性形式供应才是有效的。人不能将膳食中的其它形式的钻用于合成VBu,因此对人类来说, 钻在人体营养中的问题实际上是VBu的供应问题。所以VBu中钻是恶性贫血病患者的救星。
总之,硒(Se)和钻(Co)均是动物及人体中必需的营养元素,土壤中缺硒缺钻时,均 会影响到牧草中硒、钻的含量,用作饲草时不仅影响到家畜的食欲,而且降低家畜对疾病的 抵抗力和畜产品的质量,所以给家畜补钻意义重大。由于气候和土壤的原因,我国有2/3的 土壤缺硒,部分土壤缺钻,造成动物饲草和人类食品中这两种元素的缺乏,影响到我国农牧 业发展和人类生活水平的提高。为了解决动物饲料中硒钻的不足,传统的方法是在动物饲料 中直接添加无机盐,如亚硒酸钠(Na2SeO3・5 H2O)、硒酸钠(NazSeOq或NazSeO^O H2O) 和硫酸钻(CoSO4・7H2O),或者添加有机态制剂,如硒代蛋氨酸和强化硒酵母等,虽然无机 硒含量高成本低,但需要量和中毒量相差很小,极易中毒,在生产上应用安全性差[6,9],有 机制剂虽然比无机盐利用安全,吸收好,但成本高、添加难度大,在生产上加以严格限制。 由于我国土壤硒钻缺乏具有普遍性,而且硒和钻在植物营养方面具有趋同性,在动植物营 养方面具有协调性,钻还能增强牧草对硒的吸收,增强硒的生理功能[9' 97-99],所以硒、钻结 合研究具有实践意义。
1.5硒钻在土壤-牧草-饲料-家畜系统中施用、传输及其效应的研究
为了安全解决动物饲料中缺硒和缺钻问题,许多科研工作者致力于通过对饲料作物叶片 喷洒办法,让有毒的无机硒转化为植物相对安全有机硒,来解决硒钻日粮中的不足,在这方 面,使用的牧草多是紫花苜蓿,如张洪荣,周志宇等(1990) [100],用Zn、B、Co、Mn、Mo、 Se及不同水平的单因子盆载试验,研究这6种微量元素对紫花苜蓿牧草产量的影响效应;胡 华锋等[101],在氮磷钾基肥供应足量的基础上,采用叶面喷施的方法,研究Zn、Fe、Mo、Co、 B、Cu、Se、Mn等8种微肥混合喷施对苜蓿微量元素营养的影响;章杏杏等[102],对生长第 3年的紫花苜蓿施用配制的6种苜蓿专用复合肥,研究其对牧草干物质产量和经济效益的影 响。马闯等[103],通过在苜蓿叶片上喷洒硫酸钻,研究对苜蓿产量和品质的影响。刘世亮等[104], 通过在苜蓿叶片上喷洒亚硒酸钠,研究对苜蓿干草产量和品质的影响。相关研究的共同特点 是:(1)均采用叶面喷洒的方法,没有涉及到经过土壤的基施;2、研究包括Se、Co在内 的多种微量元素单施或者多种配施对苜蓿产量和质量的影响,但没有单独针对Se和Co这2 种关系密切元素的配施研究。3、同类研究中大多是对硒、钻在牧草生产、饲料配制或动物 应用各环节中的孤立研究,而对土-草-饲-畜整个大系统进行整体性研究很少。
经过河南省农业科学院信息科技研究所和河南省情报信息咨询中心查新检索,目前国外 内仅有8篇文章介绍天然草场生态条件下,土、草、畜系统微量元素含量、变化、分布特点 方面的研究,但是均没有研究如何通过在土壤基施微量元素肥料,使矿物态微量元素富集到 牧草体内转化为有机态,根据动物营养需要,把富集微量元素的牧草进行饲料化应用的研究, 也没有针对于“土-草-饲-畜”链营养流的研究。
2引言
微量元素硒和钻是动植物重要的微量元素,不但对牧草的产量和品质有显著的影响,而 且也是畜禽生产中必需的营养的重要元素,对动物生长发育及畜产品品质有重要影响。硒 (Se)在动植物新陈代谢中起着极其重要的作用[1、65]。我国对硒的研究比较晚,自从上世纪 80年代在东北证实了动物克山病、大骨节病与地方性缺硒有一定关系之后,硒状况受到我国 政府的关注(张子仪,2000) [9]。我国土壤中缺硒远比硒过量严重的多,据刘峥(1996) [17] 报道中国土壤全硒平均含量0.296 mg/kg,接近于世界平均值0.30 mg/kg,但由于我国土壤硒 含量明显呈偏态分布,全国大约有25 %的土壤处于缺硒状态,包括潜在性缺硒土壤,总共约 占40 %,由于我国缺硒土壤主要集中在北方农牧业地带,所以对农牧业影响较大,为了解决 动物饲料中硒的不足,目前广泛用亚硒酸钠(Na2SeO3)和硒酸钠(NazSeOq或Na2SeOf10 H2O )等无机硒化物以及硒化亚油酸、硒代蛋氨酸、硒化脂多糖和强化硒酵母等有机硒作为 补硒剂。无机硒以亚硒酸钠应用最为广泛,其毒性大,需要量和中毒量相差不大,生产和使 用时安全性差,有机硒虽然比无机硒利用安全,吸收好,但生产工艺复杂、成本高、添加难 度大,多用于实验室研究,生产应用不广泛[9、105]。与硒不同,中国土壤的钻供应状况是相当 好的,我国仅有约10%的土壤全钻低于临界值。北方土壤虽然全钻较高,但由于pH值较高, 土壤钻有效性并不高[89]。因而,钻也是土壤中比较缺乏的元素之一,是动植物必需的微量元 素之一。钻作为维生素Be的重要组成部分,参与动物的造血过程[106],钻也是多种酶的活化 剂,调节动植物的新陈代谢,当土壤钻有效性不高,会影响到牧草中钻的含量,用做饲草时 不仅影响到家畜的食欲,而且降低家畜对疾病的抵抗力和畜产品的质量,所以给家畜补钻意 义重大。另外,硒和钻在植物营养方面具有趋同性,在动植物营养方面具有协调性,钻还能 增强牧草对硒的吸收,增强硒的生理功能[106,107-109],所以硒钻结合起来研究很有意义。
“牧草之王”紫花苜蓿(Medicago sativa)是多年生豆科植物,草质优良,适应性广, 固氮能力强,营养价值高,适口性好,同时具有抗旱、改土、防风蚀、耐盐碱等特点,成为 种植牧草的首选草种。同时,紫花苜蓿也是一种十分理想的高硒富钻植物,对土壤中的硒和 钻有很强的吸收能力,并且可以把土壤中无机硒钻大部分转化为对动物相对安全的有机硒、 钻,并使硒钻累积到的茎叶上,提高了苜蓿青干草中硒钻的含量。因此,紫花苜蓿可以作为 本文牧草试验的重要材料。
黄河中下游地区沿黄故道及黄河滩涂资源是我国优质牧草紫花苜蓿重要种植加工基地 和绿色畜牧业重要生产基地。由于这些地区的土壤多属砂质瘠薄型,硒、钴等微量元素缺乏 的问题尤其突出,因而在一定程度地影响到地方的草、畜生长与永续发展,也影响到草畜产 品的质量和安全性。利用紫花苜蓿对硒、钴很强的吸收富集作用,通过把矿物硒、钴施入土 壤或直接喷施牧草,生产富硒钴牧草,在添加到家畜饲料中去,生产高附加值富硒钴饲料, 进而生产符合国家质量安全标准的富硒钴畜产品,发展前景广阔。
为此,本文在前人研究的基础上,依据土壤学、植物营养学、动物营养与饲料学的原理, 首次提出土壤-牧草-饲料-动物链(Soil-Pasture-Feed -Animal Chain, SPFAC)营养流的概念, 试图建立一套行之有效的解决动物硒、钻不足的新技术措施,即通过在牧草地基施硒、钻配 合肥料,一方面补充土壤硒钻养分的不足,另一方面使硒钻吸收积累到牧草的茎叶上,提高 牧草中硒钻的含量,然后根据家畜营养需要,把添加到家畜饲料中,达到家畜补硒补钻的目 的。基于这种思考,本文研究了土-草-饲-畜链(SPFAC)中硒和钻营养流的转运以及硒钻对 土壤养分平衡、饲草产量品质、畜禽生长发育和生产水平的影响,进而分析硒、钻在土-草- 饲-畜链(SPFAC)传输中对土壤、牧草、饲料和家畜的多级增益效应,确定各种相应的技术 参数和指标,以更加安全、方便地实施家畜补硒、钻计划,确保家畜对微量元素营养的需求, 生产优质畜产品。
3 材料与方法
3.1试验材料
3.1.1试验地概况
牧草田间试验地位于河南省郑州市北郊黄河大堤内滩区,海拔70 mo该地区气候属温带 大陆季风性气候,四季分明,年日照时数为2368.4 h;日平均气温14.3 °C, 7月份平均气温 27 °C,最高气温39.5 C; 1月份平均气温1 C,最低温度-12.5 °C,>10 C的年积温为4800 C; 年平均降水量630 mm,年平均无霜期为220d〜225 d。土壤为黄河冲积物上发育的潮土,质 地为砂壤质[110' 111],其理化性状如下:有机质& 17 g/kg,碱解氮66.0 mg/kg,速效钾(K)
175.2mg/kg,速效磷(P)7.0 mg/kg,有效铁 5.32 mg/kg,有效硼 0.41 mg/kg,有效钼 0.07 mg/kg, 有效锌0.64 mg/kg,有效钻0.05 mg/kg,有效铜1.35 mg/kg,有效锰10.90 mg/kg,有效硒0.08 mg/kg[112]。
3.1.2试验材料
供试牧草为苜蓿(品种为亮苜-400,秋眠级数为 4.0)[Medicago sativa cv. Liangmu No. 400 ],来自美国。苜蓿于2006年10月12日播种,播行为20〜25 cm,播深为1.5 cm,播 种量为2.2 g/m2,播种后要镇压1次[113]。
供试肥料为硒、钻肥:硒肥为亚硒酸钠(NazSeOs • 5母0),含硒量为34.8 %,为浅 红色结晶,易溶于水和乙醇。钻肥为硫酸钻(CoSO4 - 7H2O),含钻21.0 %,为白色结晶 ,溶于水,不溶于乙醇[114]。二者均为分析纯试剂(AR)。
试验动物主要有:试验羊为体重26〜32 kg, 50日龄黑头杜泊羊60只;试验牛为体重为 645〜660 kg,位于泌乳期的3.5岁荷斯坦奶牛共32头;6周龄的Wistar大白鼠48只,40日 龄的新西兰大白兔70只以及35日龄健康的三黄雏鸡90只。
3.2试验设计
3.2.1牧草试验
试验安排河南省沿黄滩区合博草业基地内进行。
苜蓿硒钴微肥田间试验为双因子随机区组设计。依据本课题组前期研究结果[101、103-104, 112],本试验设计硒、钻两元素各4个水平,其中,硒水平分别为亚硒酸钠(NazSeOs • 5母0) 用量依次为:S0 0 g/hm2、S1 570 g/hm2、S2 765g /hm2和 954g /hm2 (分别含 Se 0、200、266 和332 g/hm2) o钻水平分别为硫酸钻(CoSO4 - 7母0)用量依次为:C。0 g/hm2、G 762g/hm2、 C2 1548g /hm2和 2285 g /hm2 (分别含 Co 0、160、320 和 480 g/hm2)。硒钻配合共 16 个处 理组合,即分别为空白对照、低硒、富硒、高硒、低钴、富钴、高钴、低硒低钴、低硒富钴、 低硒高钴、富硒低钴、富硒富钴、富硒高钴、高硒低钴、高硒富钴、高硒高钴,分别用 S0C0、 S1C0、S2C0、S3C0、S0C1、S0C2、S0C3、S1C1、S1C2、S1C3、S2C1、S2C2、S2C3、S3C1、S3C2、 S3C3来表示。小区随机排列,重复3次,小区面积为20 m2 (4 mx5 m),区间距离1 m,试 验区的总面积为1500 m2。
在试验中,各小区于耕前按照规定的微肥用量进行一次性(掺细干土)地面撒施,然后 耕翻入0〜25cm 土层。试验期间不施用其它任何肥料。试验周期从2006年9月开始到2009 年10月结束,在每个小区设2个1m双行样段为调查、采样点。牧草的取样时间为开花期。 3.2.2动物试验
动物饲养试验分别安排在中牟杜泊羊场、河南中荷奶业科技发展有限公司、中牟良种鸡 场、新密金鑫兔场、周口市荣鑫兔业公司和郑州牧业工程高等专科学校试验中心。
3.2.2.1荷斯坦奶牛试验
试验地选在位于郑州市东北21 km处的黄河南岸滩地的河南中荷奶业科技发展有限公司 进行,该公司养殖规模中等,饲养规范,饲养条件好,建成了 3种不同模式的示范性奶牛场, 中心共有示范奶牛460头。饲养的奶牛品种为荷斯坦奶牛。试验奶牛是由河南中荷奶业科技 发展有限公司提供的。选择年龄、胎次、泌乳月、泌乳量尽可能相近的,位于泌乳期的 3.5 岁的中国荷斯坦奶牛32头,体重为645〜660 kg。我们选用苜蓿青干草分别为富硒(S2C0)、 低钻(S°G)、富硒低钻(S2C1)、和普通苜蓿青干草(S°C。)。试验采用单因子对比饲喂试验, 分为试验组和对照组,对照组是在基础日粮中加5 %的普通苜蓿青干草(S0C0),试验组在 同等日粮基础上分别添加5 %的S2C0、S2C0和S2C0 3个处理的富微苜蓿青干草,这样总共形 成了 4个处理,每个处理重复2次,每组饲喂4头奶牛。预试期20 d,正试期30 d。在20 d 预备试验期间,证明在饲料中添加5 %的高微量元素苜蓿青干草对奶牛安全而没有副作用后, 接着做以下的正式试验。
供试奶牛试验组和对照组在同一舍内,严格分开两排固定喂养。专人负责,日常相同管 理。饲喂早、中、晚3次,先喂粗料后精料,都在舍内进行。挤奶早、晚2次,试验组挤奶 同一桶,对照组挤奶另一桶。间断不定期抽检所产奶的乳脂率。从试验开始至试验结束,每 日观察试验牛食欲和健康状况,每天称量计录泌乳量。奶牛在试验期间自由采食、自由饮水。
3.2.2.2杜泊羊试验
试验选在中牟杜泊羊场中进行,该羊场养殖规模中等,饲养规范,饲养条件好,符合科 研的各项要求。杜泊羊是由有角陶赛特羊和波斯黑头羊杂交育成,分为白头和黑头两种,试 验采用的是黑头品种。选用试验羊为60只自繁自养的50日龄健康的羊,羊试验初体重为26〜
32.5kg。常规饲料占日粮的85 %,试验苜蓿青干草占15 %,试验苜蓿青干草分别为富硒、 低钻、富硒低钻和普通青干草,其中普通苜蓿青干草(M。)中硒、钻的含量分别为1.59 mg/kg 和2.25 mg/kg,富硒苜蓿青干草(MJ中硒的含量为23.81 mg/kg,是普通苜蓿青干草(M。)的14.9 倍;富硒钻苜蓿青干草(M2)中硒和钻的含量分别为13.18 mg/kg和4.96 mg/kg,分别是普通苜 蓿青干草(M°)的&30倍和2.2倍。
试验采用单因子对比饲喂试验,分为试验组和对照组,对照组是在基础日粮中加15 %的 普通苜蓿青干草(S0C0),试验组在同等日粮基础上分别添加S2C0、S2C0和S2C0 3种富微苜 蓿青干草,这样总共形成了4个处理,在每个试验处理内,富微苜蓿青干草再按照5%、10% 和 15 %添加量形成3 个分处理,每个分处理内苜蓿干草不足15%时用普通苜蓿青干草加足, 用添加15%的普通苜蓿青干草(S0C0)做对照,预试期20 d,正试期6周。
饲喂方法是,试验苜蓿干草和普通苜蓿干草以一定比例加入羊常规饲料后,1 d分别在 早上、中午和晚上饲喂3次,期间再增加2次精料,每只羊每天0.5 kgo羊在24 h期间自由 采食,自由饮水。 羊的饲养由专人负责,每日喂4次,饲喂方法同普通羊一样。
3.2.2.3新西兰大白兔试验
试验地分别选择在新密金鑫兔业公司和周口荣鑫兔业公司,养殖规模中等,饲养规范, 饲养条件好。试验兔的品种主要是新西兰大白,是2003年分别从上海农科院引种过来的。 选用试验家兔为70只自繁自养的40 d健康的断奶幼兔,公母各半,初始重在0.70〜0.76 kg。 试验草粉为富硒苜蓿草粉(S2C0),富钻苜蓿草粉(S°C1),富硒钻苜蓿草粉(S2C1),用普通苜蓿 草粉(S0C0)做对照。试验设计和方法同杜泊羊,预试期20 d,正试期8周。苜蓿草粉粉碎 后,制成青草粉,加入兔常规饲料中,做成颗粒饲料来饲喂。在试验过程中,采用24 h自由 采食, 家兔的饲养由专人负责,每日喂4次,自由饮水。
3.2.2.4三黄鸡试验
试验地选在中牟鸡场中进行,该鸡场养殖规模中等,饲养规范,饲养条件好。试验鸡的 品种为三黄鸡,因其黄毛、黄嘴、黄脚,故称“三黄鸡”,是 2006 年分别从河南省原阳县 黄河种鸡场引种过来的优良品种。选用试验鸡为35日龄健康的雏鸡。鸡的体重为0.39〜0.41 kg,体重之间差异不显著,每个处理3只鸡,重复3次,共90只鸡。
试验料包括基础日粮和苜蓿草粉,其中基础日粮占日粮的85%, 试验苜蓿草粉占15%。 试验苜蓿草粉是由富硒(S2C0)、富钻(S°C1)和富硒钻(S2C1)3种高微苜蓿草粉组成 的,用普通苜蓿草粉(S0C0)做对照,每种苜蓿试验草粉的添加量按5 %、10 %和15 %,再 分为3个分处理。如S0C1处理分为S0C1 -1、S0C1-2和S0C1-3 3个分处理。该试验预试期15 d, 正试期60 do苜蓿草粉碎后,制成青草粉,加入鸡的常规饲料中,做成颗粒饲料来饲喂。在 试验过程中,采用24 h自由采食,鸡的饲养由专人负责,每日喂4次,自由饮水。
3.2.2.5Wistar大白鼠试验
试验选在郑州牧专畜牧工程系牧草实验室进行,选用体重(200.4 士 11.6g)和生长发育 相近,精神状态良好,雌雄各半,日龄为6周的Wistar大白鼠48只,2008年7月购自郑 州大学试验动物中心。试验苜蓿草粉为富硒苜蓿草粉,试验鼠粮在普通饲料的基础上分别加 2 %、4 %、6 %、8 %和10 %的富硒苜蓿草粉,然后相拌制成固体饲料,烘干而成A、B、C、 D、E 5种试验鼠粮,用常规的苜蓿草粉S0C0做为对照。
试验为单因子对比试验,共设5个处理,分别饲喂A、B、C、D、E 5种试验鼠粮,形 成了 G、C2、C3、C4和C5 5个处理,另加C0为对照,即饲喂添加普通苜蓿草粉的日粮, 试验设2次重复,共12个处理,分别饲养于12个鼠笼中,每个鼠笼4只,共48只 ,该试 验预试期15 d,正试期35 d。在试验期间,各试验组大白鼠每天饲喂相应鼠粮,对照组饲喂 正常鼠粮,各组大白鼠自由采食和饮水,饮用水为经过过滤后无硒的自来水。试验室平均温 度17〜20 °C,湿度50 %〜60 %,采光采用自然光照和人工光照相结合,保证光照充足供应。 另外,每日排风2次,并选择在中午开窗通风[115,116]。
3.3测定项目及方法
3.3.1游离脯氨酸(free proline,FP)
在苜蓿分枝期(Shooting stage,简称SS)、现蕾期(Ramification,简称RF)、开花期 (Flowering stage,简称 FS)、结荚期(Pods formation Stage,简称 PFS)和成熟期(Ripening stage,简称RS)分别测定叶片中游离脯氨酸含量,采用磺基水杨酸提取法[117]。
3.3.2硝酸还原酶的活性(NR Activity,NRA)
按照陈薇和张德颐[118]的方法测定苜蓿叶片中的硝酸还原酶活性。
3.3.3叶片中钾素含量 (K content)
参照中国土壤学会农业化学专业委员会的方法[119],采用火焰光度计法来测定钾含量。
3.3.4叶绿素含量 (chlorophyll content)
主要测定苜蓿叶片中的叶绿素含量,采用乙醇比色法[120、121]。
具体措施是,取新鲜植物叶片(或其它绿色组织)或干材料,擦净组织表面污物,剪碎 (去掉中脉),混匀。称取剪碎的新鲜样品0.2000 g ,共3份,分别放入20 ml带塞试管 中或者带橡胶塞的50 ml三角平中,用移夜管准确加入20 ml乙醇溶液(乙醇的量可以改变 根据颜色),置于阴暗处静止至组织变白。把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内, 以95 %乙醇为空白,在波长663 nm和645 nm下测定吸光度和光密度值。
叶绿素a的含量=12.7 x OD663-2.69 x OD645,其中OD为光密度值。
3.3.5叶面积比(leaf area ratio, LAR)
LAR即总叶面积除以植株干重的商。叶面积比(LAR) =L/W。
3.3.6净同化率(net assimilation rate, NAR)
为单位叶面积、单位时间内干物质增量。NAR代表实际的光合效率,
净同化率(也人)=1/Lxdw/dt。
3.3.7绝对生长率(absolute growth rate, AGR)
是指以单位面积草地上一定时间内积累的生物量来表示[122]。绝对生长率(AGR) =dw/dt。
3.3.8相对生长率(relative growth rate, RGR)
是指在单位时间内植株或器官的增量占原有植株或器官数量的比值,是一定的植物量在 单位时间内积累的生长量来表示,它们均需在连续瞬间测定植物量的动态[123],是反映植株 生长能力的一个重要指标。
相对生长速率(RGR) =1/WXdw/dt, RGR = LAR X NAR。
式中 W—生物量;L —叶面积;t—时间
3.3.9感病率(Disease Infection Rate, DIR)
是衡量病害发生普遍性和一致性的指标,为感病植株或者器官数占调查植株或者器官总 数的百分比。感病率=病株或病器官数/调查总株或器官总数X 100%
苜蓿病害的类型以及判断标准按照任继周主编的《草业科学研究方法》一书来确定[124]。
3.3.10产草量(forage yield,FY)
产草量采用收获法,在小区中随机取样3 次,各1 m2 ,留茬4 cm,刈割后称鲜重,从 中取1 kg装入布袋阴干后,即为风干重。另取500 g鲜草样,在105 C下杀青10 min后, 调到65 C,再烘24 h至恒重,即为干物质重。
根系测定采用壕沟法,取样面积1 m2,地下挖深50 cm,重复4-5次,土样经过双层纱 布袋浸泡后反复冲洗后,用0.25 mm的尼龙筛过滤,将苜蓿和杂草的活根拣出。将地上和地 下样品在65 C的烘箱内烘干后称重[124]。
3.3.11根瘤量 (root nodule volume)
在苗龄80 d时观测根瘤菌的数量和重量,每小区取10株进行观测,测定时只对有效 根瘤进行计数,并且在避光处阴干后称重。
3.3.12 苜蓿营养成分及微量元素(alfalfa nutrition and trace elements)
烘干称重后的苜蓿样品用不锈钢粉碎机粉碎后过1mm筛,分别测定常规营养成分的含 量。粗蛋白质采用浓硫酸-双氧水消化-半微量凯氏定氮法;粗脂肪采用索氏脂肪提取器提取 法;粗纤维采用酸性洗涤剂法(ADF);粗灰分采用干灰化法;无氮浸出物%=100%-粗蛋白 质%-粗脂肪%-粗纤维%-粗灰分%。
对不同处理下青草粉微量元素的测定,试验样品用不锈钢粉碎机粉碎后过 1 mm 尼龙 筛,按照下列方法分别测定各成分的含量。
牧草苜蓿样品中硒的含量的测定采用尚庆茂等[125、126]的方法进行,取1 g干样加20 ml 4 mol/L的HCL,在170 C下回流反应20 min ,冷却后取上清液,测定样品中无机硒的含量。 取0.5 g干样加7mL混合消化液(5 ml HNO3+2 ml HCLO4), 180〜200 C下消化2 h,冷却后 再加10 ml 4 mol/L的HCL还原10 min,重蒸馏水定容,测定样品中总硒含量[127]。总硒 量减去无机硒量即为有机硒量。
Fe、Zn、Cu、Mn和Co的测定采用干灰化-稀硝酸溶解-AAS法[128、129]。
3.3.13苜蓿干草(草粉)饲料化处理以及在动物日粮中的配制
施肥牧草(紫花苜蓿)产品中供动物试验的牧草(草粉)有富硒牧草、富钻牧草、富硒 钻牧草和普通牧草。经测定,普通牧草中硒、钻、锌和铁含量分别为1.59 mg/kg、2.25 mg/kg、
40.48mg/kg和398.25 mg/kg;富硒牧草硒含量为23.81 mg/kg,是普通牧草的14.9倍;富硒 钻牧草硒和钻含量分别为13.18 mg/kg、4.96 mg/kg,是普通牧草的&30倍和2.2倍;在3种 富硒钻牧草中,硒的富积效果显著。
3.3.13.1奶牛日粮(milk cow diet)
试验奶牛的基础日粮由精料和粗料组成。精料配方:玉米50 %、麸皮10 %、豆粕、菜 籽粕和棉籽粕共30 %、食盐2 %、小苏打2 %、矿物质、微生物、微量元素以及其它制剂等 6 %。饲喂时拌入湿淀粉渣、湿啤酒渣,其加量为:淀粉渣(湿)160 %,啤酒渣(湿)160 %。淀 粉渣、啤酒渣由本地淀粉厂、啤酒厂提供,水分 70 %〜80 %。其营养水平为:代谢能 5.24 MJ/kg、粗蛋白质16.8 %、钙0.9 %、磷0.55 %,精料为每头牛每天4 kg。粗料主要由苜蓿青 干草、青贮玉米秸以及啤酒糟等组成,其中青贮玉米秸占50%左右,普通苜蓿干草30 %,啤 酒糟15 %,淀粉渣5 %。
在奶牛基础日粮中添加5 %的高微牧草粉,配制成奶牛试验日粮,根据营养分析,试验 组与对照组之间在能量、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、钙和磷之间无显著的差异性,其中每天 每头提供的营养为:粗蛋白(CP) 2798.0〜2863.4 g、粗纤维(CF) 4539〜4553.4 g、钙(CRa) 140〜145 g、磷(P) 100〜103 g。另外在4处理中,饲料中硒的含量为0.28〜2.54 mg/kg, 钻的含量在0.52〜0.93 mg/kg,锌的含量为0.52〜0.93 mg/kg,属于奶牛营养或者耐受范围, 不会引起奶牛的中毒[1、5、9]。
3.3.13.2肉羊日粮(sheep diet)
在肉羊日粮中添加5%〜15%的高微牧草,配制成肉羊的试验日粮。经测定,试验组与对 照组(CK)日粮之间在能量、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、钙和磷之间无显著的差异性,杜泊 羊日粮中每日提供的总消化养分、消化能、代谢能、粗蛋白、钙和磷的量分别为:0.80〜0.83 kg、14.25〜14.80 MJ、12.54〜13.13 MJ、160〜168 g、5.80〜5.92 g、2.52〜2.60 g,均符合种 羊的营养和能量需要。另外在4处理中,4种微量元素的含量为:Se 0.31〜2.55 mg/kg, Co 0.56〜0.87 mg/kg, Zn 56.5〜67.8 mg/kg, Fe 650〜893 mg/kg,均属于耐受范围,不会引起杜 泊羊的中毒[1、5、9]。
3.3.13.3肉兔日粮(rabbit diet)
兔饲料常规料成分:玉米、麸皮、豆柏、葡萄糖,以及少量的盐、磷酸氢钙、复合维生 素、酶制剂以及微生态制剂等。将其常规料中添加5 %〜15 %的富微苜蓿草粉后;经测定, 兔日粮中消化能、粗蛋白、粗纤维和粗脂肪含量分别为12.2 MJ/kg、18.2 %、10.2 %和2.5 %, 符合幼兔的营养和能量需要;另外,日粮中硒的含量为0.28〜2.90 mg/kg以内,没有超过3.00〜 4.00 mg/kg的中毒范围,不会出现硒中毒现象;饲料中钻的含量在0.08〜0.17 mg/kg以内, 也在正常范围内[1、5、9]。
3.3.13.4肉鸡日粮(chicken diet)
试验料包括基础日粮和苜蓿草粉,其中基础日粮占日粮的85%, 试验苜蓿草粉占15%。 鸡的基础日粮主要有:玉米62.7 %,麦麸9 %,豆粕20 %,鱼粉1.5 %,菜粕3 %,磷酸氢 钙1.3 %,石粉1.2 %,食盐0.3 %,蛋氨酸0.05 %,多维素0.015 %,添加剂1 %等组成。添 加15 %的苜蓿草粉后,经测定,日粮中消化能为12.15 MJ/kg、粗蛋白为17.23 MJ/kg、钙的 含量为 3.3 %,磷的含量为 0.58 %,符合种雏鸡的营养和能量需要;另外,常规饲料中硒的 含量为0.189mg/kg,钻的含量为0.235mg/kg,锌的含量在21.62 mg/kg;铁的含量为28.53 mg/kg;在鸡的常规料中添加5 %〜15 %的富微苜蓿草粉后;饲料中硒的含量增加为0.31〜 2.68 mg/kg以内;钻的含量增加为0.28〜0.43 mg/kg;锌的含量在30.6〜37.5 mg/kg;铁的含 量为32.5〜43.6 mg/kg;除了饲料中硒含量偏高外,其他3种元素含量均属正常范围,不会 引起雏鸡的采食和健康,不会中毒[1、5、9]。
3.3.13.5 大白鼠日粮(wister rat diet)
在普通饲料基础上添加2 %〜10 %的富硒苜蓿草粉,配制成大白鼠试验日粮;其基础日 粮中硒含量为0.35mg/kg,配制日粮硒含量分别为:0.61 mg/kg、0.86 mg/kg、1.12 mg/kg、138 mg/kg、1.64 mg/kg,其硒含量为大白鼠耐受范围,其它营养成分差异不显著。
3.3.14饲料转化率的测定
3.3.14.1料肉比(Feed/meat Ratio)
在试验开始、结束时均于清晨空腹称重,测定动物的日增重和采食量。根据每天记录的 日增重和日采食量,分别统计整个试验过程中各处理的动物的总增重和总采食量,计算出料 肉比,每天测定1次。 料肉比= 试验期动物消耗饲料量/试验期动物的增重
3.3.14.2料奶比(Feed/Milk Ratio)
每生产 1 kg 鲜奶所消耗的饲料量。 料奶比= 消耗饲料量/生产的鲜奶量
3.3.14.3饲料转化率(Feed conversion rate)
饲料转化率=试验期动物的增重/试验期动物消耗饲料量
3.3.15胃内残留率(gastric remain rate, GRR)和小肠推进率(propulsive proportion of small intestine,PPSI)
连续饲喂35 d的大白鼠禁食24 h后灌胃给予半固体糊0.8 mL/只; 20 min后脱颈椎处死 大白鼠;开腹,结扎胃责门和幽门,取胃,用滤纸擦干后称全重;然后沿胃大弯剪开胃体, 洗去胃内容物擦干后称净重。胃全重和胃净重之差为胃内残留物重量,计算胃内残留物占所 灌半固体糊的重量白分比,即为胃内残留率。
同时迅速取出小肠,轻轻剥离后直铺于白纸上,测量幽门至回盲肠部全长及幽门至黑色 半固体糊前沿的距离。以幽门至黑色半固体糊前沿的距离占幽门至回盲肠部全长的百分比为 小肠推进率。
3.3.16胃蛋白酶活力(pepsin activities)
连续饲喂35 d,将大鼠禁食,不禁水24 h,乙醚麻醉后,仰卧固定于手术板上,沿剑突 下腹白线剪开约2.5 cm小口,将胃轻轻拉出,结扎幽门与十二指肠结合部,缝合腹壁切口。 2 h 后拆线打开腹腔,结扎贲门后取出全胃,用滤纸擦净血迹,沿胃大弯剪开胃腔,倾出内 容物,收集于刻度离心管中,再以3000 r/min离心15 min,吸取上清液,测定胃蛋白酶活力。
3.3.17产奶量 (milk yield)
每天取奶样的时间选择在早上5: 30和下午4: 00各1次,称量并记录每头牛的日产奶 量,分别计算各组牛的日平均产奶量,再统计每组牛每5 d和30 d的平均产奶量。
3.3.18动物体态 (animal appearances)
每天下午6点测定每头牛的日采食量,然后计算各组牛的日平均采食量,再统计每组牛 每5 d和30 d的总采食量;由于牛的生长缓慢,每天体长、胸围、体重变化缓慢,所以选择 每10 d测量测定一次牛的体长以及胸围,测定时间也是下午6点;根据30 d每组奶牛的日 平均采食量和日平均增重,分别计算料奶比。
3.3.19畜产品中营养成分(feed composition)
试验结束后对不同处理下动物进行屠宰,取动物大腿部肌肉中蛋白质、脂肪、碳水化合 物等;对动物骨骼肌、肝、肾、肺和心脏中 Mn、Fe、Cu、Zn、Se、Co 的含量进行测定。试 验样品在105 C下杀酶10 min后,控制65 C烘干,用不锈钢粉碎机粉碎后过1 mm筛后, 进行样品成分测定。样品中硒的含量的测定,取0.5 g干样加7mL混合消化液(5 ml HNO3+2 ml HCLO4), 180-200 C下消化2 h,冷却后再加10 ml 4 mol/L的HCL还原10 min,重蒸馏水 定容,测定样品中总硒含量[127]。Fe、Zn、Cu、Mn和Co的测定方法如前所述。
3.4数据统计分析 采用Excel和SPSS统计分析软件对观察数据进行统计、分析和检验。
4 结果与分析
4.1硒钴对土壤肥力的影响
试验结果见表4-1,在0〜20 cm的土层中,S2C2的碱解氮含量最高(58.6 mg /kg ), 其次为S2C1 (57.7 mg /kg )S2C3 (57.1 mg /kg ) , 3者之间差异不显著,分别比S°C° (53.8 mg /kg )高 8.9 % (P<0.01)、7.2 % (P<0.05) 和 6.1 %,(P<0.05)。有机质含量同碱 解氮含量相似,二者存在较大的相关性,S2C2的有机质(9.2 g /kg )的含量最高,其次为S2C1
(8.8 g /kg )和 S2C3 (8.6 g /kg ),三者差异不显著,分别比 S0C0 (8.4 mg /kg )高 7.1 % (P<0.05)、4.8% (P<0.05)和2.4 %。速效磷之间差异不显著。
另外,S2C0〜S2C3的速效钾含量为172.8〜174.4 mg /kg,其中S2C2的含量最高,4者 之间差异不显著,和S0C0 ( 162.8 mg /kg)相比,速效钾含量提高了 6.1 % (P<0.05)和7.2 % (P<0.05),其他处理变化不明显。从试验结果可知,单施硒肥能够提高土壤中碱解氮的 含量,对速效磷和速效钾的含量影响不显著;单施钻肥对0〜20 cm 土层中碱解氮、速效磷、 速效钾以及有机质含量影响均不显著;硒钻配施不但能够提高0〜20 cm 土层中碱解氮和有 机质含量的提高,而且还能够提高该层内速效钾的含量。其中,当硒的用量在765 g/hm2,无 论是单施或者配施均有显著的土壤培肥效果,硒和钴的用量分别在 765 g/hm2、1548 g/hm2 配施下,配施效果最佳,碱解氮、速效钾和有机质含量分别提高了8.9 %、7.2 %和7.1 %。
表4-1 硒、钻肥对苜蓿草地0-20cm耕层土壤肥力的影响
Tab.4-1 Effects of Se and Co fertilizers on soil fertility of 0-20cm soil layer in alfalfa grassland
处理
Treatments 碱解氮(N mg /kg)
Available N 速效磷(P,mg /kg)
Available P 速效钾(K,mg /kg)
Available K 有机质(g /kg)
Organic matter
S0C0 52.4±3.4c 6.4±0.4 a 162.8±10.3 8.4±0.6bc
S0C1 53.5±3.3b 6.6±0.3 a 167.4±11.5 ab 8.1±0.7cd
S0C2 54.1±4.6b 6.3±0.5 ab 168.1±12.3 b 8.3±0.5c
S0C3 52.5±4.2c 6.1±0.5 b 167.2±15.2 b 8.2±0.3 c
S1C0 55.7±3.6b 6.3±0.4 a 163.7±12.4 b 8.1±0.4cd
S1C1 51.7±3.8c 6.2±0.5b 170.2±16.5 a 7.8±0.6d
SG 52.4±4.1c 6.5±0.4 a 167.5±12.2 ab 8.3±0.4c
S1C3 54.7±3.7b 6.3±0.6 ab 165.5±13.4 b 8.4±0.6bc
S2C0 55.8±5.1b 6.3±0.4 ab 173.1±14.5a 8.5±0.7b
S2C1 57.7±3.2a 6.3±0.6 ab 174.2±12.4 a 8.8±0.5ab
S2C2 58.6±3.3a 6.6±0.4 a 177.3±1.4 a 9.2±0.3a
S2C3 57.1±4.0ab 6.4±0.6 a 172.8±0.8 a 8.6±0.3 b
S3C0 54.7±3.6b 6.6±0.7 a 170.4±11.5 a 8.5±0.3b
S3C1 53.4±4.4b 6.3±0.3 ab 166.4±13.4 b 8.4±0.2bc
S3C2 53.6±3.7b 6.3±0.5 ab 157.7±15.2 b 8.1±0.4cd
S3C3 54.5±4.1b 6.4±0.3 a 158.5±14.4 b 8.2±0.5c
 
注:表中数据为平均值土标准差;同一列数据后标不同小写字母表示差异显著CPV0.05),下表同 Notes: The data at the Tab. are showed by average value 土 standard division, different small letters within the same column indicate significant difference (P<0.05) . the same as below
4.2硒钴对与苜蓿氮代谢和光合代谢有关的生理指标影响
4.2.1硒钻对叶片内硝酸还原酶(NR)含量的影响
氮素代谢在植物生长过程中起非常关键的作用,它是植株体内最基本的物质代谢之一, 是植物正常生长发育的物质基础。一般认为,硝酸还原酶(NR)是植物氮代谢过程中的关键酶, 也是限速酶,其活性高低对整个氮代谢的强弱起关键的调控作用[130、131]。硝酸还原酶的活力 还是一项筛选优良牧草品种的重要生理指标[132]。硝酸还原酶活性(NRA)在整个生育期内 呈现单峰曲线变化(表 4-2,图 4-1,4-2),在开花期达到最高峰后逐渐减弱。硒钴配施的 水平不同,硝酸还原酶的活性也不同。就硒钴单施而言,单施硒的效果好于单施钴,硒对提 高苜蓿硝酸还原酶(NR)的含量有一定效果,其中在现蕾-开花期效果突出,在开花期S2C0最 大(48.8pg・g-1・h-1),其次为 S1C0 (46.6pg・g-1・h-1),均显著地高于 S0C0,而 S。。、S0C2 与 SqC。 之间差异不显著;就硒钴配施而言,其配施效果明显好于对照和硒钴各自的单施(图 4-2), 在分枝期,S1C2 (35.8 pg・g-1・h-1)最高,与S1C1 (32.6 pg・g-1・h-1)有显著差异(P<0.05),与另 外3个处理之间差异极显著(P<0.01) ; S0C0(30.4pg・g-1・h-1)最低,与S2C1和S2C2之间差异 不显著。现蕾期和开花期,S2C2的NRA值均最高,分别为47.8 pg・g-1・h-1和56.8 pg・g-1・h-1, 与对照差异极显著(P<0.01),其次是S1C2,其NRA值分别为46.1 pg・g-1・h-1和48.8pg・g-1・h-1,
前者与对照差异极显著(P<0.01),后者差异显著(P<0.05),其它处理与对照之间差异 不显著。结荚期和成熟期,S1C2和S2C2之间差异不显著,二者均显著地高于对照,其它处理 与对照之间差异不明显。从整个生长期的平均值来看,S2C2最高(37.6 pg・g-1・h-1),比对照S0C0
(31.6 pg・g-1・h-1)高 19.0 %,达到极显著水平(P<0.01);其次是 S1C2 (36.7 pg・g-1・h-1), 与S2C2差异不显著,比对照提高了 16.1 %。另两个处理与对照相比均达到显著水平(P<0.05) 以上结果表明,单施硒的效果好于单施钻,硒对提高苜蓿硝酸还原酶(NR)的含量有一定 效果,单施钻的效果不明显;硒和钻的配施比其单施均能有效地提高NRA,增强苜蓿体内的 氮代谢水平,在现蕾期、开花期效果最显著。在4个配施处理中,低硒富钴和富硒富钴效果 突出,其中,低硒富钻有利于增强结荚期、成熟期苜蓿的NRA,富硒富钻的配施有利于增强 现蕾期、开花期苜蓿的NRA,二者分别比对照提高了 16.1 %和 19.0 %。硒钻配施提高了苜 蓿的 NRA 活性,这对控制硝酸盐在植株体内的积累,减少有害硝酸盐化合物对饲养动物的 危害有积极作用。
表4-2硒钻单配施对苜蓿硝酸还原酶活性(NRA)的影响(pg・g’h-1)
Tab. 4-2 Effects of selenium and cobalt single and combined fertilizer to NRA of alfalfa
处理
Treatments 分枝期
Shooting stage 现蕾期
Ramification 开花期
Florescence 结荚期
Pods Formation 成熟期
Ripening stage
S0C0 30.4b 37.4c 43.5c 27.4b 19.3b
S1C0 31.7b 39.8bc 46.6bc 28.3b 20.2b
S2C0 30.9bc 40.2b 48.8b 27.6b 19.7b
S0C1 28.9c 37.8c 44.2c 29.1ab 20.5b
S0C2 31.0b 38.2c 43.9c 28.7b 18.9b
S1C1 32.6b 40.7b 44.6c 28.1b 19.5b
S1C2 35.8a 46.1a 48.7b 30.2a 22.4a
S2C1 30.8bc 40.2b 43.3c 28.7b 20.7b
S2C2 31.2b 47.8a 56.8a 30.6a 21.8ab
 
60 50
40
30
20
10
0 I
分枝期(SS) 现蕾期(RF) 开花期(FS) 结荚期(PFS) 成熟期(RS)
生育期 Growth stage
图 4-1 硒钴单施对不同生长阶段苜蓿硝酸还原酶活性的影响
Fig.4-1 Effects of selenium and cobalt single fertilizers on NRA in alfalfa at different growth stages
 
 
10
0
分枝期(SS) 现蕾期(RF) 开花期(FS) 结荚期(PFS) 成熟期(RS)
生育期 Growth stage
图 4-2 硒钴配施对不同生长阶段苜蓿硝酸还原酶活性的影响
Fig.4-2 Effects of selenium and cobalt combined fertilizers on NRA in alfalfa at different growth stages
4.2.2硒钻对叶片内叶绿素含量的影响
叶绿素(chlorophyll)是光合作用的主要色素,叶绿素含量的变化直接影响到苜蓿的光合 作用。随着生育进程的推进,苜蓿叶片中叶绿素含量由高到低变化,最大值在分枝期,最小 值在成熟期。从表4-3还可看出,在硒钻单施的情况下,和S0C0相比,单施硒对苜蓿各阶段 叶绿素含量没有显著影响,单施钴能提高从开花期到成熟期叶绿素含量,说明钴有稳定叶绿 素的作用。硒钴配施的效果好于硒钴的单施,特别在现蕾和开花期效果突出,而且4个配施 处理的叶绿素含量均显著高于对照;在分枝期-开花期,只有S1C2和S2C2显著高于对照,另 外 2 个处理与对照差异不显著。但从整个生育期来看,4 个硒钴配施的叶绿素含量均显著地 高于对照,说明硒钴配施对苜蓿叶绿素含量有明显的提高效果。进一步分析得知,4 个硒钴 配施处理中效果最好的是S2C2,其生长期内叶绿素含量的平均值为2.12 mg/g FM,比对照 (1.87mg/g FM)提高了 13.4 % (P<0.01);其次为 SQ,平均值为 2.08 mg/g FM,比对照提 高了 11.2 %(P<0.05),并且和S2C2差异不明显,另外2个处理也显著地高于对照(P<0.05)。
表4-3硒钻配施对苜蓿叶绿素含量的影响(mg/g FM)
Tab. 4-3 Effects of selenium and cobalt combined fertilizer to chlorophyll content of alfalfa
处理
Treatments 分枝期
Shooting stage 现蕾期
Ramification 开花期
Florescence 结荚期
Pods Formation 成熟期
Ripening stage
S0C0 3.23±0.25b* 2.19±0.15 b 1.64±0.08 b 1.27±0.08 b 1.01±0.08 c
S1C0 3.18±0.27b 2.23±0.23 b 1.71±0.13 b 1.21±0.16 b 1.04±0.11bc
S2C0 3.31±0.18b 2.27±0.22 b 1.78±0.16 ab 1.19±0.15 b 1.05±0.08 bc
S0C1 3.19±0.33b 2.33±0.17ab 1.77±0.20 ab 1.42±0.11 a 1.12±0.15 b
S0C2 3.42±0.17ab 2.25±0.16 b 1.80±0.13 a 1.37±0.17 a 1.18±0.12 a
S1C1 3.40±0.31ab 2.31±0.17 b 1.62±0.14 b 1.38±0.14 a 1.08±0.09 b
S1C2 3.54±0.27a 2.47±0.18 a 1.81±0.12 a 1.39±0.14 a 1.19±0.11 a
S2C1 3.28±0.26b 2.26±0.21 b 1.82±0.17 a 1.40±0.13 a 1.10±0.12 b
S2C2 3.58±0.34a 2.44±0.19a 1.97±0.14 a 1.42±0.12 a 1.21±0.08 a
4.3硒钴对与苜蓿抗性生理有关的生理指标影响
4.3.1硒钴对叶片内游离脯氨酸含量的影响
通过对叶片中游离脯氨酸含量的测定,可以判断牧草的抗旱和抗寒能力。从图4-3可看 出,5个处理的游离脯氨酸含量动态呈双峰波浪式,高峰分别在现蕾期和结荚期。在分枝期 5个处理中S2C2中的游离脯氨酸积累最高(5.45 mmol/100g),其次为S2C1 (5.17 mmol/100g), 二者差异不显著,S2C2和S2C1均显著地高于其它3个处理(P<0.05) ; S0C0 (4.82 mmol/100g) 最小,与S1C1 (5.12 mmol/100g)和SG (4.98 mmol/100g)之间差异不显著;在现蕾期,S2C2 中游离脯氨酸积累最高(5.76 mmol/100g),显著高于S2C1 (5.23 mmol/100g (P<0.05), 且与S1C1 (4.78 mmol/100g)差异显著(P<0.05),与S0C0 (3.84 mmol/100g)之间差异极 显著(P<0.01);开花期和结荚期相似,S2C2最高,其次为S2C1,二者差异不显著;S0C0和 SjC 1差异不显著,S1C2最小,与其它处理有显著差异(P<0.05)。成熟期,各个处理之间差 异不显著。从以上结果可以看出,从分枝期到结荚期硒钴配施对苜蓿叶片内游离脯氨酸的积 累量有明显的影响,其中开花期最明显,其次是现蕾期。在5个处理中,富硒富钴的效果最 好,游离脯氨酸的积累量最高。生育期中苜蓿叶片内游离脯氨酸平均含量为5.01 mmol/100g 比对照提高了22.2 %,其次是富硒低钴处理,比对照提高了15.4 %,二者差异不显著。这表 明在同一生境条件下,富硒富钴施用最易积累游离脯氨酸,其对干旱的忍耐力也较其它处理 要强;其次是富硒低钴处理;低硒富钴处理和低硒低钴处理的效果不理想,除了在现蕾期有 一定效果外,在其它生育期的效果不明显。
 
 
4.3.2硒钴对叶片内钾含量的影响
叶片内钾含量反映了牧草的抗性,叶片中 K 含量越高,其抗旱和抗寒能力越强。从图
4-4可看出,分枝期,S1C2处理的叶片钾含量最咼(3.52 %),其次为S1C1 (3.48 %),二 者分另吐匕对照 S0C0 (3.29 %)提高了 7.0 %和 5.9 % (P<0.05) , S2C1 (3.14 %)和 S2C2 (3.18 %)均低于S0C0 (P>0.05)。现蕾期,S1C2 (3.43 %)最高,与S1C1 (3.29 %)差异不显著, 但显著高于另外3个处理(P<0.05), S2C1、S2C2和S0C0三者之间差异不显著。开花期, S1C2(3.23 %)值最大,其次为 S1C1(3.13 %),二者差异不显著,但与另外三个处理差异 均极显著(P<0.01),分别比对照S0C0 (2.64 %)提高了 22.2 %和18.6 %。结荚期,S2C1
(3.43 %)和 S1C1 (3.32 %)之间差异不显著,分别比 S0C0 (3.12 %)高 9.9%和 6.2 % (P <0.05)。结实期,除了 S2C2 (2.65 %)显著地低于S0C0外,其它4个处理差异均不显著。
上述结果表明,在硒用量570 g/hm2、钻用量分别为762 g/hm2和1548 g/hm2下均能提高 苜蓿整个生长期叶片中K的含量,以现蕾期到开花期效果最显著。其中,低硒富钻效果更好, 整个生长期叶片中 K 含量比对照提高了 11.6 %,现蕾期到开花期叶片中 K 含量比对照提高 了 18.9 %,这对增强苜蓿的抗旱、抗寒能力是有利的。
4
3.5
3
2.5
2
1.5
分枝期(SS) 现蕾期(RF) 开花期(FS) 结荚期(PFS) 成熟期(RS)
生育期 Growth stage
图4-4硒钻配合肥对不同生长阶段苜蓿叶片内K含量的影响
Fig.4-4 Effects of Se and Co combined fertilizers on K contents of alfalfa leaf at different growth stages
4.3.3硒钴对苜蓿病害的影响
4.3.3.1硒钻对苜蓿锈病的影响
苜蓿锈病(Uromyces striatus )是苜蓿最重要的茎叶病害之一,几乎遍及世界各地的苜蓿种 植区,该病主要发生在温暖潮湿的地区,所以也是河南夏季苜蓿最常见的病害之一。苜蓿感 染锈病后,严重地影响到牧草的光合作用,降低牧草的产量和产量,而且家畜采食后容易出 现慢性中毒。试验结果见图4-5,苜蓿锈病的发病率的规律是随着植物生长而上升,在成熟 期达到最大值。
通过硒钻配施分析,硒钻配施的4个处理的发病率均显著地低于对照S0C0,其中防病 效果最好的是S2C2,其生育期内平均发病率为3.63 %,其次是S2C1,发病率为4.00 %,比 对照(5.31 %)分别降低了 31.6 %和24.7 %。S1C和SQ的平均发病率分别为4.40 %和4.51 %,相互之间差异不显著,分别比对照降低了 17.1 %和 15.1 %,且2者与S2C1差异显著(P <0.05),与S2C2差异极显著(P〈0.01)。其中,微肥在现蕾期和成熟期防病效果最好。
从结果分析得知,4种硒钻配施肥对苜蓿的锈病有明显的抑制作用。其中,当硒(765 g/hm2)和钻(1548 g/hm2)的配合基施下,苜蓿在生长季内锈病的发病率可降低31.6 %, 当硒(765 g/hm2)和钻(762 g/hm2)的配合基施下,苜蓿锈病的发病率可降低24.7 %, 2 者均表现出较强的抑制苜蓿锈病的效果,其中在现蕾期和成熟期防病效果最好。
4.3.3.2硒钻对苜蓿叶斑病的影响
苜蓿叶斑病(Phoma medicaginis )遍布世界所有苜蓿产区,是由苜蓿假盘菌 (Pseudopezizamedicaginis)引致的叶部病害,是重要的苜蓿病害之一。该病在苜蓿的整个生 育期都可发生,成熟期造成的叶片损失较大,是苜蓿上最常见和破坏性很大的病害之一,主 要分布于温暖潮湿地区[133]。
 
 
图 4-5 苜蓿不同生育期中锈病的感病情况
Fig. 4-5 Rust infectious situation in alfalfa at different growing stages
普通叶斑病主要是叶部病害,可使叶片从下部脱落达50 %以上,严重影响到光合物质 的积累,降低抗逆性和越冬能力,在河南普通叶斑病主要发生在潮湿高温的夏季。通过硒钻 配施分析发现(图4-6),从整个生长期的平均值来看,硒钻配施对苜蓿叶斑病均有显著的 降低效果。其中,S1C1和S1C2相比,除了在开花期有显著的差异外,在其它时期差异不显 著。S2C1和S2C2除了分枝期外,各个时期差异均显著。S2C1和S2C2的平均发病率分别为4.91 %和4.75 %,相互之间差异不显著,分别比对照S0C0 (6.35 %)降低了 22.7 %和25.2 %, 2 者与对照差异极显著(P<0.01), S1C1和S1C2的平均发病率分别为5.87 %和5.71 %,相 互之间差异不显著,比对照降低了 7.6 %和10.1 %,与对照相比有显著的差异性(PV0.05)。
从结果分析得知,硒钻配施能显著降低苜蓿叶斑病的发生,其效果主要由硒的配施量决 定的,富硒的配施效果好于低硒,富钻与低钻差异不显著。其中防病效果最好的是S2C2, 其次是S2C1。也就是说,当硒(765 g/hm2)和钻(1548 g/hm2)的配合基施下,苜蓿叶斑病 的发病率可降低25.2 %,当硒的用量不变,钻的用量降低到762 g/hm2的情况下,发病率可 降低 22.7 %。
 
 
图 4-6 苜蓿不同生育期中普通叶斑病感病情况
Fig. 4-6 Brown spot disease infectious situation in different growing periods
4.3.3.3硒钻对苜蓿夏季黑茎病的影响
苜蓿夏季黑茎病(Cercospora medicaginis),也称为苜蓿尾孢叶斑病,是世界性的苜蓿毁 灭性的病害,主要发生在温带以及亚热带地区的夏季暖湿季节,该病的病原菌是苜蓿茎点 霉,属半知菌亚门,该病害会导致苜蓿系统性侵染,可使苜蓿产草量和种子产量大幅度地下 降,同时还影响到家畜健康。通过硒钻配施分析发现(图4-7),在分枝期,S2C2 (0.87 %) 最低,与另外4个处理之间差异显著(P<0.05), S1C1与S2C1和S1C2与S°C°之间差异不显著; 在现蕾-开花期,S2C1和S2C2之间差异不明显,与对照S0C0差异均显著(P<0.05),其它2个 配施处理与对照之间差异不明显;在结荚期,S2C1最低(2.87 %),与S1C2 (3.65 %)、S2C2 (3.43 %)之间差异显著(P<0.05),与另外2个处理之间差异极显著(P<0.01), S1C2与 S2C2之间差异不显著。在成熟期,S2C1最低(4.38 %),与S2C2之间差异显著(P<0.05), 另外3个处理之间差异极显著(P<0.01) , S1C1 (5.25 %)与S2C2 (5.14 %)之间差异不显著。 从整个生长期的平均值来看,S2C1的发病率最低(2.76%),其次为S2C2 (2.99 %), 2者之 间差异显著(P<0.05),分别比对照(3.69 %)降低了25.2 %和19.0 %,与均达到极显著的 差异(P<0.01) ; S1C1 (3.43 %)与S1C2 (3.42 %)之间差异不显著,分别比对照(3.69 %) 降低了 7.0 %和7.1 %,差异显著(卩<0.05)。
从结果分析得知,硒钴配施能显著降低苜蓿夏季黑茎病的发生,而且硒比钴效果突出 其效果也主要由硒的配量决定的,富硒的配施效果好于低硒,钴的效果不明显。当硒的用量 在765 g/hm2,钻的用量在1548 g/hm2的配施条件下,夏季黑茎病的发病率可降低25.2 %,当 硒的用量在765 g/hm2,钻的用量在762 g/hm2的配施条件下,发病率可降低19.0%。
 
图4-7 苜蓿不同生育期中夏季黑茎病的感病情况
Fig.4-7 Summer black stem infectious situation in alfalfa different growing periods
4.3.3.4硒钴对苜蓿根腐病的影响
苜蓿根腐病(Phytophthora megasperma)是在暖温带地区生产中引起苜蓿产量损失和高 产期缩短的主要原因之一,主要由疫霉、镰刀菌及腐菌等70多种菌引起的[133],另外,不良 环境和害虫也参与该病的发生,特别是在土壤粘重、环境潮湿下更为严重。该病会导致苜蓿 成株大片死亡,苜蓿草地提早衰败。在分枝期,根腐病的发病率不高,对照S°C 0的发病率为 1.21 %,各配施处理均没有病发;在现蕾期,S2C2 (2.81 %)最高,与S2C1 (2.67 %)之间差 异不显著,2者显著地高于其它3个处理(P<0.05), S1C2 (2.17 %)最低,与另外4个处理 之间有显著的差异性(P<0.05) , S2C1 (2.67 %)与 S1C1 (2.54 %)、S0C0 (2.54 %)与 S0C0 (2.48 %)之间差异均不显著(图4-8)。
从开花到成熟期,S1C2均在5个处理中最低,与S°C0差异极显著(P<0.01),其它3个硒 钻配施处理也均显著地高于对照(P<0.01)o从整个生长期苜蓿根腐病发病率的平均值来看, S2C2 (3.90 %)最高,其次为S2C1 (3.85 %) , 2者之间无明显差异,分别比对照提高了15.4 %
分枝期(SS) 现蕾期(RF) 开花期(FS) 结荚期(PFS) 成熟期(RS)
紫花苜蓿的生育期(alfalfa growth durations)
图4-8苜蓿不同生育期中根腐病的感病情况
Fig.4-8 Root rot infectious situation in alfalfa different growing periods 和15.1 %, S1C1 (3.42 %)与对照之间无显著差异,S1C2 (2.71 %)最低,比对照降低19.8 % (P<0.01)。
从结果分析得知,硒钴配施在分枝期对预防根腐病有一定的效果,硒钴配施中硒的量宜 低不宜高,否则不但对根腐病没有预防效果,反而增加后期病害的发生;配施中钴的量适高 不宜低,否则效果不明显。当硒的用量在570 g/hm2,钻的用量在1548 g/hm2的配施条件下, 效果最好,发病率可平均降低19.8 %,其中在结荚-成熟期预防效果最佳。
4.4硒钻对苜蓿生长与产量的影响
4.4.1硒钻对苜蓿叶面积比(ZdR)与净同化率(NAR)的影响
4.4.1.1叶面积比(ZAR)
叶片是苜蓿进行光合作用产生干物质的器官,反映其单位叶量和光合能力。该值越小, 说明叶面积增加幅度小于生物量增加,光合能力和干物质积累能力越强。试验结果见表4-2, 在分枝期,单硒处理S1C0和S2C0的LAR值与S0C0差异均不显著,单钻处理S0C1和S0C2 的LAR值均低于S0C0,硒钻配施下S1G、S1C2、S2C1和S2C2 4个处理的LAR值均低于S0C0 (9.43 m2/kg),分别比 S0C0 降低 2.77 %、5.30 %、2.65 %和 2.01 %,其中 S0C0 与 S1C2 的 LAR值(8.93 m2/kg)之间差异显著(P<0.05),与另外3个处理差异不显著;在现蕾期, 各硒钻单施处理的LAR值均低于S0C0,其中S1C0与S0C0之间差异显著,硒钻配施各处理 也均低于 S0C0,S0C0 的 LAR 值(6.81 m2/kg)最大,S1C2 (6.12 m2/kg)最小,S0C0 比 S1C2 高10.13 %,差异最显著。另外,S0C0也分别高于其它3个处理,但差异不显著。在开花期, 单硒处理S1C0和S2C0的LAR值均低于S0C0,其中S2C0与S0C0差异显著(P<0.05),单钻 处理S0C1和S0C2均与S0C0差异不显著,各硒钻配施处理的LAR值均显著地低于S0C0OS0C0 (4.58 m2/kg)分别比 SC、S1C2、S2C1 和 S2C2提高了 &08 %、10.26 %、9.17 %和 7.00 %, 均达到显著水平;在结荚期,单硒处理的LAR值均高于S0C0,其中S2C0与S0C0之间差异 显著,单钻的2个处理与S0C0差异不显著。4个配施处理中,除了 S2C1与S0C0差异不显著 外,其它差异均显著。在成熟期,各处理均高于S0C0,但除了 S2C0和S2C2外,其它各处理 差异均不显著。
由以上分析可知,单施钻能降低分枝到现蕾期的LAR值,单施硒能降低现蕾到开花期 的LAR值,硒钻合理配施比2者单施更能显著地降低LAR值,促进从分枝到开花期的有效 光合叶面积的增加,增强光合作用,降低呼吸作用,其中在开花期最显著。成熟期,效果正 好相反,施用硒钴配合肥加强了苜蓿的呼吸作用,促进植物的衰老,所以硒钴配合基施能有 效地促进苜蓿从分枝到开花期叶片的光合能力,降低呼吸消耗,有利于苜蓿的花前青干草生 产。在4个硒钻配合基施中,低硒富钻(S1C2)的效果最好,其次为低硒低钻(S1CJ和富 硒低钻(S2C1)。
 
表 4-4 苜蓿叶面积比与净同化率测定值 (1m2 )
Tab. 4-4 Measure data of LAR (m2/kg) and AAR[g/(m2・d)] of alfalfa
试验处理
Treatments 生育期 Growth period
分枝期
Shooting stage 现蕾期
Ramification 开花期
Florescence P 结荚期
*ods formation 成熟期
Ripening stage
持续天数(d) 15-18 15-20 15-20 20-25 20-25
S0C0 LAR 9.43±0.89 a 6.81±0.57 a 4.58±0.36 a 4.37±0.29 b 4.36 ±0.18 b
NAR 5.47±0.62 b 6.33±0.23 b 6.77±0.29 b 2.54±0.17 a 0.82±0.26 a
S1C0 LAR 9.46±0.78 a 6.17 ±0.52 a 4.23±0.31 at 4.57±0.45 ab 4.47±0.32 b
NAR 5.45±0.73 b 6.90±0.43 a 6.92±0.36 at 2.48±0.13 ab 0.78±0.07 ab
S2C0 LAR 9.43±0.58 a 6.38 ±0.42 ab 4.18±0.36 b 4.67±0.34 a 4.58±0.28 a
NAR 5.48±0.53 b 6.74±0.38 a 6.95±0.53 at 2.43±0.13 b 0.72±0.05 b
S0C1 LAR 9.20±0.74 ab 6.39 ±0.52 ab 4.45±0.26 a 4.42±0.43 b 4.41±0.32 b
NAR 5.64±0.73 ab 6.74±0.34 a 6.78±0.44 b 2.48±0.15 ab 0.79±0.06 a
S0C2 LAR 9.38±0.62 a 6.56 ±0.49 a 4.62±0.27 a 4.36±0.26 b 4.40±0.27 b
NAR 5.57±0.42 b 6.55±0.38 ab 6.74±0.48 b 2.57±0.20 a 0.80±0.06 a
S1C1 LAR 9.17±0.65 ab 6.28 ±0.48 ab 4.21±0.31 b 4.56±0.26 a 4.43±0.32 b
NAR 5.62±0.73 b 6.86±0.43 a 6.98±0.32 ab 2.47±0.22 ab 0.79±0.07 a
S1C2 LAR 8.93±0.48 b 6.12±0.38 b 4.11±0.35 b 4.71±0.37 a 4.57±0.26 ab
NAR 5.94±0.25 a 6.98±0.35a 7.23±0.85 a 2.41±0.17 b 0.74±0.06 b
S2C1 LAR 9.18±0.52 ab 6.36±0.61 ab 4.16±0.38 b 4.57±0.31 ab 4.53±0.23 ab
NAR 5.67±0.42ab 6.75±0.37a 7.04±0.45ab 2.46±0.22 ab 0.77±0.04 ab
S2C2 LAR 9.24±0.68 ab 6.49±0.43 a 4.26±0.24 b 4.68±0.27 a 4.71±0.41 a
NAR 5.58±0.31b 6.49±0.53ab 6.87±0.30b 2.42±0.23 ab 0.72±0.06 b
 
4.4.1.2净同化率(NAR)
也称为单位叶速率(ULR),是单位叶面积生产干物质的速率,NAR是瞬间值。NAR 的变化过程与LAR不同,是由低到高,然后再由高到低的过程。对照S0C0的峰值在开花期, 其它 4 个处理的峰值在现蕾期(表 4-4)。
在分枝期,硒钻单施的各NAR值与S0C0之间差异不显著,并且相互之间显著也不差异。 硒钻配施能提高苜蓿的NAR值,S1C1、S1C2、S2C1和S2C2 4个处理的NAR值为5.58-5.94 g/(m2・d),均高于S0C0,其中S1C2 (5.94 g/(m2・d))与S°C°差异显著,其它处理与S°C°差异 不显著。在现蕾期,硒钻单施和配施各处理的NAR均高于S0C0,而且相互之间显著不显著。 S0C2和S2C2之间差异不显著,均与S0C0差异不显著。SQ、S1C2、S2C1的NAR值为6.75-6.98 g/(m2・d),均显著地高于对照 S0C0 (6.33 g/(m2・d)) (P<0.05),比 S。© 高 6.64 %-10.27 %。
在开花期,硒钻单施的4个处理的NAR值为6.74-6.95 g/(m2・d),均与S0C0差异不显著。 4个配施处理的NAR值为6.87-7.23 g/(m2・d),均高于S0C0 (6.77 g/(m2・d))和硒钻的单施,其 中,S1C2的NAR值为7.23 g/(m2・d),比S0C0高6.80 % (P<0.05),效果显著。在结荚期, 除了 S0C2外,其它处理均低于S0C0,其中,S2C0与S0C0差异显著。成熟期和结荚期相似, 各硒钻处理均低于S0C0,其中S2C0和S1C2分别与S0C0差异显著。其它处理之间差异不显著。
由上述分析可以看到,硒钻单施能在一定程度上提高苜蓿开花前的NAR值,提高苜蓿的 净光合能力。硒钴配施比硒钴单施更能够显著提高现蕾到开花期苜蓿的净光合能力,提高苜 蓿的单位叶面积生产干物质的速率。在4个配施处理中,低硒配施效果好于富硒,当硒钴用 量分别在570 g/hm2和1548 g/hm2配合基施下(低硒富钻),苜蓿在现蕾-开花期的净光合能 力最强。单钴处理对苜蓿结荚到成熟期的净光合能力影响不大,而单硒或者硒钴配施会降低 生殖生长时期苜蓿的净同化率(NAR)。
4.4.2硒钻对绝对生长率(AGR)与相对生长率(RGR)的影响
AGR与RGR是2个不同的变化曲线,AGR呈单峰曲线,峰值处在开花期,前期上升, 而后呈下降曲线;而RGR呈由高到低的衰减曲线。AGR与RGR实际上动态反映苜蓿生物量 的动态特点(表 4-5)。
在分枝期,硒钻单施下的AGR均高于S0C0,施钻的效果好于施硒。硒钻配施的效果好于 硒钻的单施,其中S1C1和S1C3与对照S0C0差异显著,2者也显著地高于其它硒钻单施或 配施处理;在现蕾期,硒钻单施的各个处理的AGR均高于S0C0,配施中S1G的AGR值最 大(12.52 g/ m2・d),其次为 S1C3 (12.48 g/ m2・d),分别比 S0C0 高 12.49 %和 12.13 % (P <0.01),相互之间差异不显著。S1C1和S1C3均显著地高于其它处理。在开花期,S1C0和 S2C0的AGR分别为19.15 g/ m2・d和19.04 g/ m2・d,分别比S0C0高&00 %和7.39 %,达到显 著水平。S0C1和S0C2的AGR分别为18.24 g/ m2・d和18.11 g/ m2・d,均高于SG和S2C0,且 与S0C0差异不显著。硒钻配施的各处理均高于S0C0,其中S1C1和S2C1分别与S0C0差异显 著。在结荚期,除了 S1C0和S2C0的AGR较低外,其它处理之间差异不显著。
在成熟期,S1C1值(2.84 g/ m2・d)最大,其次为S2C1和S0C2,相互间差异不显著,与 S0C0相比差异均不显著。S1C2值(2.60 g/ m2・d)最小,其次为S2C2, 2者与S0C0之间差异 显著。AGR与RGR的规律不同,AGR体现苜蓿群体增长的速率,也就是苜蓿总生物量的增 长动态,而 RGR 是由牧草自身发育节律影响,全现了牧草积累干物质的速度及效率,是个 体动态。生长初期植物体小,增加幅度大,RGR就大;成熟以后,植物体庞大,增加幅度 也就小,RGR递减。在分枝期,硒钻单施下各处理的RGR值与S0C0差异不显著。各硒钻 配施下的RGR值均高于S0C0,其中,S1C1 (0.40 g/g・d)和S2C1 (0.41 g/g・d)分别比S0C0 高11.1 %和12.33 %,差异显著(P<0.01)。在现蕾期,各硒钻单施处理的RGR值均高于 S0C0,但差异不显著。硒钻配施中S1C1和S2C1显著地高于S0C0,S1C2和S2C2与S0C0差异 不显著。在开花期,S1C0显著高于S0C0,其它处理之间差异不明显。各处理在结荚-成熟期 差异也不显著。
从以上分析可知,硒钴单施和配施均能在不同程度上促进苜蓿从分枝到开花期绝对生长
率以及分枝期相对生长率的提高。硒钴配施效果好于硒钴的单施,当硒用量分别在570 g/hm2, 钻用量在670-1548 g/hm2的配合基施下,苜蓿的AGR与RGR均达到最佳水平。另外,硒钻单 施和配施对开花后苜蓿的绝对和相对生长率影响不大。
表4-5苜蓿绝对生长率和相对生长率测定值(1m2 )
Tab. 4-5 Measure data ofAGR(g/ m'd) and RGR [g/g・d] of alfalfa
生育期 Growth period
试验处理
T + + 分枝期 现蕾期 开花期 结荚期 成熟期
Treatments
Shooting stage Ramification Florescence Pods formation Ripening stage
 
4.4.3硒钻对对苜蓿根瘤的影响
苜蓿根瘤量反映土壤天然氮肥能力。测定结果见表4-6,无论硒钴单施还是配施主要对0-20 cm 土层根瘤量有显著影响,而对20-40 cm 土层根瘤量影响不显著。在0-20 cm的土层中,S1C0、 S2C0和S0C0 3者差异不显著,说明单施硒对0-40 cm整个土层中根瘤均没有显著影响;S0C1 与S0C2均显著地高于S0C0,说明单施钻能有效地促进根瘤的生长,增加苜蓿根瘤量。在硒钻 配施中,S1C1的根瘤量最多,0-10 cm和10-20 cm 土层中的根瘤量分别为7.633 mg DM/m2和 1.454 mg DM/m2,、和S2C0相比分别提高了 10.26 %和10.07 % (P<0.01),不但显著地高于 其它硒钻配施、而且显著地高于S1C0、S2C0和S0C0。
从以上分析可知,单施硒对苜蓿根瘤量没有显著的影响,单施钻或者硒钻配施均有利于根 瘤生长,增加根瘤量。当钻量在762 g和1548 g的单施,或者钻量在762 g与硒量在570 g/hm2 的配施下,苜蓿的根瘤量和其它处理相比达到显著高的水平。所以在苜蓿的草地上,合理施 用硒能够增强苜蓿的固氮能力,增强根系对耕作层土壤养分的吸收和同化能力。
表4-6苜蓿不同土层根瘤量的平均测定值(mg DM/m2)
Tab. 4-6 Measure data of root nodule volumes in different soil layers
土层 soil layer
试验处理
Treatments 0-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-40cm
S0C0 6.923 b 1.321 b 0.412 a 0.025 a 8.681 c
S1C0 7.045 b 1.344 b 0.386 a 0.031 a 8.806 bc
S2C0 7.113 b 1.282 b 0.367 a 0.030 a 8.792 c
S0C1 7.366 ab 1.428 a 0.402 a 0.028 a 9.224 b
S0C2 7.981 a 1.541 a 0.397 a 0.027 a 9.946 a
S1C1 7.633 a 1.454 a 0.414 a 0.031 a 9.530 ab
S1C2 7.414 ab 1.347 b 0.377 b 0.032 a 9.170 b
S2C1 7.479 ab 1.290 b 0.389 ab 0.041 a 9.199 b
S2C2 6.918 b 1.266 b 0.392 a 0.039 a 8.615 c
 
4.4.4硒钻对花期苜蓿的地上与地下生物量的影响
结果见表4-7和表4-8,从硒钻基施第2年(2007年)的情况来看,无论硒钻单施还是 配施,苜蓿的地上生物量均高于S0C0,其中,S1C1最大,其次为S1C2、S3C0和S0C1,4者 相互之间差异不显著,与S0C0相比,分别提高了 &68 %、7.68 %和7.45 %,差异均显著。 单施钻和硒钻配施处理均可提高苜蓿的地下生物量。16个处理的根冠比为1.04-1.13,除了 S1C0和S1C1较低外,其它处理差异不显著。
从硒钴基施第 3 年(2008年)的情况来看,其地上生物量低于基施第 2年的生物量, 地下生物量和根冠比却高于第2年的,其中S1C1地上生物量最高,其次为S0C2和S1C2, 3 者分别比S0C0高7.45 %、7.33 %、6.58 %; S0C2的地下生物量最高,其次为S°G和S1G,3 者与S0C0差异显著,和S0C0相比分别提高了 7.62 %、6.75 %、5.10 %。硒钻基施第3年的 根冠比为1.40-1.55,其中S2C2的根冠比最大(1.55),其次为S0C1 (1.52)、S2C3 (1.52) 和 S2C0 (1.51), 3 者均高于 S0C0 (1.49)o
从试验结果可以看出,从2年总的情况来看,单施钴以及低硒与钴的配施能够显著提高 苜蓿的地上和地下生物量,当硒用量分别在570 g/hm2,钻用量在762和1548 g/hm2分别配 合基施下,苜蓿的地上生物量均达到最佳水平,分别比对照平均提高了 8.06 %、5.57 %。单 施钴可提高苜蓿的根冠比,有利于提高苜蓿的抗旱能力。
 
表4-7播种后第2年苜蓿花期地上生物量和地下生物量的测定值(样方面积:1m2 )
Tab. 4-7 Measure data of underground biomass and aboveground biomass of alfalfa in 2007
处理
Treatments. 地上生物量 (gDM/m2) Aboveground biomass 地下生物量(gDM/m2) Underground biomass 根冠比
AB/UB ratio
S0C0 570.67±42.75 b 632.45±43.56 b 1.10±0.11 a
S0C1 613.21±58.74 a 682.41±48.63 a 1.12±0.07 a
S0C2 590.24±61.25 a 663.16±66.05 a 1.13±0.12 a
S0C3 596.53±54.43 a 673.23±54.48 a 1.13±0.10 a
S1C0 598.76±51.25 a 624.78±61.83 b 1.04±0.08 a
S1C1 620.21±43.42 a 657.56±53.45 a 1.06±0.04 a
S1C2 614.48±42.32 a 649.12±56.38 ab 1.06±0.07 a
S1C3 584.63±38.88 ab 617.18±56.38 1.06±0.07 a
S2C0 583.86±47.86 ab 642.66±58.51 a 1.10±0.10 a
S2C1 598.53±32.87 a 646.06±36.29 ab 1.08±0.10 a
S2C2 583.47±51.56 ab 630.15±45.38 a 1.08±0.06 a
S2C3 601.44±47.54 a 645.33±56.89 ab 1.12±0.09 a
S3C0 613.54±60.09 a 638.70±44.82 b 1.07±0.06 a
S3C1 601.74±54.42 a 680.02±61.35 a 1.13±0.07 a
S3C2 603.77±47.89 a 674.65±60.12 a 1.12±0.06 a
S3C3 598.89±48.87 a 651.43±48.67 ab 1.09±0.07 a
表4-8播种后第3年苜蓿花期地上生物量和地下生物量的测定值(样方面积:1m2 ) Tab. 4-8 Measure data of underground biomass and aboveground biomass of alfalfa in 2008
 
 
处理
Treatments. 地上生物量 (gDM/m2)
Aboveground biomass 地下生物量(gDM/m2)
Underground biomass 根冠比
AB/UB ratio
S0C0 478.75±33.15 b 714.42±56.42 c 1.49±0.12 b
S0C1 501.56±42.87 a 762.65±70.73 a 1.52±0.16 a
S0C2 512.84±31.77 a 768.88±68.17 a 1.50±0.14 a
S0C3 467.43±39.16 b 704.54±71.06 c 1.51±0.12 a
S1C0 471.52±38.51 b 708.34±68.52 c 1.49±0.10 b
S1C1 513.84±42.81 a 750.19±64.37 a 1.46±0.09 b
SG 510.24±28.52 a 716.22±46.72 c 1.40±0.12 c
S1C3 492.38±34.73 a 740.41±47.66 a 1.50±0.11 a
S2C0 482.04±41.36 ab 731.20±70.78 ab 1.51±0.13 a
S2C1 493.38±34.73 a 740.41±47.66 a 1.50±0.11 a
S2C2 476.78±32.74 b 736.81±38.68 ab 1.55±0.15 a
S2C3 463.11±42.17 b 702.53±62.77 c 1.52±0.11 a
S3C0 478.54±41.65 b 717.16±32.44 c 1.49±0.13 b
S3C1 502.13±22.54 a 705.12±62.93 c 1.40±0.12 c
S3C2 493.38±34.71a 733.41±47.66 ab 1.49±0.12 b
S3C3 476.78±32.74 b 712.45±43.45 c 1.49±0.13 b
4.4.5硒钻对苜蓿果实产量和千粒重的影响
试验结果见表4-9,就播种第2年(2007年)的果实产量来看,无论硒钻单施还是配 施,种子产量均低于S0C0,降幅为2.54 %-11.51 %,其中以S2C1和S2C2 2个处理降幅最大, 分别为10.83 %和11.51 % (P<0.01), S1C0、S0C1、S1C1 S1C2下降幅度不显著。播种第3 年(2008年)各处理的差异没有2007年明显,S2C2、S2C1和S2C0分别比S0C0下降了 7.11 %、 10.04 %、13.75 %。其它处理与S0C0相比差异不显著。
从2年的千粒重来看,单硒处理的S1C0和S2C0与S0C0差异不显著,单钻处理的S0C1和 S0C2均显著地高于S0C0,各硒钻配施的千粒重也高于S0C0。基施钻和硒钻配合肥料后,2007 年千粒重的提高幅度为4.82 %-14.68 % (表4-9),其中以S0C2和S1G 2个处理提高幅度最 大,分别为14.68 %和13.52 %o 2008年的提幅为1.71 %-14.84 %,其中以S°G和S0C2 2个 处理提幅最大,分别为14.84 %和12.38 %。
通过试验结果可以看出,无论硒钴的单施或者配施均不会提高苜蓿果实的产量,富硒以 及富硒与钴的配施却显著地降低果实产量,低钴与低硒的单施以及低硒与钴的配施对果实产 量无显著的影响。硒钴的单施和配施均能提高果实的千粒重,以钴的单施以及低硒与钴的配 施效果最佳,也就是说当钻量分别在762 g/hm和1548 g/hm的单施下,或者与570 g/hm2的 硒配合基施下,苜蓿果实的千粒重达到理想的水平(1.91-2.14 g)。
表4-9 2年内苜蓿果实产量和千粒重的测定值(样方面积:1m2 )
Tab. 4-9 Measure data of grain yields and 1000-grain weight of alfalfa for 2 years
处理
Treatments 果实产量 grain yield(g/m2) 千粒重 1000-grain wt.(g)
2007yr 2008yr 2007yr 2008yr
S0C0 45.45±2.34 a 41.75±3.19 a 1.723±0.056 b 1.866±0.042 b
S1C0 44.32±3.87 a 40.57±3.35 ab 1.789±0.068 b 1.887±0.073 b
S2C0 40.63±4.48 b 36.01±3.28 c 1.783±0.053 b 1.928±0.083 ab
S0C1 43.33±3.87 a 42.13±4.09 a 1.918±0.032 a 2.143±0.103 a
S0C2 41.36±3.77 b 41.56±3.16 a 1.976±0.058 a 2.097±0.087 a
S1C1 42.21±3.42 ab 41.78±2.53 a 1.956±0.045 a 2.083±0.068 a
S1C2 43.27±4.12 a 40.94±1.89 a 1.912±0.038 a 2.035±0.037 a
S2C1 40.53±2.87 b 37.56±3.05 bc 1.806±0.029 ab 1.914±0.072 ab
S2C2 40.22±3.43 b 38.78±2.84 b 1.965±0.038 a 1.898±0.066 b
4.5 硒钻对苜蓿青干草营养水平的影响
4.5.1硒钻对苜蓿青干草硒钻积累量和利用率的影响
4.5.1.1硒钻对苜蓿中硒的形态分析
牧草中的硒分为无机硒和有机硒,有机硒含量越高,利用越安全,利用效率越高。试验
结果(表4-10)表明,单施硒能提高苜蓿青干草中全硒的含量,和对照相比,低硒组和富硒 组青干草中全硒的含量分别提高了 398.74 %和 815.72 %,但有机硒转化率没有明显的差异 性。另外,钻的单施也能提高苜蓿青干草中全硒的含量,低钻组和富钻组青干草中全硒的含 量分别提高了的80.50 %和 68.55 % (P<0.01),对有机硒转化率也没有明显的影响。这说 明,单施硒或钻均可提高苜蓿青干草中全硒的含量,对有机硒的转化率没有影响,也就是说 无机硒和有机硒的提高是同步的,而且苜蓿对硒的吸收与转化存在着最大效率和浓度。
在硒钻混施的4个处理中,富硒低钻组的全硒和有机硒含量最高,分别比对照组高
1097.48%和1358.47 %,分别比富硒组高30.77 %和56.17 %;其次为富硒富钻组,其总硒和 有机硒的含量分别分别比对照组高915.72 %和1160.17 %,比富硒组高10.92 %和34.94 %, 在低硒低钻和低硒富钻的2个低硒组中,其总硒和有机硒含量均显著地高于不施硒钻的对照 组,但显著地低于以上富硒的2个处理组。
从试验结果可以看出,无论硒钻单施还是混合施,随着肥料中硒量的增加,苜蓿青干草 中全硒和无机硒有机硒含量也随之显著增加,而且苜蓿表现为对硒的奢侈吸收。相对硒的单 施,钻与硒的混施能增强苜蓿对硒的吸收,其中低量钻与硒搭配比高量钻与硒搭配效果更显 著。就有机硒的转化率而言,随着混合肥料中硒和钻量的增加,苜蓿有机硒的转化率明显提 高,对照组中有机硒的转化率为74.21 %,而4个混施处理的有机硒的平均转化率为87.89 %, 是对照的1.18倍,达到显著水平。就硒钻混施效果来看,低钻富钻的有机硒平均转化率分别 为86.14 %和 89.64 %,这说明钻能够加强苜蓿对硒的吸收和转化,提富硒钻混合肥料中的钻 量有利于提高苜蓿有机硒的转化率。所以,和单施硒钻相比,硒钻混施不但能提富硒的含量, 还能够提高有机硒的转化率。
表 4-10 硒钻单施和配施对苜蓿花期青干草中各种形态硒的含量及有机硒转化率的影响
Tab. 4-10 Effects of selenium and cobalt single and combined application on Se forms and organic Se
transformation ratio in alfalfa hays in flowering stage
试验处理
Treatments 硒含量 Se content (mg/kg) 有机硒的转化率
Ratio of transfor.(%)
全硒 Total Se 无机硒
Inorganic Se 有机硒
Organic Se
S0C0 1.59e 0.41d 1.18e 74.21b
S1C0 7.93c 2.14b 5.79d 73.01bc
S2C0 14.56b 3.54a 11.02c 75.69b
S0C1 2.87d 0.80c 2.07e 72.13c
S0C2 2.68d 0.71c 1.97e 73.51b
S1C1 9.22c 1.67b 7.55d 81.89b
S1C2 8.30c 1.06c 7.24d 87.20ab
S2C1 19.04a 1.83b 17.21a 90.38a
S2C2 16.15b 1.28c 14.87b 92.07a
注:有机硒=全硒-无机硒;有机硒转化率=有机硒/全硒><100%
Notes: Organic Se=Total Se-Inorganic Se; Ratio of transformation of organic Se = Organic Se/Total Se>100%
4.5.1.2硒钻对苜蓿中硒的形态分析硒钻积累量和转化率的影响
从试验结果(表4-11)可以看出,9个处理组的苜蓿干物质产量为11.06〜11.90 t DM/hm2, 其中富硒低钻组和富硒富钻组之间差异不显著,均显著地高于对照组,其它处理之间差异均 不显著。说明虽然单施硒或者钻对苜蓿青干草产量影响不大,但硒钻混施能显著提高苜蓿青 干草的产量。9个处理的苜蓿硒积累量为17.80〜226.58 g/hm2,其中,硒钻混施组〉单施硒 组〉单施钻组〉对照组。从4个硒钻混施处理的效果来看,富硒低钻组〉富硒富钻组〉低硒 低钻组〉低硒富钻组,富硒低钻组的混施效果最显著,硒的积累量为226.58 g/hm2,是对照 组的12.73倍、是富硒组的1.36倍,均达到显著水平。这说明,单施硒能显著提高苜蓿茎叶 中硒的积累量,硒量越高,苜蓿积累量越高;单施钻也能提富硒的积累量,增加钻对硒的积 累量影响不大;硒钻混施的效果好于2者的单施,其中,富硒的效果好于低硒,硒与低钻的 混施效果好于与富钻的混施。当硒钻用量分别在765和762 g /hm2的情况下,2者的混施对 提富硒积累量效果最有效,其硒的积累量为226.58 g/hm2,比对照组高1172.91 %,比单硒组 高 35.92 %o
从表4-11还可以看出,各处理的苜蓿钻积累量为25.19〜64.89 g/hm2,其中,对照组最 小,且与低硒组和富硒组差异不显著,低硒低钻组与低钻组以及低硒富钻组与富钻组之间差 异均不显著,富硒低钻和富硒富钻组之间差异不显著,均显著地高于其它处理组。从4个硒 钻混施处理的效果看,富硒富钻组〉富硒低钻组〉低硒富钻组〉低硒低钻组,富硒富钻组的 效果最显著,钻的积累量为64.89 g/hm2,是对照组的2.58倍,是富硒组的2.39倍。
这说明,单施硒不能提高苜蓿钻的积累量,硒量的多少对牧草中钻的积累量影响不大; 单施钻能提富钻的积累量,富钻的效果好于低钻;硒钻混施的效果好于2者的单施,其中当 硒钻用量分别在765和1 548 g /hm2的情况下,2者的混施对提富钻积累量效果最有效,其钻 的积累量为64.89 g/hm2比对照高157.62 %,比单施钻高29.80 %。
从硒钻的利用率(表4-12)来看,苜蓿对硒的利用率为38.00 %〜64.93 %,远远高于对 钻的利用率(9.32 %〜22.18 %) o在单施硒的情况下,富硒显著地高于低硒;混施和单施相 比,硒利用率有一定的提高,在低硒情况下低硒低钻和低硒富钻均与低硒差异不显著;在富 硒的情况下,富硒低钻〉富硒富钻〉富硒,其中富硒低钻显著地高于富硒富钻和富硒,富硒 富钻和富硒差异不显著。在硒钻混施的4个处理中,富硒低钻〉富硒富钻〉低硒低钻〉低硒 富钻。这说明苜蓿对硒的利用率是随着施用量的增加而提高,富硒的利用率显著高于低硒, 富硒与钻的混施效果好于低硒与钻的混施,低钻与硒的混施效果好于富钻与硒的混施。低硒 与钻的混施与单施硒差异不显著。
 
表 4-11 硒钴单施和混施对苜蓿整个生长期青干草硒钴积累量的影响
Tab. 4-11 Effects of Se and Co single and combined application on Se and Co accumulation amounts
of alfalfa hay in whole growing period
试验处理
Treatments 硒(Se) 钻(Co)
硒含量
Se contents (mg/kg
DM) 干物质产
DM yield
(t DM/hm2) 硒积累量
Se accumu.
(g/hm2) 钴含量
Co contents
(mg/kg DM) 干物质
DM yield (t DM/hm2) 钴积累量
Co accumu. (g/hm2)
S0C0 1.59e 11.19b 17.80 e 2.25d 11.19b 25.19 d
S1C0 7.93c 11.06b 87.71 c 2.30d 11.06b 25.44 d
S2C0 14.56b 11.45ab 166.71 b 2.36d 11.45ab 27.02 d
S0C1 2.87d 11.16b 32.03 d 4.21c 11.16b 46.98c
S0C2 2.68d 11.25ab 30.15 d 4.44c 11.25ab 49.95 bc
S1C1 9.22c 11.12b 102.53 c 4.30c 11.12b 47.82 c
S1C2 8.30c 11.30ab 93.79 c 4.95b 11.30ab 55.94 b
S2C1 19.04a 11.90a 226.58 a 5.10b 11.90a 60.69 a
S2C2 16.15b 11.80a 190.57 b 5.50a 11.80a 64.89 a
硒钴积累量=硒钴含量>干物质 Se and Co accum. amount= Se and Co contents>dry matter
 
表4-12硒钻单施和混施对苜蓿整个生长期青干草硒钻利用率的影响
Tab.4-12 Effects of Se and Co single and combined application on Se recovery of alfalfa hay in whole growing period
试验处理-
Treatments 硒(Se) 钻(Co)
硒施用量
Se applied amount (g/hm2) 硒积累量 Se accumu.
(g/hm2) 硒利用率
Se recovery (%) 钻施用量
Co applied amount (g/hm2) 钻积累量 Co accumu.
(g/hm2) 钻利用率
Co
recovery (%)
S0C0 17.80 e 25.19
 
S1C0 200.00 87.71 d 44.00 c
S2C0 266.00 166.71 b 63.33b
S0C1 160.00 46.98c 13.62 b
S0C2 330.00 49.95 b 7.50 c
S1C1 200.0 102.53 42.36 c 160.00 47.82 14.13 b
S1C2 200.0 93.79 38.00 c 330.00 55.94 9.32 c
S2C1 266.0 226.58 78.47 a 160.00 60.69 22.18 a
S2C2 266.0 190.57 64.93 b 330.00 64.89 12.03 b
肥料养分利用率=(施肥后苜蓿养分积累量一未施肥养分积累量)>100/施肥养分量,下同。
 
Fertilizer recovery =(nutrient accumulation after fertilization—nutrient accumulation without fertilization)
>100/ nutrient volume of fertilizers, the same below.
就钻的利用率而言,在单施的情况下,低钻显著地高于富钻,说明苜蓿对钻的利用率是 随着钻量增加而降低;在硒钻混施下,苜蓿对钻的利用率明显高于单施,其中富硒低钻>低 硒低钻〉富硒富钻〉低硒富钻,从中可以看出钻与富硒的混施效果好于与低硒的混施,钻与 低硒的混施效果好于钻的单施。
从以上结果可以看出,当硒和钻的用量分别在765和762 g /hm2情况下,苜蓿青干草中 硒和钻的利用率均达到最大值,分别为78.47 %和 22.18 %,分别比硒和钻的单施提高了 46.20 %和 110.03 %o
4.5.2硒钻对苜蓿青干草营养成分的影响
4.5.2.1硒钻对苜蓿青干草硒钻含量的影响
试验结果见表4-13,通过在苜蓿草地基施硒钻肥料,苜蓿青干草中硒钻含量与对照组相 比有很大的提高。经盛花期测定,对照组苜蓿青干草中硒和钻含量分别为1.59和2.25 mg/kg, 低硒和富硒组硒的含量分别是对照组的4.99和9.16倍,均达到了显著水平;而2者钻的含 量分别为2.30和2.36 mg/kg,与对照组差异不显著。低钻和富钻中硒的含量分别是对照组的 1.81和1.69倍,均达到了显著水平,而且相互之间差异不显著;而2者钻的含量分别为4.21 和4.44 mg/kg,相互间差异不显著,均显著地高于对照组。
硒钻混施和以上单施相比,苜蓿青干草中硒的含量均得到了进一步的提高,低硒低钻 组和低硒富钻组硒的含量分别为9.22和&30 mg/kg,分别比低硒组(7.93 mg/kg)高16.27 % 和4.67 %;富硒低钻组和富硒富钻组硒的含量分别为19.04和16.15 mg/kg,分别比富硒组 (14.56 mg/kg)高30.77 %和10.92 %。钻和硒混施下苜蓿青干草中钻的含量也均高于钻的单 施,低硒低钻组和富硒低钻组钻的含量分别为4.30和5.10 mg/kg,分别比低钻组(4.21 mg/kg) 高2.13%和 21.14 %,均达到显著水平;低硒富钻组和富硒富钻组硒的含量分别为4.95和5.50 mg/kg,分别比富钻(4.44 mg/kg)高30.77 %和10.92 %,均达到显著水平。
在硒钻混施的4个处理中,富硒低钻组的富硒效果最好,其次是富硒富钻组,2组硒的 含量分别为19.04和16.15 mg/kg,分别比对照组提高了 1097.52 %和915.71 %;富硒富钻组 的富钻效果最好,其次是富硒低钻组,2组钻的含量分别为5.5和5.1 mg/kg,分别比对照组 提高了 144.44 %和 126.67 %;低硒低钻和低硒富钻组也有较好的硒钻积累效果,其中低硒 富钻组中钻和硒含量分别是对照组的3.11和3.69倍;而低硒低钻组中钻和硒的含量分别是 对照组的2.71和4.09倍。
从以上结果可以看出,施硒能提高了苜蓿青干草中硒的含量,肥料中硒量越多,青干草 中硒的含量也越高;另外单施钻也能显著提高苜蓿青干草中硒的含量,但钻量的高低对草中 硒含量影响不显著。在硒钻混合肥料中,富硒低钻肥料好于富硒富钻肥料。因此,苜蓿青干 草中硒的含量不仅与营养环境中的硒营养多少有关,还与土壤中钻的有效含量有关。单施钻 能显著提高苜蓿青干草中钻的含量,肥料中钻含量的高低对草中钻含量影响不显著,说明在 苜蓿草地上适量施钻有利于牧草对钻的吸收,过量施钻会使牧草对钻的吸收下降,造成钻料 的浪费。虽然单施硒对草中钻积累量影响不大,但是硒与钻搭配可以显著提高牧草钻的积累 量,肥料中硒量越高草中钻的积累量越多。当硒钻的用量分别在765 g/hm2和762 g/hm2的 情况下,其混合肥料能有效地提高苜蓿青干草硒的含量,比对照高1097.52 %,比单施硒高 69.39 %;当硒钻的用量分别在765 g /hm2和1548 g/hm2的情况下,其混合肥料对提高苜蓿 青干草的钻含量效果最有效,比对照高144.44 %,比单施钻高27.02 %。
表4-13 各处理苜蓿青干草硒钻以及其它6种微量元素含量的比较(mg/kg)
Tab. 4-13 Comparison of nutrient contents of Se and Co and 6 trace elements of alfalfa hays among different treatments
苜蓿青干草中微量元素的含量(mg/kg)
试验处理 Trace elements in alfalfa hay
Treatments
Fe Mn Cu Zn Mo B Se Co
S0C0 398.25c 29.65d 13.18d 40.48d 2.48e 3.63c 1.59e 2.25d
S1C0 443.52b 30.35d 14.42c 44.91c 6.05c 4.07bc 7.93c 2.30d
S2C0 587.54ab 38.60b 14.32c 53.78b 6.49c 4.86a 14.56b 2.36d
S0C1 461.32b 34.68c 13.91cd 42.62cd 3.81d 3.72c 2.87d 4.21c
S0C2 416.28bc 35.41c 13.22d 41.28cd 2.73e 3.81c 2.68d 4.44c
S1C1 605.12a 40.95ab 18.10a 79.50a 8.84a 5.07a 9.22c 4.30c
S1C2 590.04a 42.00a 17.05ab 73.01a 7.29b 4.99a 8.30c 4.95b
S2C1 635.00a 39.81b 14.95c 55.50b 6.19c 4.16b 19.04a 5.10b
S2C2 620.05a 39.40b 16.15b 55.57b 6.01c 4.17b 16.15b 5.50a
4.522硒钻对苜蓿青干草的营养成份的影响
试验结果见表4-14,从总的情况看,9个处理的粗蛋白和无氮浸出物含量差异不显著, 说明,无论硒钻单施或混施对苜蓿青干草的粗蛋白和无氮浸出物含量影响不大,但对粗脂肪、 粗灰分和粗纤维的含量有一定影响。在粗纤维方面,各硒钻单施之间或者混施处理之间差异 不显著,除了富硒低钻组与对照组差异不显著外,其它处理均显著地高于对照组,说明硒钻 肥料能明显地提高苜蓿青干草中粗纤维的含量,在粗脂肪方面,富硒低钻组(3.65 %)最高, 显著地高于其它处理,其它硒钻单施和混施处理均低于对照,其中富硒、富钻、低硒富钻和 富硒富钻等组均与对照组差异显著。在粗灰分方面,富硒富钻组(11.39 %)最高,与低硒低 钻和对照组差异均不显著,3者均显著地高于其它处理组,另外6个处理之间差异不显著。
综上所述,无论单施还是混施,硒钻肥料对苜蓿青干草中粗脂肪、粗灰分以及粗纤维含 量均有一定影响,而对粗蛋白和无氮浸出物含量影响不大。在9个处理中,应用效果最佳的 是富硒低钻混合肥料(即当硒和钻的用量分别在765和762 g/hm2情况下),可适当地提高 粗蛋白含量,显著提高粗脂肪含量,对粗纤维和无氮浸出物含量影响不显著。另外7种硒钻 肥料能显著地提高苜蓿干草中粗纤维的含量,降低了粗脂肪含量,对粗蛋白和无氮浸出物含 量影响不大。
苜蓿青干草的常规营养成份(占绝干重的%)
Nutritional contents of alfalfa hay (% of dry matter)
Treatments 粗蛋白质CP 粗脂肪EE 粗灰分A 粗纤维CF 无氮浸出物
NFE
S0C0 19.34 a 2.94 b 10.95 a 17.25 b 49.52 a
S1C0 19.17 a 2.88 b 10.28 b 18.56 a 49.11 a
S2C0 19.54 a 2.17 c 10.03 b 19.04 a 49.22 a
S0C1 19.59 a 2.74 b 11.26 b 17.68 a 48.73 a
S0C2 19.28 a 2.87 c 11.28 b 17.55 a 49.02 a
S1C1 19.34 a 2.83 b 11.31 a 18.87 a 47.65 a
S1C2 19.87 a 2.28 c 10.00 b 19.44 a 48.42 a
S2C1 20.10 a 3.65 a 10.11 b 18.12 ab 48.02 a
S2C2 19.23 a 1.87 c 11.39 a 18.46 a 49.05 a
 
4.523硒钻对苜蓿青干草中微量元素含量的影响
试验结果见表4-13,施硒均能提高苜蓿青干草中Zn、Mo、B、Cu、Fe和Mn等6大微 量元素的含量,其中富硒组中6大微量元素的含量均显著地高于对照组,而低硒组只有Zn、 Mo、Cu、Fe等4大微量元素的含量显著高于对照组,Mn和B则差异不显著,富硒的效果 好于低硒。单施钻也能提高苜蓿青干草中Fe、Mn、Mo的含量,对另外3种元素的含量影响 不显著,低钻好于富钻,和对照组相比,低钻组中Fe、Mn、Mo的含量分别提高了 15.84 %、 16.96 %和53.63 %,达到显著或极显著水平(P<0.01)。富钻组中Mn、Mo的含量也达到 显著水平。
4个硒钻混合组的效果好于对照组和各硒钻单施组,Zn、Mo、B、Cu、Fe和Mn等6 大微量元素的含量均显著地高于对照组和硒钻单施组,提高幅度为13.43 %-256.45 % (P< 0.01)。不同处理微量元素含量有较大的差异,低硒低钻组的Cu、Zn、Mo、B含量最高, 分别比对照组提高了 37.33 %、96.39 %、256.45 %和39.67 %,低硒富钻组的Mn含量最高, 比对照组提高了 41.66 %,富硒低钻组的Fe含量最高,比对照组提高了 59.45 % (P<0.01); 不同兀素含量的提高幅度也有较大的差异,其中Mo的提高幅度最大,为142.34 %-256.45 %; 提高幅度最小为Cu和B,幅度分别为13.43 %-37.33 %和14.60 %-39.67 %;另外,Fe、 Mn 和 Zn 的提高幅度分别为 48.16 %-59.45 %、32.88 %-41.66 %和 37.10 %-96.39 %。另外, 通过相关性分析得知(表4-15),肥料中Se的用量与牧草中Cu、Zn、Fe和Mn的积累量之 间呈显著的相关性,肥料中Co的用量与牧草中Cu、Zn、Fe和Mn的积累量之间没有显著的 相关性。
表4-15 Se和Co施用量与苜蓿干草中Cu、Cu、Mn、Zn的积累量之间的相关性
Tab. 4-15 Correlation among amounts of Se and Co applied in soil and acumulation of Cu, Cu, Mn and Zn in alfalfa hays
微量元素
Trace elements Se-1 Co-1 Cu Fe Mn Zn
Se-1 1.000 0.132 0.783* * 0.872* * -0.892* * 0.743* *
Co-1 1.000 -0.172 0.214 -0.023 -0.182
Cu 1.000 0.154 -0.231 0.132
Fe 1.000 0.113 -0.021
Mn 1.000 0.215
 
Zn 1.000
注:Se1—肥料中Se; Co1—肥料中Co; *, * *分别表示差异达5%和1%水平。
Notes: Se1一Se in fertilizer; Co1— o in fertilizer. * , * * means significant at 5% and 1% leavels Resectively.
通过以上结果可以看出,当用量在765 g/hm2的情况下,适当基施亚硒酸钠能显著提高 青干草中Zn、Mo、B、Cu、Fe和Mn等6大微量元素的含量;当用量在762 g/hm2的情况 下,适当基施硫酸钻能显著提高青干草中Fe、Mn、Mo 3大微量元素的含量。硒钻混合施比 硒钻单施有更好的效果,当硒钻用量分别在570 g /hm2和762 g /hm2的情况下,其混合肥料 比其它肥料更能提高牧草中Cu、Zn、Mo和B的含量,另外,低硒富钻组和富硒低钻组也能 显著地提高牧草中Mn和Fe的含量。
4.6硒、钻通过(SPFAC )对动物日粮营养成分的影响
在牛、羊、兔和鸡的动物饲料中,添加富硒、富钻和富硒钻苜蓿草粉,能提高畜禽日粮 中Se、Co、Zn、Mo、B、Cu、Fe和Mn等微量元素的含量(表4-16),对其他营养成分影 响不显著。在所有动物日粮中,添加富硒钻苜蓿青干草或草粉(当硒和钻的阈值在765 g/hm2 和762 g/hm2配合基施下生产的草粉)效果最理想,其次是添加富硒苜蓿草粉。
表4-16 富硒钻牧草干草(草粉)加入动物日粮后饲料营养成分与基础日粮的比较
Tab. 4-16 Comparation of feed compositions between animal diet supplemented with high trace elements and basal diets
试验动 消化能 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维
(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)
Ani. DE CP EE CF Ca P Fe Zn Se Co
奶牛 0.24 0.13 -0.46 1.34 0.76 0.11 5.32 4.53 75.15 17.23
cattle 〜1.26 〜2.26 〜-4.26 〜3.26 〜2.14 〜0.17 〜12.17 〜12.65 365.44 〜45.32
0.17 0.45 -0.67 1.98 0.69 0.10 5.37 4.28 81.12 17.44
sheep 〜2.34 〜3.44 〜-4.67 〜3.87 〜2.14 〜0.24 〜15.25 〜16.68 379.13 〜48.21
0.05 0.04 -0.04 2.07 0.47 0.15 4.87 4.14 84.23 18.53
rabbit 〜1.53 〜2.53 〜-4.37 〜6.05 〜1.98 〜0.32 〜16.71 〜15.37 398.53 〜50.16
0.05 0.05 -0.13 2.24 0.21 -0.15 5.24 3.87 77.32 21.38
chicken 〜1.21 〜1.79 〜-5.12 〜7.26 〜0.96 〜-0.34 〜17.87 〜16.44 397.54 〜58.67
大白鼠 0.17 -0.12 -0.12 2.07 0.56 0.07 4.32 4.05 55.23 11.32
rat 〜2.34 〜2.37 〜-5.7 〜6.05 〜2.34 〜0.21 〜15.48 〜12.86 〜34.11
199.35
4.7日粮中添加富硒钻苜蓿草对动物生长及产品品质的影响
选择前期试验效果好的富硒(S2C0)、低钻(S°C1)、富硒低钻(S2C1) 3个处理的苜蓿 青干草(或者青草粉),做为动物试验的材料,用未施硒钻的(S0C0)作为对照,共4个处理, 具体试验方法见前面的材料和方法。
4.7.1日粮中添加富硒钻苜蓿青干草(或草粉)对动物生长的影响
4.7.1.1日粮中添加富硒钻苜蓿青干草对荷斯坦奶牛生长的影响
用富硒(S2C0)、低钻(S0C1)、富硒低钻(S2C1) 3个处理的苜蓿青干草(或者青草 粉),做为荷斯坦奶牛试验的材料,用未施硒钻的(S0C0 )作为对照,每个处理苜蓿青干草 的添加量为5 %。用添加等量的普通苜蓿草粉(S0C0)做对照采用单因子对比饲喂试验,预 试期20 d,正试期30 do
试验结果见表4-17,在为期30 d的饲喂的过程中,各处理奶牛的体重增加0.98 %〜1.60 %,增加幅度较小。但就各个处理的增加幅度比较来看,S2C0 (1.60 %)值最大,与其它 处理之间有显著的差异性(P<0.05),其次为S0C1 (1.28 %), S2C1 (1.14 %)和S0C0 (0.98 %), S2C0值最小,但与S2C1 (1.14 %)之间无显著的差异性。试验结束时各处理奶牛的体长增加 0.10%〜3.98%,其中以 S2C1 (3.98 %)增加幅度最大,其次为 S2C0 (2.78 %) , S2C0 (0.10 %) 增加幅度最小;胸围的增加幅度为0.42 %〜2.86 %,其中S2C0 (2.86 %)最大,其次为S°G (0.92 %), S2C1值(0.42 %)最小,与S0C0 (0.47 %)之间无显著的差异性。
从试验结果可以看出,和在奶牛日粮中添加5 %的普通苜蓿青干草相比,添加5 %的富 硒苜蓿青干草和富硒钻苜蓿青干草均能增加奶牛的体重、体长以及胸围,但幅度有限。
表4-17 硒钻在不同处理下奶牛体重、体长以及胸围的比较
Tab. 4-17 The comparison of weight,length and depth of milk cow under different treatments
试验处理 体重增加(%) 体长增加(%) 胸围增加(%)
Treatments body weight increase body length increase body depth increase
S2C0 1.60±0.12a 2.78±0.12b 2.86±0.21a
S0C1 1.28±0.14b 3.98±0.15a 0.92±0.12b
S2C1 1.14±0.08bc 0.57±0.07c 0.42±0.06c
S0C0 0.98±0.07c 0.10±0.03d 0.47±0.07c
4.7.1.2日粮中添加富硒钻苜蓿青干草对杜泊羊生长的影响
该试验设4个处理,用富硒(S2C0)、低钻(S0C1)、富硒低钻(S2C1) 3个处理的苜蓿 青干草(或者青草粉),做为杜泊羊试验的材料,用未施硒钻的(S0C0 )作为对照,每个处 理苜蓿青干草总的添加量为15 %,其中试验的青干草添加量为5 %~15 %。用添加等量的普通 苜蓿草粉(S0C0)做对照。预试期20 d,正试期6周。
从日增重来看(表4-18), S2C0、S0C1、S2C1 3个处理的平均值均高于对照S°C0(0.158 kg/d), 其中S2C1 (0.192 kg/d)最大,其次为和S2C0 (0.191 kg/d), 2者之间无显著的差异性,但均 显著地高于对照S0C0 (P<0.05),和对照相比分别提高了21.1 %和20.9 %(P<0.01); S0C1(0.166 kg/d)与对照S0C0 (0.158 kg/d)之间差异不显著,从效果好的S2C1的3个分处理来看,S2C1-1 值(0.193 kg/d)最大,并且和S2C1-2 (0.192 kg/d)之间差异不显著。从S2C0的3个分处理来 看,S2C0-3值(0.217 kg/d)最大,显著地高于S2C0-1 和S2C0-2。
从相对日增重来看,S2C0 (0.71 %)值最大,其次为S2C1 (0.65 %)和S0C1 (0.49 %), 3者和对照相比分别提高了91.89 %、43.08 %和 32.43 %,3个处理和对照之间均存在显著的 差异性(卩<0.05)。从S2C0的3个分处理来看,S2C0-3值(0.80 %)最大,显著地高于S2C°-2(0.68 %)和S2C0-1 (0.64 %), S2C0-2和S2C0-1之间差异不显著。从S2C1的3个分处理来看,S2C0-3 值(0.79 %)最大,显著地高于S2C°-2(0.64 %)和S2C0-1 (0.52 %) , S2C0-2显著地高于S2C0-1。
从以上分析得知,在日粮中添加15 %的富硒苜蓿青干草和10 %的富硒钻可显著地促进羊 的生长,有利于羊对饲料的转化与利用。
表4-18在不同处理下杜泊羊增重的比较
Tab. 4-18 The comparison of gain of Dorper sheep among different treatments
试验处理
Treatments 总增重(kg) Total gain 日增重(kg/d) Daily gain 相对日增重(%)
Relative daily gain
S2C0-1 7.65±0.31 0.182±0.010 0.64±0.03
S2C0-2 7.40±0.29 0.176±0.008 0.68±0.04
S2C0 S2C0-3 9.10±0.23 0.217±0.012 0.80±0.05
均值means 8.05±0.28a 0.191±0.009a 0.71±0.04a
S0C1-1 7.25±0.23 0.173±0.014 0.57±0.05
S0C1-2 7.85±0.25 0.187±0.010 0.53±0.03
S0C1 S0C1-3 5.75±0.17 0.137±0.007 0.37±0.05
均值means 6.95±0.26bc 0.166±0.014bc 0.49±0.02c
S2C1-1 8.11±0.62 0.193±0.012 0.52±0.02
S2C1-2 8.05±0.74 0.192±0.016 0.64±0.04
S2C1 S2C1-3 7.84±0.63 0.187±0.013 0.79±0.02
均值means 8.00±0.53a 0.192±0.011a 0.65±0.03b
S0C0 6.65±0.37c 0.158±0.006c 0.37±0.03d
4.7.1.3日粮中添加富硒钻苜蓿青草粉对新西兰肉兔生长的影响
试验结果见表4-19,就总增重和日均增重而言,S2C0、S2C1的总增重和日均增重最大, 均为1.59 kg和28.39 g/d,其次为S0C1,总增重和日均增重分别为1.51kg和26.96g/d, S2C0、 S0C1和S2C1 3者差异不显著,均显著地高于S°C0(P<0.05)。在S2C0的3个分处理内,S0C1-1 的值最大,总增重和日均增重分别为1.62 kg和28.93 g/d,比S0C0高11.7 % (P<0.01),与 另2个处理S2C0-2和S2C0-3差异不显著;在S0C1的3个分处理内,S0C1-2的值最大,总增 重和日均增重分别为1.61kg和28.75g/d,分别显著地高于另2个分处理S0C1-1和S0C1-3, 比S0C0高11.0 %;在S2C1的3个分处理内,S2G-2的值最大,总增重和日均增重分别为1.63 kg和29.11 g/d,比S0C0高12.4 %,且与S2C1 -1和S2C1-3差异不显著。从相对日增重来看, S2C0、S0C1和S2C1均显著地高于S0C0,在S2C0内,增重幅度最大是S2C0-1 (3.95 %),其 次为S2C0-3 (3.94 %),相互间差异不显著;在S0C1内,增重幅度最大是S0C1-3 (4.04 %), 其次为S0C1-2 (3.96 %),相互间差异不显著,均显著地高于S0C1-1 (3.56 %);在S2C1 内, 增重幅度最大是S2C1-2 (4.11 %),其次为S2C1-3 (3.92 %) , 2者均显著地高于S2C1-1 (3.80 %) (P<0.05);由此可见,在日粮中添加富硒、富钻和富硒钻苜蓿草粉均能提高大白兔的 日增重和总增重,富硒苜蓿草粉在添加量为5 %的情况下,效果理想,日增重提高11.7 %; 富钻和富硒钻苜蓿草粉在添加量为10 %的情况下,效果理想,日增重分别提高11.0 % (P< 0.05)和 12.4 % (P<0.01)o
另外,在幼兔生长的不同时期,效果是有差异的,在幼兔生长的前2周内,在饲料中添 加富硒或者富硒钻苜蓿后,效果明显,从第3到第6周中,添加草粉的效果不明显,在7〜8 周的添加饲喂中,添加效果又非常突出,可见,富微苜蓿草粉不适宜连续添加,应该间隔利 用,又经济,效果又好。
表4-19在不同处理下肉兔增重的比较
Tab. 4-19 The comparison of gain of rabbit among different treatments
试验处理
Treatments 总增重(kg) Total gain 日增重(g/d) Daily gain 相对日增重(%)
Relative daily gain
S2C0-1 1.62±0.08a 28.93±2.11a 3.95±0.12a
S2C0-2 1.58±0.11a 28.21±2.01a 3.78±0.13bc
S2C0 S2C0-3 1.57±0.14a 28.04±1.98a 3.94±0.21a
均值means 1.59±0.08a 28.39±2.31a 3.89±0.12b
S0C1-1 1.43±0.13c 25.54±2.32c 3.56±0.25c
S0C1-2 1.61±0.11a 28.75±2.36a 3.96±0.24a
S0C1 S0C1-3 1.49±0.08bc 26.61±2.76bc 4.04±0.17a
均值means 1.51±0.12b 26.96±2.33b 3.85±0.28b
S2C1-1 1.58±0.12a 28.21±2.44a 3.80±0.15bc
S2C1-2 1.63±0.14a 29.11±2.53a 4.11±0.23a
S2C1 S2C1-3 1.56±0.12a 27.86±2.38a 3.92±0.21a
均值means 1.59±0.08a 28.39±2.74a 3.94±0.18a
S0C0 1.45±0.12c 25.89±0.006c 3.55±0.12c
4.7.1.4日粮中添加富硒钻苜蓿青干草粉对三黄鸡生长的影响
试验料包括基础日粮和苜蓿草粉,其中基础日粮占日粮的85 %,试验苜蓿草粉占15 %。 基础日粮主要有:玉米62.7 %,麦麸9 %,豆粕20 %,鱼粉1.5 %,菜粕3 %,磷酸氢 钙1.3 %,石粉1.2 %,食盐0.3 %,蛋氨酸0.05 %,多维素0.015 %,添加剂1 %等。
试验苜蓿草粉是由富硒(S2C0)、富钻(S0C1)和富硒钻(S2C1) 2种高微苜蓿草粉组 成的,用普通苜蓿草粉(S0C0)做对照,每种苜蓿试验草粉的添加量按5 %、10 %和 15 %, 再分为3个分处理。如S0C1分为S0C1 -1、S0C1-2和S0C1-3 3个分处理。该试验共持续60 d。
(1)高微苜蓿草粉对鸡生长的影响
在为期60 d的试验过程中,S2C1处理的增重值为0.47 kg,平均增幅为118.2 %,为所 有处理的最大值,极显著地高于S2C0和对照(S0C0) (P<0.01); S2C1和S0C1差异不显著(表 4-20)。S0C1的体重增幅为120.0%,极显著地高于对照(S0C0)(P〈0.01)。在S2C1处理的 3个分处理中,S2C1-2值(123.0 %)最大,其次为S2C1-1值(117.5 %) , 2者相互之间有显 著的差异性,分别比对照提高了 17.1 %和11.9 % , S2C1-3值(111.0 %)最小,并与前2者 之间存在显著的差异性(P<0.05)。
不同处理日增重的差异性同总增重的差异性一致。
由以上分析得知,在日粮中填加富钻和富硒钻草粉,鸡的体重均能得到显著的提高, 其中在鸡饲料中添加5 %的富钻的苜蓿草粉效果最好,体重增幅为166.7 %;其次是富硒钻 的苜蓿草粉,在添加量为10 %的情况下,体重增幅为123.0 %。
表4-20 在不同处理下鸡生长情况的比较
Tab. 4-20 The comparison of growing situation of chicken under different treatments
试验处理
Treatments 初始重
(kg) Beginning weight 结束重
(kg) Finishing weight 总增重 Total gain 日增重 Daily gain
增重值(kg)
Total gain value 增重幅度 % of gain 增重值(kg)
Daily gain value 增重幅度
% of gain
S2C0-1 0.38 0.73 0.35 92.1 0.0058 1.53
S2C0-2 0.45 0.86 0.41 91.1 0.0068 1.51
S2C0 S2C0-3 0.35 0.86 0.51 145.7 0.0085 2.43
均值means 0.39 0.82 0.42 107.7Bb 0.0070 1.80Bb
S0C1-1 0.30 0.80 0.50 166.7 0.0083 2.77
S0C1-2 0.43 0.90 0.47 109.3 0.0078 1.81
S0C1 S0C1-3 0.45 0.83 0.38 84.4 0.0063 1.40
均值means 0.39 0.84 0.45 120.0Aa 0.0076 2.00Aa
S2C1-1 0.40 0.87 0.47 117.5 0.0078 1.95
S2C1-2 0.43 0.96 0.53 123.0 0.0088 2.05
S2C1 S2C1-3 0.38 0.80 0.42 111.0 0.0070 1.84
均值means 0.40 0.88 0.47 118.2Aa 0.0080 1.96Aa
S0C0 0.40 0.82 0.42 105.0Bb 0.0070 1.76Bb
(2)高微苜蓿草粉对鸡体长的影响
试验结果见表4-21,就的鸡体长而言,在4个处理中,S2C1的体长值增加6.2 cm,增幅 为50 %,均为最大,与其它3个处理以及对照之间有极显著的差异性(P<0.01),其次为B和 A,其体长值分别为4.8 cm和4.7 cm,和试验初相比增幅分别为37.0 %和37.5 %,均显著地高 于对照。在S2C1处理中,S2C1-2的增幅最大为62.5 %,其次为S2C1-3 (48.0 % )和S2C1-1 (38.5 %),3者之间均达到了显著水平。
由以上分析得知,在鸡饲料中添加3种高微牧草均能得到显著提高鸡的体长,其中添加 富硒钻的苜蓿草粉效果最好,在饲料中添加量为10 %〜15 %的情况下,体长平均增幅分别为 55.3 %,比对照(33.3 %)平均提高了 65.9 %。
(3)高微苜蓿草粉对鸡的胸围的影响 影响鸡产肉力的主要体尺是胸围和体重,其中鸡的胸围是反映鸡产肉性能的一个指标, 胸围宽则产肉性能好。从表4-22可以看出,处理S2C0的效果最好,试验结束时胸围增加了 1.9 cm,胸围增加幅度为62.1 %,极显著地高于其它2个处理和对照S0C0 (P<0.01),和对照相比, 胸围增加幅度比对照提高了8.8 %o在效果较好的S2C°处理中,S2C0-2的效果最好,其胸围增 加幅度为76.7 %,比对照提高了34.3 %, S°C 1和S2C』个处理的胸围值显著地小于对照。
通过以上分析得知,在鸡饲料中添加10 %的富硒苜蓿草粉,能够显著地促进鸡胸围增加, 其它苜蓿草粉效果不及添加普通苜蓿草粉的对照。
表4-21 在不同处理下鸡体长的比较
Tab. 4-21 The comparison of body length of chicken under different treatments
试验处理
Treatments 初始体长(cm)
First body length 结束体长(cm)
Fin. body length 体长增加值(cm)
Increasement 体长增加幅度(%)
% of Increasement
S2C0-1 12.0 16.5 4.5 37.5
S2C0-2 12.5 18.5 6.0 48.0
S2C0
S2C0-3 13.2 16.7 3.5 26.9
均值 means 12.5 17.2 4.7Ccd 37.5Cc
S2C1-1 12.5 17.0 4.5 36.0
S2C1-2 13.5 18.7 5.2 37.1
S0C1
S2C1-3 13.5 18.6 5.1 36.9
均值 means 13.2 18.0 4.8Cc 37.0Cc
S2C1-1 13.1 18.0 5.0 38.5
S2C1-2 12.0 19.5 7.5 62.5
S2C1
S2C1-3 12.5 18.5 6.0 48.0
均值 means 12.5 18.7 6.2Aa 50.0Aa
S0C0 13.5 18.0 4.5Cd 33.3Dd
 
 
表4-22 在不同处理下鸡胸围的比较
Tab. 4-22 The comparison of body depth of chicken under different treatments
试验处理
Treatments 初始胸围(cm)
First body depth 结束胸围(cm)
Fin. body depth 胸围增加
胸围增加值(cm)
Increase of body depth 胸围增加幅度(%)
Increasing %
S2C0-1 3.1 5.1 2.0 66.7
S2C0-2 3.0 5.3 2.3 76.7
S2C0 S2C0-3 3.5 5.0 1.5 42.9
均值 means 3.2 5.1 1.9Aa 62.1Aa
S0C1-1 3.5 5.5 2.0 57.1
S0C1-2 4.0 4.5 0.5 12.5
S0C1 S0C1-3 3.5 5.5 2.0 57.1
均值 means 3.7 5.2 1.5Bc 42.2Cc
S2C1-1 4.0 4.0 0.0 0.0
S2C1-2 4.0 5.0 1.0 25.0
S2C1 S2C1-3 3.0 5.0 2.0 66.7
均值 means 3.7 4.7 1.0Cd 30.6Dd
S0C0 3.5 5.5 2.0Aa 57.1Bb
 
(4)高微苜蓿草粉对鸡日增重的影响
试验结果见表4-23,从总耗粮和日均耗粮来看,S2C0和S°G2个处理之间差异不显著, S2C1与S0C0之间差异不显著。从总增重和日均增重来看,S2C1值最大,分别为0.47 kg和 0.0080 kg,与S2C0和对照S0C0之间存在着显著的差异性(P<0.05),比对照均提高了 11.9 %。 S2C1和S°C 1之间差异不显著,在S2C1处理内,S2C1-2值最大,总增重和日均增重分别为0.53 kg和0.0088 kg,显著地高于S2C1-1与S2C1-3,比对照S°C0提高了26.2 %;在S°C 1处理内, S0C1-1值最大,总增重和日均增重分别为0.50 kg和0.0083 kg,显著地高于S0C1-2与S0C1-3, 比对照提高了19.0 %。从结果分析可以看出,在鸡饲料中添加富钴和富硒钴苜蓿草粉均可 增加鸡的日增重和总增重,均可显著地提高饲料报酬,提高饲料的转化率。
4.7.1.5日粮中添加富硒钻苜蓿青干草草粉对Wistar大白鼠生长的影响
在普通饲料的基础上分别加2 %、4 %、6 %、8 %和 10 %的富硒苜蓿草粉,然后相拌制 成固体饲料,烘干而成A、B、C、D、E 5种试验鼠粮。用常规的苜蓿草粉做为对照。
试验为单因子对比试验,共设G、C2、C3、C4和C5 5个处理,分别饲喂A、B、C、D、 E 5种试验鼠粮,并设完全饲喂常规鼠粮的C0为对照。试验时间共35 d。
 
表4-23在不同处理下鸡日增重的比较
Tab. 4-23 The comparison of daily gain of chicken in different treatments
试验处理
Treatments 总耗粮(kg) Total feed consumpt. 日均耗粮(kg/d)
Mean daily feed consumption 增重
总增重(kg/d) Total gain gain
日均增重(kg) Daily gain
S2C0-1 6.475 0.108 0.35 0.0058
S2C0-2 6.825 0.114 0.41 0.0068
S2C0
2 0 S2C0-3 6.450 0.108 0.51 0.0085
均值 6.583Ab 0.110Ab 0.42Bb 0.0070Bb
means
S0C1-1 6.937 0.116 0.50 0.0083
S0C1-2 6.726 0.112 0.47 0.0078
S0C1
0 1 S0C1-3 6.213 0.104 0.38 0.0063
均值 6.625Ab 0.110Ab 0.45Aa 0.0076Aa
means
S2C1-1 6.801 0.113 0.47 0.0078
S2C1-2 6.898 0.115 0.53 0.0088
S2C1
2 1 S2C1-3 6.625 0.110 0.42 0.0070
均值 6.775Aa 0.113Aa 0.47Aa 0.0080Aa
means
S0C0 7.075Aa 0.118Aa 0.42Bb 0.0070Bb
(1)胃内残留率和小肠推进率
由图4-9可知,在6个处理中,大白鼠胃内残留率的变化主要表现在C2(1.70 %)和C3(1.65
%)上, 2者之间差异不显著,和对照C。(1.83 %)相比均有显著的差异性(P<0.05),分别
 
 
图 4-9 不同处理下大白鼠胃内残留率和小肠推进率的比较
Fig.4-9 Comparation of gastric remain rate(GRR) and propulsive proportion of small intestine(PPSI) 比对照降低了7.1 %和9.8 %,而其它处理与对照之间差异不显著。小肠推进率有所不同,从 C0到C6是逐渐提高的过程,呈现“S”型变化模式,从C0到C2提高幅度小,相互间差异不大; 从C2到C3提高幅度较大,C3 (2.34 %)与© (2.13 %)差异显著;从C3到C5提高幅度不 大,相互间差异均不显著,3者分别比对照提高了9.8 %、10.8 %和8.0 % 。由以上结果可以 看出,在大白鼠试验用基础日粮中添加4 %-6 %的苜蓿草粉能够显著减低胃内残留率,促进 大白鼠的胃内消化,添加6 %-8 %的苜蓿草粉能够显著增强小肠推进率,有利于加快饲料在 小肠内的消化和吸收。
(2)胃蛋白酶活力
胃蛋白酶活力是反映动物消化能力的重要指标,它的大小反映大白鼠的消化水平。各个 试验处理饲喂相应鼠粮35 d后,白鼠的胃蛋白酶活力的测定结果见图4-10。由图4-10可知, C3值(82.4 u)最高,其次为C2 (81.2 u)和G (78.6 u), 3者之间差异不显著,与对照 C0值(68.8 u)有显著的差异性(P<0. 05),分别比对照提高了 19.8 %、18.0 %和14.2 %。 C4 (63.5 u)低于C0,但与之间差异不显著。C5 (45.8 u)最低,与C°有极显著的差异性 (P<0.01),比对照降低了 33.4 % (P<0.05)。
从试验结果可以看出,在试验的日粮中适当添加富硒苜蓿青草粉有利于提高大白鼠的胃 蛋白酶的活力,添加2 %〜6 %效果显著,添加量为6 %的情况下效果最好,超过6 %则效 果不明显或者有降低作用。
 
 
图4-10不同处理下,大白鼠胃蛋白酶活性的比较
Fig.4-10 Comparation of pepsin activities in different treatments
(3)血清指标
1)血总蛋白 试验结果见图4-11,血总蛋白含量基本呈单峰曲线,其峰值在C3(89.8 g/L), 在此以前,呈现快速上升趋势,C2(84.3 g/L)和C1 (79.0 g/L)均显著地高于C°(63.9 g/L) 在此以后,呈缓慢下降趋势,C4 (82.8 g/L)和C5 (85.6 g/L)差异不显著,均显著地高于 C0 (63.9 g/L)。大白鼠的血总蛋白的正常值在58.0〜6 8.0 g/L,平均值为63.0 g/L,因此添 加苜蓿草粉均会使大白鼠的血总蛋白含量提高,并且超出正常标准[134]。
 
 
图 4-11 不同处理下血液中总蛋白的含量变化
Fig. 4-11 Content variation of blood total protein in different treatments
2)甘油三酯和胆固醇2者的变化规律均呈单峰曲线,甘油三酯的峰值在C3(1.68 mmol/L), 各试验处理均高于对照C0 (0.71 mmol/L), 6个处理的甘油三酯均在0.71〜1.68 mmol/L之 间,均属于正常范围(0.36〜1.84 mmol/L) (见图4-12)。同甘油三酯相似,胆固醇的含量 随着苜蓿草粉的添加量的增加而增加,峰值也在C3 (1.41 mmol/L),之后则缓慢下降,各 试验处理均显著地高于对照 C0(0.43 mmol/L),6 个处理的甘油三酯在 0.43〜1.41 mmol/L 之间,也均属于正常范围(0.50〜1.00 mmol/L)[134]。
□甘油三酯(TG) □总胆固醇(T-CHOL)
 
试验处理(Trial treatments)
图 4-12 不同处理下血液中甘油三脂和总胆固醇的含量变化
Fig.4-12 Content variation of TG and T-CHOL in different treatments
3)尿素氮和血糖 测定结果见图 4-13,尿素氮和血糖动态不同,尿素氮动态为由低到高的 过程,基本呈“S”型模式,峰值在C5(7.54 mmol/L), C5与C3和C4差异不显著,与C?差异
显著(P<0.05),与C0和C1差异极显著(P<0.01)。血糖的动态是由高到低,再由低到 高的过程,呈现“V”型模式,谷值在C2(2.07 mmol/L),从C°到C2,血糖呈下降趋势,从 C2到C5,血糖在逐渐上升,其中C。、与C1差异极显著(P<0.01), C1与C2差异不显著。
峰值在C5(5.79 mmol/L),显著或极显著地高于其它处理。经过和大鼠尿素氮和血糖的标准指 标相比较,各个处理中的尿素氮和血糖均属正常[134]。
 
 
图 4-13 不同处理下血液中尿素氮和血糖的含量变化
Fig. 4-13 Content variation of BUN and GLU in different treatments
4)生长与日增重 试验结果见表4-24,在平均日增重方面,C2 (1.54 g/d)最大,C3 (1.51 g/d)次之,相互之间差异不显著,分别比对照C0 (1.34 g/d)提高了 14.9 %和 12.7 %,均达 到极显著水平(P<0.01)。G (1.41 g/d)与 C0 (1.34 g/d)差异不明显,C5 (1.04 g/d)与 C4 (1.12 g/d)均极显著地低于对照(卩<0.01)。
从以上分析得知,富硒苜蓿青草粉用量在2 %〜6 %范围内,随着添加量的增加,总增重 和日均增重均得到提高,其中,添加4 %和6 %的富硒苜蓿青草粉效果理想。通过试验说明 在日粮中适当添加富硒苜蓿青草粉能够提高大白鼠的适口性,促进增重,但添加量不宜高于 6%,否则,总增重和日均增重会明显降低。
表4-24 在不同处理下大白鼠总增重和日均增重的比较
Tab. 4-24 The comparison of mean gain,total gain of Wister rat under different treatments
试验处理
Treatments 平均日增重(g/d)
Mean daily gain 总增重(g) Total gain
C0 1.34±0.14bB 46.9±3.2bB
C1 1.41±0.13bAB 49.5±4.10abA
C2 1.54±0.08aA 53.9±3.7aA
C3 1.51±0.11aA 52.9±4.32aA
C4 1.12±0.12cC 39.2±3.42cC
C5 1.04±0.09cC 36.4±3.2bAB
5)健康和精神状况试验开始时,各组大自鼠的精神状况均较好且健康。在试验过程中, 各试验组大自鼠一直都比较活跃.相互追逐,采食和休息良好,没有发生任何疾病和死亡情况。 由此可以看出,在大白鼠的基础日粮中添加苜蓿草粉不会影响大白鼠健康。
4.7.2日粮中添加富硒钻苜蓿草青干草(或草粉)对动物饲料转化效率的影响
选择前期试验效果好的富硒(S2C0)、低钻(S°C1)、富硒低钻(S2C1) 3个处理的苜蓿 青干草(或者青草粉),做为动物试验的材料,用未施硒钻的(S0C0)作为对照,共4个处 理,具体试验方法见前面的材料和方法。
4.7.2.1对奶牛饲料转化率的影响
试验结果见表4-25, 4个处理日均耗粮在38.31〜40.18 kg之间,相互之间差异不显著, 日均产奶量差异较为显著,最大值为S2C0 (9.64 kg),其次为S0C0 (8.88 kg), S0C1值(4.08kg) 最小。从饲料转化率来看,4个处理之间均存在显著的差异性(P<0.05),其中S0C1值(10.41 %) 最小,其次为S2C1 (15.70 %), 2者均显著地低于对照S0C0 (22.12 %) (P<0.05),分别比S0C0 降低了 52.9 %和29.0 %; S2C0值(25.19 %)最大,和对照(S0C0)相比提高了 13.9 %。
表4-25在不同处理下奶牛饲料转化效率的比较
Tab. 4-25 The comparison of feed conversion efficiency of milk cow under different treatments
试验处理
Treatments 日均产奶(kg)
Daily milk yield 日均耗粮(kg)
Mean daily feed
consump. 总产奶(kg)
Total milk yield 总耗粮(kg)
Total feed
consump. 饲料转化率(%)
Feed conver. rate
S2C0 9.64a 38.31a 289.18a 1149.61b 25.19a
S0C1 4.08d 39.21a 122.39d 1176.32b 10.41d
S2C1 6.12c 39.10a 183.62c 1173.14b 15.70c
S0C0 8.88b 40.18a 266.41b 1205.38a 22.12b
从以上分析得知,和对照相比,S2C0处理的产奶量高,料奶比小,说明其饲料转化率高, 因此,可以得出结论,在日粮中同样添加5 %的苜蓿青干草的情况下,富硒苜蓿青干草显著 好于普通苜蓿青干草,饲料的转化率可提高13.9 %,而富钻和富硒钻苜蓿青干草的添加效果 不佳。
富微苜蓿草产品不但对奶牛的饲料转化率有影响,而且对牛奶的营养成分也有影响(表 4-26)。经过对不同处理每隔5天的鲜奶取样,分析其中乳脂(Fat)、乳蛋白(Protein)、 乳糖(Lactose)以及非脂固形物SNF(也称非脂干物质)含量的变化,发现其不同处理下,牛 奶的营养成分有一定的变化。就乳脂而言,S2C1值最大(5.824 %),显著地高于其它4个处 理,其次为S0C0 (4.768 %)和S0C1 (4.628 %) , S°C0和S°C1之间无显著的差异性,S?C0值最 小(3.909 %)。
就乳蛋白而言,S0C1 (3.289 %)最大,其次为S0C0 (3.256 %)和S2C1 (3.128 %) , S°C1、 S2C1和S°C0之间无显著的差异性,S2C°值最小(3.081 %)。就乳糖而言,S2C0 (4.520 %)最 大,且 S2C0 (4.520 %)、S0C0 (4.387 %)和 S0C1 (4.309 %) 3 者之间无显著的差异性。S2C1 值最小(4.111 %),且与其它处理之间差异显著(卩<0.01)。
就SNF而言,S2C0 (8.543 %)最大,其次为S0C1 (8.513 %)和S0C0 (8.473 %),后3者 之间差异不显著,S2C1值最小(8.007 %),与其它处理之间差异显著(卩<0.01)。
表 4-26 在不同处理下牛奶成分的的比较
Tab. 4-26 The comparison of milk composition under different treatments
试验处理
Treatments 在不同处理下牛奶成分的比较(%)
The comparison of milk composition under different treatments
Fat Protein Lactose SNF
S2C0 3.909c 3.081b 4.520a 8.543a
S0C1 4.628b 3.289a 4.309a 8.513a
S2C1 5.824a 3.128ab 4.111b 8.007b
S0C0 4.768b 3.256a 4.387a 8.473a
从试验结果来看,富硒苜蓿青干草会明显降低牛奶中乳脂和乳蛋白的含量,但是对乳糖 以及非脂固形物含量影响不大,富钻苜蓿青干草对牛奶中乳脂、乳蛋白、乳糖以及非脂固形 物含量影响不大。富硒钻苜蓿青干草能显著地提高牛奶中乳脂的含量,提高幅度为22.15 %, 但会明显降低牛奶中乳糖以及非脂固形物含量,对乳蛋白的含量影响不大。
4.722对杜泊羊饲料转化率的影响
试验结果见表4-27, S2C0、S0C1、S2C1和S0C0之间在总耗粮和平均日耗粮上差异不显著。 在总增重中,S2C0处理(8.05 g),显著地高于对照S0C0 (P<0.05); S0C1处理(6.95 g )与 对照S0C0之间差异不显著。就反映饲料报酬的饲料转化率来看,对照S0C0 (19.22 %)的饲料 转化率最小,与S2C0、S0C1和S2C1 3个试验处理差异显著(P<0.05); S2C0 (22.93 %)与S2C1 (22.50 %)之间差异不显著。S°C1(20.32 %)显著地低于S2C0与S2C1 (卩<0.05)。因此,添加3 种高微苜蓿青干草均可提高羊的日增重和总增重,可显著降低料肉比,提高饲料转化率。其 中添加富硒和富硒钻苜蓿青干草效果突出,和对照相比分别平均降低了 19.3 %和17.1 %。在 S2C0 处理内,S2C0-3 值(24.66 %)最大,显著地高于 S2C0-1 和 S2C0-2,比 S0C0 高 28.3 %; 在S2C1处理内,S2C1-2值(24.54 %)最大,显著地高于S2C1-1和S2C1-3,比S0C0高27.7 %。
4.7.2.3对家兔饲料转化率的影响
当富硒、富钻和富硒钻苜蓿草粉在肉兔日粮中添加5 %-15 %的情况下,对肉兔的生长和 饲料转化有一定影响。试验结果见表4-28, S2C0、S0C1和S2C1 3者的总增重之间差异不显著, 均显著地高于S0C0。就饲料转化率而言,S0C0值(31.25 %)最小,与S2C0 (32.05 %)和S2C1 (32.26 %)之间差异不显著;S0C1值(33.44 %)最大,与S°C。差异显著,比S°C。提高了 7.0 %; S2C0、S0C1和S2C1 3者之间差异不显著。这说明,添加富硒、富钻和富硒钻苜蓿草 粉均能降低料肉比,提高饲料转化率,而添加富钻苜蓿草粉效果更加显著。后经过在5 %和 15 %富硒钻苜蓿草粉之间比较,发现富钻和富硒钻苜蓿草粉在添加量为10 %的情况下,效果
理想,日增重分别提高12.4 %(P<0.05)和11.0 % (P<0.01)o饲料的转化率分别提高7.6 % (P<0.05)和 6.1 % (P<0.05)o
表4-27 在不同处理下羊饲料转化率的比较
Tab. 4-27 The comparison of feed conversion efficiency of Dorper sheep under different treatments
试验处理
Treatments 总耗粮(kg)
Total feed consumption 平均日耗粮(kg) Mean daily feed consumption 总增重(kg)
Total gain 饲料转化率(%)
Feed conver. rate
S2C0-1 34.5±2.4 0.82±0.07 7.65±0.41 22.17±1.56
S2 S2C0-2 33.8±1.6 0.80±0.06 7.40±0.49 21.89±2.15
C0 S2C0-3 36.9±1.7 0.88±0.06 9.10±0.73 24.66±2.24
均值means 35.1±2.2a 0.83±0.08a 8.05±0.58a 22.93±1.67a
S0C1-1 34.8±2.7 0.83±0.06 7.25±0.53 20.83±1.87
S0 S0C1-2 36.1±2.5 0.86±0.07 7.85±0.45 21.75±2.11
C1 S0C1-3 31.9±1.8 0.76±0.06 5.75±0.17 18.03±1.72
均值means 34.2±2.2a 0.82±0.06a 6.95±0.46bc 20.32±1.21bc
S2C1-1 35.9±3.8 0.85±0.08 8.11±0.62 22.57±2.09
S2 S2C1-2 32.8±3.1 0.78±0.05 8.05±0.74 24.54±1.34
C1 S2C1-3 38.2±2.6 0.91±0.07 7.84±0.63 20.53±1.88
均值means 35.6±3.1a 0.85±0.06a 8.00±0.53a 22.50±2.21a
S0C0 34.6±2.4a 0.82±0.06a 6.65±0.37c 19.22±1.76c
 
 
表4-28 在不同处理下兔饲料转化率的比较
Tab. 4-28 The comparison of of feed conversion efficiency of rabbit under different treatments
试验处理
Treatments 试验周数
Experiment time(week) 只均始重
(kg)
Begining gain 只均末重
(kg)
Last gain 总增重
(kg)
Total gain 总耗料量
(kg)
Total consump. 饲料转化率
(%)
Feed conver.
rate
S2C0 8 0.73 2.32 1.59a 4.954a 32.05ab
S0C1 8 0.70 2.21 1.51a 4.515b 33.44a
S2C1 8 0.72 2.31 1.59a 4.929a 32.26ab
S0C0 8 0.73 2.18 1.45b 4.643b 31.25b
4.7.2.4对鸡饲料转化率的影响
试验结果见表4-29,从总耗粮和日均耗粮来看,S2C0和S0C1 2个处理之间差异不显著,
S2C1与S0C0之间差异不显著。从总增重和日均增重来看,S2C1值最大,分别为0.47 kg和 0.0080 kg,与S2C0和对照S0C0之间存在着显著的差异性(P<0.05),比对照均提高了 11.9 %o
S2C1和S0C1之间差异不显著,在S2C1处理内,S2C1-2值最大,总增重和日均增重分别为0.53 kg和0.0088 kg,显著地高于S2C1-1与S2C1-3,比对照S0C0提高了 26.2 %;在S°G处理内, S0C1-1值最大,总增重和日均增重分别为0.50 kg和0.0083 kg,显著地高于S0C1-2与S0C1-3, 比对照提高了 19.0 %。就反映饲料报酬的饲料转化率来看,该值越大,说明饲料转化效率越 高,该值越小,说明饲料转化效率越低,从试验结果来看,S0C0值最小(5.94 %),与其他 3个试验处理差异极显著(P<0.01), S2C0和S0C1之间差异不显著;S2C1值(6.98 %)最高, 且与以上3个处理之间差异显著,比S0C0提高了 17.5 %。在S2C1处理内,S2C1-2最大,比 S0C0提高了 29.5 %。在 S0C1 处理内,S0C1-1 最大,比 S0C0提高了 21.2 %。
表4-29在不同处理下鸡的饲料转化率的比较
Tab. 4-29 The comparison of of feed conversion efficiency of chiken under different treatments
试验处理
Treatments 总耗粮
(kg) Total consume 日均耗粮 (kg) Daily consume 总增重
(kg) Total gain 日均增重 (kg)
Daily gain 饲料转化率
(%)Feed conver. rate,
S2C0-1 6.475 0.108 0.35 0.0058 5.41
S2C0-2 6.825 0.114 0.41 0.0068 6.01
S2C0
2 0 S2C0-3 6.450 0.108 0.51 0.0085 7.91
均值 6.583Ab 0.110Ab 0.42Bb 0.0070Bb 6.44Ab
means
S0C1-1 6.937 0.116 0.50 0.0083 7.20
S0C1-2 6.726 0.112 0.47 0.0078 6.99
S0C1
0 1 S0C1-3 6.213 0.104 0.38 0.0063 6.11
均值 6.625Ab 0.110Ab 0.45Aa 0.0076Aa 6.77Aab
means
S2C1-1 6.801 0.113 0.47 0.0078 6.91
S2C1-2 6.898 0.115 0.53 0.0088 7.69
S2C1
2 1 S2C1-3 6.625 0.110 0.42 0.0070 6.34
均值 6.775Aa 0.113Aa 0.47Aa 0.0080Aa 6.98Aa
means
S0C0 7.075Aa 0.118Aa 0.42 Bb 0.0070Bb 5.94Bc
 
从结果分析可以看出,在鸡饲料中添加富钻和富硒钻2种高微牧草均可增加鸡的日增重 和总增重,均可显著地提高饲料报酬,提高饲料的转化率,其中添加10 %的富硒钻苜蓿草粉 时,鸡的增重提高了 26.2 %,饲料转化率提高了 29.5 %;添加5 %的富钻苜蓿草粉时,鸡的 增重提高了 19.0 %,饲料转化率提高了 21.2 %。
4.7.2.5在不同处理下大白鼠的饲料转化率情况
试验结果见表表4-30,在平均日增重方面,C2 (1.54 g/d)最大,C3 (1.51 g/d)次之, 相互之间差异不显著,分别比对照C0 (1.34 g/d)提高了 14.9 %和 12.7 %,均达到极显著水 平(P<0.01)。C1 (1.41 g/d)与 C0 (1.34 g/d)差异不明显,C5 (1.04 g/d)与 C4 (1.12 g/d) 均极显著地低于对照(P<0.01) o在平均日耗粮方面,C2 (24.54g/d)、C5 (24.34g/d)之间 差异不明显,与C0 (23.18 g/d)差异显著(P<0.05),分别比C0提高了 5.8%和5.1%。G
(23.47 g/d)、C3 (23.98 g/d)、C4 (23.89 g/d)和 C。(23.18 g/d) 4 者之间差异不显著。从 反映饲料报酬的饲料转化率来看,该值越大,说明饲料转化效率越高。C3 (6.30 %)最大, 且与C1 (6.00 %)和C2 (6.27 %)之间差异不显著,C3和C2与对照C。(5.78 %)之间差异 显著(P<0.05),分别比对照提高了 8.5 %和9.0%o C1 (6.00 %)和C。(5.78 %)之间差异 不显著。C4 (4.69 %)、C5 (4.28 %)与C。(5.78 %)之间均存在极显著的差异(P<0.01), C4和C5分别比C0降低了 18.9 %和26.1 %o
从以上分析得知,富硒苜蓿青草粉用量在2 %〜6 %范围内,能明显提高大白鼠的适口性, 促进增重,其中,添加4 %和6 %的富硒苜蓿青草粉效果理想。日均增重分别提高了 14.9 % 和12.7 %,饲料转化率分别提高了 8.5 %和 9.0 %,当添加量高于6 %以后,平均日增重明显 降低,平均日耗粮变化不大,饲料转化率明显下降,不利于大白鼠的生长。
表4-30 在不同处理下大白鼠平均日增重、平均日耗粮和饲料转化率的比较
Tab. 4-30 The comparison of mean daily weight,mean daily feed consumption and feed conver. rate, of Wistar rat
试验处理 平均日增重(g/d) 平均日耗粮(g/d) 料肉比 饲料转化率(%)
Treatments mean daily gain mean daily feed consump. feed / meat ratio Feed conver. rate,
C0 1.34±0.14Bb 23.18±2.23Ab 17.30±1.23Ccd 5.78±0.24Bb
C1 1.41±0.13ABb 23.47±1.77Aab 16.65±1.17CDde 6.00±0.25ABab
C2 1.54±0.08Aa 24.54±1.68Aa 15.94±1.14De 6.27±0.32Aa
C3 1.51±0.11Aa 23.98±2.14Aab 15.88±0.98De 6.30±0.44Aa
C4 1.12±0.12Cc 23.89±0.42Aab 21.33±1.18Bb 4.69±0.34Cc
C5 1.04±0.09Cc 24.32±0.27Aa 23.38±1.23Aa 4.28±0.29Dd
 
4.7.3日粮中添加富硒钻苜蓿青干草(或草粉)对动物产品品质的影响
4.7.3.1对动物产品品质的影响
通过对家兔的肉质分析得知,各处理间兔肉中蛋白质(CP)、脂肪(EE)和碳水化合物 的含量差异不显著(表4-31),微量元素中Mn和Co的含量差异性也不显著,但硒的含量提高显 著,兔肉中S2C0和S2C1的Se的含量分别是对照(S0C0)的1.73和2.08倍,差异极显著(P<0.01), 另外,S2C0、S0C1和S2C13个处理Fe的含量分别为44.7、43.5和47.3 mg/kg,均高于对照S0C0 (42.8 mg/kg),分别比对照提高了4.44 %、1.63 %和5.85 % (P<0.05), 3个微肥处理中虽 然Cu和Zn的含量和对照(S0C0)相比也得到了提高,但以S2C1处理提高幅度最显著,和对照 相比分别提高了9.24 % (P<0.05)和4.07 %。
 
表 4-31 不同处理下家兔肉品质的比较
Tab. 4-31 The comparison of meat quality of rabbit muscle under different treatments
试验处理
Treatments S2C0 S0C1 S2C1 S0C0
蛋白质(%) protein 23.3±2.22 24.3±1.31 24.7±2.32 24.0±1.78
碳水化合物(%) C 0.73±0.05 0.76±0.04 0.75±0.06 0.75±0.05
脂肪(%) fat 2.20±0.16 2.22±0.13 2.32±0.08 2.22±0.07
Mn( mg/kg) 2.15±0.07 2.11±0.12 2.21±0.09 2.14±0.12
Fe( mg/kg) 44.7±4.43 43.5±2.77 47.3±3.14 42.8±3.86
Cu( mg/kg) 4.01±0.34 3.94±0.24 4.18±0.27 4.01±0.31
Zn( mg/kg) 34.5±2.21 35.6±3.14 37.8±2.23 34.6±1.86
Se( mg/kg) 0.45±0.03 0.25±0.02 0.54±0.04 0.26±0.05
Co( mg/kg) 0.31±0.01 0.31±0.02 0.32±0.03 0.32±0.02
 
另外,通过对雏鸡肉的肉质分析得知(4-32),各处理雏鸡肌肉中的蛋白质、脂肪和碳 水化合物的含量差异不显著。就鸡肉中各种微量元素含量而言,各处理中Mn、Cu和Co含量 差异不大,和对照(S0C0)相比,S2C0、S°C 1和S2C1 3个处理Fe的含量分别为0.43 mg/kg、 0.33 mg/kg和0.57 mg/kg,均高于对照(0.32 mg/kg),分别比对照提高了34.4 % (P<0.01)、 3.13 %和78.2 % (P<0.01) ; 3个处理Zn 的含量分别为31.6 mg/kg、29.9 mg/kg和32.1 mg/kg, 均高于对照(29.7 mg/kg),分别比对照提高了6.40 %(P<0.05)、0.67 %和8.08 %(P<0.05)。 在鸡肝中,各种微量元素富积能力要远远强于鸡肉(表4-33)。
表 4-32 不同处理下雏鸡肉品质的比较
Tab. 4-32 The comparison of meat quality of chicken under different treatments
试验处理 S0C0
Treatments S2C0 S0C1 S2C1
蛋白质(%)
Protein 22.3±1.44 22.5±2.27 22.5±1.87 22.6±2.14
碳水化合物(%)
Carbohydrate 2.33±0.15 2.41±0.24 2.46±0.16 2.53±0.17
脂肪(%) Fat 1.54±0.08 1.34±0.10 1.37±0.11 1.32±0.06
Mn( mg/kg) 0.90±0.07 0.91±0.04 0.90±0.05 0.90±0.03
Fe( mg/kg) 141.2±12.6 140.7±8.8 143.7±13.6 139.5±9.7
Cu( mg/kg) 2.29±0.12 2.19±0.11 2.34±0.05 2.18±0.12
Zn( mg/kg) 31.6±2.34 29.9±2.44 32.1±2.48 29.7±1.77
Se( mg/kg) 0.43±0.03 0.33±0.03 0.57±0.04 0.32±0.02
Co( mg/kg) 0.33±0.03 0.32±0.02 0.31±0.02 0.34±0.03
由此可以看出,在兔和鸡的日粮中添加富钴苜蓿草粉,对其肉中营养成分的影响不大, 而添加富硒和富硒钴苜蓿草粉,对蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量差异不显著,但能适当 提高肉中Fe、Cu、Zn和Se的含量,特别是能显著提高肉中Se的含量。而在日粮中添加富 硒和富硒钴苜蓿草粉,能显著增加动物肝脏中各种微量元素含量。
4.7.3.2对动物产品微量元素含量的影响
由表4-33可知,和对照相比,S1C0-S2C2 6个处理大白鼠、鸡以及兔主要畜产品中Se的 含量均得到了显著提高,但提高幅度因动物种类和畜产品类型有较大的差异性。结果表明, 在3种动物的日粮中添加富硒以及富硒钻6种苜蓿草粉后,大白鼠骨骼肌中Se的平均含量 提高幅度最大(25.52 %),其次为心脏和肝脏,分别提高了 19.82 %和 16.51 %, 3者均达到 极显著水平(P<0.01),而肾脏提高幅度不显著;鸡肝脏中Se的平均含量提高幅度最大, 其次为心脏和骨骼肌,提高幅度分别为17.92 %、14.29 %和12.43 %,均达到极显著水平(P <0.01),肾脏中Se的平均含量提高了 5.72 % (P<0.05);兔肝脏中Se的平均含量提高幅 度最大,其次为肾脏和心脏,提高幅度分别为13.33 % (P<0.01)、11.69 % (P<0.01 )和 7.35 % (P<0.05)o
从三种动物总的情况来看,Se在动物体内有很强的富积能力,其中肝脏对Se的富积能 力最强,含量也最高,肌肉中Se的含量次之,但富积总量最多。心脏和肾脏对Se也有一定 的富积能力,但不及前者。
表4-33在日粮中添加富硒或富硒钻苜蓿草粉对鸡、兔和大白鼠产品中Se含量的影响(mg/kg)
Tab. 4-33 Effects of alfalfa dusts (rich in Se , Se and Co ) supplemented with diets on Se contents of chicken rabbit and wistar rat products
试验处理
Treatments 和对照相比,各处理畜产品中Se浓度的平均增加% Increasing % of Se in animal products compared to the control
骨骼肌
Skeletal muscle
Heart
Kidney
Liver 平均
Means
大白鼠Wistar rat 25.52 * * 19.82* * 2.23 16.51* * 16.0* *
鸡 Chicken 12.43 * * 14.29* * 5.72* 17.92* * 12.58* *
兔 Rabbit 1.51 7.35* 11.69* * 13.33* * 8.47*
平均值Means 13.15* * 13.82* * 6.55* 15.92* * 12.35* *
 
4.7.3.3肥料、牧草、饲料中硒钻量及与动物产品中硒积累量的相关性
试验结果见表4-34,就鸡、兔和大白鼠3种动物产品中硒积累量而言,动物产品中硒的 积累量与牧草中硒的积累量之间呈显著或极显著的相关性,其中肝脏、心脏和骨骼肌肉的硒 积累量与牧草中硒的积累量之间呈极显著的正相关性(P<0.01),肾脏中硒积累量与牧草中 硒积累量呈现显著的正相关性(P<0.05)。就3种动物的总积累量来看,动物产品中硒积累 量、肥料中Se和Co的量以及牧草中Se和Co的积累量之间的相关性见表4-35,从表4-35 还可以看出,动物体内的硒积累量与肥料和牧草中的硒量呈现极显著的相关性(P<0.01), 土壤中的钻量不但与牧草中钻积累量有显著的相关性,而且与牧草中硒的积累量有显著的相 关性;土壤中的硒不但与牧草中硒的积累量极有显著的相关性,而且与牧草中钻的积累量有 显著的相关性,说明硒和钻有协同作用。而动物中硒的积累量与土壤施硒量以及动物中的含 硒量与牧草含硒量均呈现极显著相关性。但动物产品中硒的积累量与土壤施钻量之间无显著 的相关性。
表4-34动物产品中硒的积累量(Y)与牧草中硒的积累量(x)之间的曲线方程
Tab. 4-34 Curvilinear equations between the accumu amounts of Se in forage and that of Se in animal products
动物产品
Animal products 曲线方程 Curvilinear equations
肝 Liver Y1= 0.3424x2 +4.5423 x +0.9342 R2=0.9567* *
肾 Kidney Y2= 0.1116x2 +3.2658 x -0.2346 R2=0.6351*
心 Heart Y3= 0.3627x2 +4.6785 x +1.0654 R2=0.9888* *
骨骼肌 Skeletal muscle Y4= 0.1323x2 +3.5773 x +0.4375 R2=0.9323* *
注:x一牧草中 Se; Y—动物产品中硒 Notes: x一Se in forage; Y一Se in animal products
 
表4-35肥料中Se和Co施用量、牧草中Se和Co的积累量以及动物产品中Se的积累量之间的相关性
Tab.4-35 Correlation among accumu amounts of Se and Co in fertilizers , accumu amounts of Se and Co in pasture and the accumu amount of Se in animal products
微量元素
Trace elements Se1 Co1 Se2 Co2 Se3
Se1 1.000 0.132 0.904* * 0.534 * 0.745* *
Co1 1.000 0.386* 0.536 * 0.279
Se2 1.000 0.338 0.956* *
Co2 1.000 0.431*
Se3 1.000
 
注:Se1 —肥料中Se; Co1—肥料中Co; Se2—牧草中Se; Co2—牧草中Co; Se3—动物体内的Se
Notes: Se1-Se in fertilizer; Co1-Co in fertilizer ; Se2-Se in forage; Co2-Co in forage; Se3-Se in animal body
5结论与讨论
5.1结论
5.1.1硒、钻施用对土壤肥力的影响
单施硒肥能够提高土壤中碱解氮的含量,对速效磷和速效钾的含量影响不显著;单施钴 肥对 0〜20 cm 土层中碱解氮、速效磷、速效钾以及有机质含量影响均不显著;硒钴配施不 但能够提高 0〜20 cm 土层中碱解氮和有机质含量的提高,而且还能够提高该层内速效钾的 含量。其中,当硒的用量在765 g/hm2,无论是单施或者配施均有显著的土壤培肥效果,硒和 钻的用量分别在765 g/hm2、1548 g/hm2配施下,配施效果最佳,碱解氮、速效钾和有机质含 量分别提高了8.9 %、7.2 % 和7.1 %。这可能与硒能促进苜蓿根系生长和根瘤量增加有关, 大量根系的新陈代谢和根瘤菌固氮不但能提高土壤耕层中碱解氮的含量,而且能提高有机质 含量。另外,硒和硒钴能促进苜蓿根系的旺盛生长,使根系产生大量酸性有机物,促进耕作 层中矿物态的钾的释放和利用。
5.1.2硒、钴施用对紫花苜蓿抗逆性的影响
5.1.2.1对紫花苜蓿抗旱性的影响
从返青期到开花期,硒、钴配施对苜蓿叶片内游离脯氨酸的积累量有明显的调控作用, 其中在现蕾到开花期的调控最明显。当硒量在765 g/hm2,分别与钻量在762 g/hm2和1548 g/hm2 的配施下,能使苜蓿叶片积累更多的游离脯氨酸,有利于增强其对干旱的忍耐力。
钾能够促进光合作用和有机物的运转,增强植物的抗旱的能力,叶片中钾的含量可以作 为反映植物多种抗逆性的重要指标[135]。在硒(570 g/hm2)和钻(1548 g/hm2)配施下,能显 著地促进叶片中K的积累,整个生长期叶片中K含量比对照提高了 11.6 %,现蕾到开花期叶片 中K含量比对照提高了 18.9 %,这对增强苜蓿抗旱能力是非常有利的。
5.1.2.2对紫花苜蓿抗病性的影响
硒钴配合基施对苜蓿的锈病、普通叶斑病、夏季黑茎病以及根腐病有明显的抑制作用, 在硒的用量在765 g/hm2,钻的用量分别在762 g/hm2和1548 g/hm2配合基施下,表现出良好 的防病效果。其中,锈病的发病率可分别降低24.7 %和31.6 %,其中在现蕾期和成熟期效果 最好;苜蓿叶斑病的发病率可分别降低22.7 %、25.2 %,硒钴配施的效果主要由硒的配量决 定的,富硒的配施效果好于低硒,富钴与低钴之间没有差异;苜蓿黑茎病的发病率可分别降 低19.0 %、25.2 %,而且硒比钴效果突出,其效果也主要由硒的配量决定的,富硒的配施效 果好于低硒,钴的效果不明显;另外,硒钴配施在分枝期对预防根腐病有一定的效果,硒钴 配施中硒的量宜低不宜高,否则不但对根腐病没有预防效果,反而增加后期病害的发生;配 施中钻的量适高不宜低,否则效果不明显。当硒的用量在570 g/hm2,钻的用量在1548 g/hm2 的配施条件下,效果最好,发病率可平均降低19.8 %,其中在结荚-成熟期预防效果最佳。
5.1.3硒、钴施用对紫花苜蓿硝酸还原酶活性及叶绿素含量的影响
在富钻(1548 g/hm2)与硒的配施下,均能有效地提高苜蓿的NRA活性,增强苜蓿体内 的氮代谢,在现蕾-开花期效果最显著。硒钴配施不但可提高了苜蓿硝酸还原酶的活性,而且 还能控制硝酸盐在植株体内的积累,减少有害硝酸盐化合物对饲养动物的危害,所以说,无 论从促进牧草优质高产,还是保证家畜苜蓿饲喂的安全性讲,对苜蓿进行硒钴配合基施是非 常有必要的。
叶绿素是光合作用的主要色素,光合作用是作物干物质生产的重要生理基础,较高的光 合产物积累量是作物获得高产的前提[136]。因此,研究提高叶片叶绿素含量的技术措施很有 意义。通过研究证明,在富钻(1548 g/hm2)与硒的配施下,不但能显著提高叶绿素含量, 而且能保护叶绿素的稳定,有效地防止其分解,有利于保持较强的光合效率。
5.1.4硒、钴施用对紫花苜蓿生长和产量的影响
硒钻在合理基施下对紫花苜蓿花前的营养生长,特别是对紫花苜蓿单位叶面积生产干物 质的速率和生长速度有显著的促进作用,对花后的生殖生长影响不大,硒的用量很关键,用 量适宜,表现与钻的协同效果,应用效果突出;过量硒则表现出与钻的拮抗效应,应用效果 不明显或者有抑制作用。钻则不表现出类似硒的现象,量的多少对其单独效果和与硒的配施 效果没有多大影响。
无论硒钴的单施或者配施均不会提高紫花苜蓿果实的产量,富硒以及富硒与钴的配施却 显著地降低果实产量。虽然硒钴基施不能显著提高紫花苜蓿果实的产量,但能提高果实的千 粒重,以钻的单施以及低硒与钻的配施效果最佳,当钻量分别在762 g/hm2和1548 g/hm2的 单施下,或者与 570 g/hm2 的硒配合基施下,紫花苜蓿果实的千粒重达到理想的水平 (1.91-2.14 g)。目前还缺乏关于硒钻对紫花苜蓿种子产量和质量影响的报道。
另外,本研究表明钻单施以及与硒的配施能促进0-20 cm耕层紫花苜蓿根瘤菌生长和根 瘤量的积累,当钻量在762 g和1548 g的单施,或者钻量在762 g与硒量在570 g/hm2的配 施下,紫花苜蓿的根瘤量均达到显著高的水平。由于根瘤菌对豆科牧草具有促进生物量增长, 提高牧草经济性能,改善牧草品质和适口性的作用[137],所以硒钴基施有利于增强紫花苜蓿 的固氮能力,增强根系对耕作层土壤养分的吸收和同化能力,提高紫花苜蓿的饲用价值。关 于微量元素对豆科牧草根瘤菌生长的报道不少,大都提到微量元素的用量、合理搭配以及环 境调节是促进根瘤菌健康生长的关键,如张玉红,王玉晨等(2005)研究发现钻、Mo、Wu 对豆科牧草根瘤菌的生长有良好的联用互促效应,所以钴适应与其它元素搭配使用,效果更 突出。在黄河滩区紫花苜蓿草地上基施硒钴肥料,增强了紫花苜蓿对耕作层土壤水肥的利用 能力,有利于改善牧草花前的光合能力,提高牧草产量和种子品质,特别是当硒量在 570 g/hm2,钻量在762 g/hm2, 1548 g/hm2分别配施的情况下对紫花苜蓿生长与生产效果显著, 对于紫花苜蓿产业化生产有较大的应用效果。
5.1.5硒、钴施用对紫花苜蓿硒和钴的吸收、转化、积累和利用的影响
牧草中的硒分为无机硒和有机硒,有机硒含量越高,利用越安全,利用效率越高。试验 结果(表2)表明,单施硒能提高紫花苜蓿青干草中全硒的含量,和对照相比,低硒组和富 硒组青干草中全硒的含量分别提高了 398.74%和 815.72 %,但有机硒转化率没有明显的差异 性。另外,钻的单施也能提高紫花苜蓿青干草中全硒的含量,低钻组和富钻组青干草中全硒 的含量分别提高了的80.50 %和 68.55 %,对有机硒转化率也没有明显的影响。这说明,单施 硒或钻均可提高紫花苜蓿青干草中全硒的含量,对有机硒的转化率没有影响,也就是说无机 硒和有机硒的提高是同步的,而且紫花苜蓿对硒的吸收与转 化存在着最大效率和浓度。
在硒钻混施的4个处理中,富硒低钻组的全硒和有机硒含量最高,分别比对照组高
1097.48%和1358.47 %,分别比富硒组高30.77 %和56.17 %;其次为富硒富钻组,其总硒和 有机硒的含量分别分别比对照组高915.72 %和1160.17 %,比富硒组高10.92 %和34.94 %, 在低硒低钻和低硒富钻的2个低硒组中,其总硒和有机硒含量均显著地高于不施硒钻的对照 组,但显著地低于以上富硒的2个处理组。
无论硒钻单施还是混合施,随着物料中硒量的增加,紫花苜蓿青干草中全硒和无机硒有 机硒含量也随之显著增加,而且紫花苜蓿表现为对硒的奢侈吸收。相对硒的单施,钻与硒的 混施能增强紫花苜蓿对硒的吸收,其中低量钻与硒搭配比高量钻与硒搭配效果更显著。就有 机硒的转化率而言,随着混合物料中硒和钻量的增加,紫花苜蓿有机硒的转化率明显提高, 对照组中有机硒的转化率为74.21 %,而4个混施处理的有机硒的平均转化率为87.89 %,是 对照的1.18倍,达到显著水平。就硒钻混施效果来看,低钻富钻的有机硒平均转化率分别为 86.14 %和 89.64 %,这说明钻能够加强紫花苜蓿对硒的吸收和转化,提富硒钻混合物料中的 钻量有利于提高紫花苜蓿有机硒的转化率。所以,和单施硒钻相比,硒钻混施不但能提富硒 的含量,还能够提高有机硒的转化率。
紫花苜蓿不但对硒的吸收和积累量高,而且对硒的利用率也是很高,而且远远高于对钴 的利用率。在硒单施的情况下,随着肥料中硒量的增加,紫花苜蓿对硒的利用率也提高,在 单施钴的情况下,钴的利用率是随着钴量增加反而降低。硒钴混施效果好于2者的单施,值 的注意是硒钴的利用率主要和肥料中硒的含量有关,随着混施肥料中硒量的增加,牧草对硒 和钴的利用率均显著提高,随着钴量的增加,牧草中钴的含量提高,但钴的利用率却显著下 降。在硒钴混施中,钴能提富硒的利用率,但钴量不宜过多,硒与低钴混施下硒的利用率显 著高于硒与与富钴的混施;硒能提富钴的利用率,提富硒量有利于提高紫花苜蓿对钴的利用 率,富硒与钴混施下紫花苜蓿钴的利用率明显高于低硒与钴的混施,低硒与钴的混施与单施 钴差异不显著。
5.1.6硒、钻施用对紫花苜蓿营养成分的影响
无论硒钻单施或混施对紫花苜蓿青干草的粗蛋白和无氮浸出物含量影响不大,但对粗脂 肪、粗灰分和粗纤维的含量有一定影响。在粗纤维方面,各硒钻单施之间或者混施处理之间 差异不显著,除了富硒低钻组与对照组差异不显著外,其它处理均显著地高于对照组,说明 硒钻物料能明显地提高紫花苜蓿青干草中粗纤维的含量,在粗脂肪方面,富硒低钻组(3.65 %) 最高,显著地高于其它处理,其它硒钻单施和混施处理均低于对照,其中富硒、富钻、低硒 富钻和富硒富钻等组均与对照组差异显著。在粗灰分方面,富硒富钻组(11.39 %)最高,与 低硒低钻和对照组差异均不显著,3者均显著地高于其它处理组,另外6个处理之间差异不 显著。
总之,无论单施还是混施,硒钻物料对紫花苜蓿青干草中粗脂肪、粗灰分以及粗纤维含 量均有一定影响,而对粗蛋白和无氮浸出物含量影响不大。在9个处理中,应用效果最佳的 是富硒低钻混合物料(即当硒和钻的用量分别在765和762 g/hm2情况下),可适当地提高 粗蛋白含量,显著提高粗脂肪含量,对粗纤维和无氮浸出物含量影响不显著。另外7种硒钻 物料能显著地提高紫花苜蓿干草中粗纤维的含量,降低了粗脂肪含量,对粗蛋白和无氮浸出 物含量影响不大。
5.1.7硒钻对紫花苜蓿草内微量元素积累的影响
施硒均能提高紫花苜蓿青干草中Zn、Mo、B、Cu、Fe和Mn等6大微量元素的含量, 其中富硒组中6大微量元素的含量均显著地高于对照组,而低硒组只有Zn、Mo、Cu、Fe等 4大微量元素的含量显著高于对照组,Mn和B则差异不显著,富硒的效果好于低硒。单施 钻也能提高紫花苜蓿青干草中Fe、Mn、Mo的含量,对另外3种元素的含量影响不显著,低 钻好于富钻,和对照组相比,低钻组中Fe、Mn、Mo的含量分别提高了 15.84 %、16.96 %和 53.63 %,达到显著或极显著水平。富钻组中Mn、Mo的含量也达到显著水平。
硒钻配施的效果好于对照和各硒钻的单施,Zn、Mo、B、Cu、Fe和Mn等6大微量元 素的含量均显著地高于对照组和硒钻单施组,提高幅度为13.43 %〜256.45 %。不同处理微量 元素含量有较大的差异,低硒低钻组的Cu、Zn、Mo、B含量最高,分别比对照组提高了 37.33 %、96.39 %、256.45 %和39.67 %,低硒富钻组的Mn含量最高,比对照组提高了 41.66 %, 富硒低钻组的Fe含量最高,比对照组提高了 59.45 %;不同兀素含量的提高幅度也有较大的 差异,其中Mo的提高幅度最大,为142.34 %〜256.45 %;提高幅度最小为Cu和B,幅度分 别为13.43 %〜37.33 %和14.60 %〜39.67 %;另外,Fe、Mn和Zn的提高幅度分别为48.16 %〜59.45 %、32.88 %〜41.66 %和 37.10 %〜96.39 %。
当用量在765 g/hm2的情况下,适当基施亚硒酸钠能显著提高青干草中Zn、Mo、B、Cu、 Fe和Mn等6大微量元素的含量;当用量在762 g/hm2的情况下,适当基施硫酸钻能显著提 高青干草中Fe、Mn、Mo 3大微量元素的含量。硒钻混合施比硒钻单施有更好的效果,当硒 钻用量分别在570 g /hm2和762 g /hm2的情况下,其混合物料比其它物料更能提高牧草中Cu、 Zn、Mo和B的含量,另外,低硒富钻组和富硒低钻组微肥也能显著地提高牧草中Mn和Fe 的含量。
5.1.8硒、钻对动物产品内微量元素积累的影响
硒、钴肥料经过在土-草-饲-畜链中的传导,不但牧草中硒钴含量得到了提高,动物体内 的有机硒的含量和积累量也明显得到提高,硒、钴在传导和富积中具有一定的协同作用。不 但动物中硒的积累量与土壤施硒量以及动物中硒的积累量与牧草中硒的积累量均呈现极显 著相关性(P<0.01),而且动物体内硒的积累量、肥料中的硒量和牧草中硒的积累量3者 之间也呈现极显著的相关性(卩<0.01)。钻对硒的吸收和转化有很大的意义,土壤中的施钻 量不但与牧草中钴的积累量有显著的相关性,而且与牧草中硒的积累量也有显著的相关性; 土壤中的硒不但与牧草中的硒有极显著的相关性,而且与牧草中的钴有显著的相关性,说明 硒和钴有协同作用。但动物产品中硒的积累量与土壤施钴量之间无显著的相关性。另外,动 物产品中硒的积累量与牧草中硒的积累量也呈现显著的相关性,其中肝脏、心脏和骨骼肌肉 中硒的积累量与牧草中的硒量呈极显著的正相关性(P<0.01),肾脏中含硒量呈现显著的正 相关性(卩<0.05)。在动物产品中肌肉中硒的积累量最多,肝脏的硒浓度最高,动植物体内 硒一般与氨基酸和蛋白质结合存在。紫花苜蓿对土壤中的硒和钴有很强的吸收能力,并且可 以把土壤中无机硒钴大部分转化为对动物相对安全的有机硒钴(硒主要以蛋氨酸硒形式存 在,钻参与维生素B12和合成或者与酶结合),通过在土壤中合理施用硒钻肥,就可以达到 生产功能性高有机硒钴紫花苜蓿草粉的目的,既能解决动物饲料中硒钴不足的矛盾,又可以 提高饲料营养水平和达到保健效果。
5.1.9硒、钻对动物生长与饲料转化效率的影响
在荷斯坦奶牛、杜泊羊、新西兰大白兔和三黄鸡以及Wister大白鼠的饲料中适当添加富 硒、富钻和富硒钻3种富微牧草均可促进动物生长和提高饲料饲料转化率。其中在三黄鸡的 日粮中添加10 %富硒钻苜蓿草粉后,雏鸡的日增重提高26.2 %,饲料转化率提高29.5 %, 在新西兰大白兔的日粮中添加10 %的富钻和富硒钻苜蓿草粉后,幼兔的日增重分别提高12.4 %和11.0 %o饲料转化率分别提高7.6 %和 6.1 %o在荷斯坦奶牛日粮中添加5 %的富硒苜蓿 草干草后,饲料转化率可分别提高13.9 %,另外,添加富硒苜蓿青干草会明显降低牛奶中乳 脂和乳蛋白的含量,但对乳糖以及非脂固形物含量影响不大;添加富硒钻苜蓿青干草能显著 地提高牛奶中乳脂的含量,提高幅度为22.2 %,但会显著降低牛奶中乳糖以及非脂固形物含 量,对乳蛋白的含量影响不大。在杜泊羊的日粮中添加15 %的富硒和10 %的富硒钻苜蓿青 干草,饲料的转化率可分别提高28.3 %和 27.7 %o另外,在Wister大白鼠的日粮中添加4 %〜 6 %的富硒苜蓿草粉,能在不同程度上提高大白鼠的胃蛋白酶的活力、减少饲料在胃内的残 留率,提高小肠对饲料的推动力,有利于饲料的转化与利用,日均增重分别提高了 14.9 %和
12.7%,饲料转化率提高8.5 %〜9.0 %,并且安全无副作用。
植物性硒钻产品比动物硒钻产品的生物利用率高,且其中的有机硒比无机硒更安全有 效,所以富硒钻植物产品是人和动物食物硒的重要来源[138]。植物硒钻的生物利用率不因其 来自自然的富硒钻区还是来自施加的硒钻肥而不同[139],所以在缺硒少钻地区,适当施用硒 钻配合肥料,提高主粮中的硒和钻的含量,通过SPFAC的传导,可以达到科学补硒补钻的 目的,这可能会成为今后改善人体硒、钻营养缺乏的重要技术措施之一。
5.2讨论
我国对硒的研究比较晚,自从上世纪80年代在东北证实了动物克山病、大骨节病与地 方性缺硒有一定关系之后,硒状况受到我国政府的关注(张子仪,2000) [9],现在人们已经 认识到一定量的硒有益于健康,过量的硒有害于健康。硒既可以作为活性氧自由基(Reactive Oxygen Species , ROS)的清除剂,又作为产生ROS的催化剂,增加了利用硒的难度;最后, 动物、人体吸收并能够进行代谢的是有机硒。过多的有机硒可以排出体外。动物、人体也能 够吸收无机硒,但无机硒难以排出体外,如过多在体内积累,会导致硒中毒,所以硒的生物 效应的两面性表现十分突出,但有关分子机理不很清楚。实际上在我国土壤中缺硒远比硒过 量严重的多,据刘峥(1996) [17]报道中国土壤全硒平均含量0.296 mg/kg,接近于世界平均值 0.30 mg/kg,但由于我国土壤硒含量明显程偏态分布,全国大约有25 %的土壤处于缺硒状态, 包括潜在性缺硒土壤,总共约占40 %,由于我国缺硒土壤主要集中在北方农牧业地带,所以 对农牧业影响较大,为了解决动物饲料中硒的不足,目前广泛用亚硒酸钠(NazSeOs)和硒 酸钠(Na2SeO4或Na2SeO4,10鱼0)等无机硒化物以及硒化亚油酸、硒代蛋氨酸、硒化脂 多糖和强化硒酵母等有机硒作为补硒剂。无机硒以亚硒酸钠应用最为广泛,其毒性大,需要 量和中毒量相差不大,生产和使用时安全性差,有机硒虽然比无机硒利用安全,吸收好,但 生产工艺复杂、成本高、添加难度大,多用于实验室研究,生产应用不广泛[10、98]。
为了解决这一难题,2005年,作者所在的郑州牧专牧草营养课题组首次提出了土壤-牧 草-动物链(Soil-Pasture-Animal Chain, SPAC) /土壤-牧草-饲料-动物链(Soil-Pasture-Feed -Animal Chain, SPFAC)即SPAC/SPFAC的概念,即依据土壤学原理通过在牧草田基施硒钻 配合肥料,使硒钻积累到牧草的茎叶上,提高牧草中硒钻的含量,然后根据家畜营养需要, 把添加到家畜饲料中,达到家畜补硒补钻的目的。由于硒在牧草中以有机硒形式存在,利用 效率比较高,可以克服在动物中直接添加带来的副作用。本文就是基于这种思路,通过在紫 花苜蓿草地基施无机硒-亚硒酸钠(Na2SeO3 - 5母0)和硫酸钻(CoSOq • 7母0),通过SPFAC 或SPAC,达到改善草畜生产环境,提高动物产品品质的目的。研究表明,这个SPAC/SPFAC 体系不但在理论上是新颖的,在实践应用中也是可行的。
5.2.1关于硒、钻对牧草生长发育及产量品质影响的研究与应用
在硒钻合理配施的情况下,能提高紫花苜蓿叶片中游离脯氨酸和游离钾的含量。植物在 干旱等逆境条件下积累脯氨酸是一种普遍现象,游离脯氨酸的变化是植物对于逆境的一种应 急反应[140]。为此,有很多人致力于脯氨酸的积累能力同植物抗旱性关系的研究。Singh等 (1990)通过大量试验证明脯氨酸积累量与植物抗旱性呈正相关[⑷]。马宗仁等(1993) [142J 通过大量牧草的抗旱生理研究,也认为脯氨酸积累能力作为评价植物抗旱能力大小是可行 的。钾能够促进光合作用和有机物的运转,增强植物的抗旱的能力,叶片中钾的含量可以作 为反映植物多种抗逆性的重要指标。硒的效果好于钻,硒钻配施的效果好于硒钻的单施,这 可能是硒钻互作效应的体现。
硒和硒钴配合基施对紫花苜蓿的锈病、普通叶斑病、夏季黑茎病以及根腐病有明显的抑 制作用,表现出良好的防病效果。硒比钴效果突出,硒钴配施的效果主要由硒的配量决定的, 富硒的配施效果好于低硒,富钴与低钴之间没有差异;这可能是由于硒具有刺激植物生长, 能增强植物体抗氧化作用和能清除脂质过氧化作用的自由基有关;也可能是由于硒钴配合基 施能增强紫花苜蓿对其它微量元素的主动吸收,而许多微量元素具有增强草畜免疫力的作 用。
研究证明,通过矿质养分,特别是微量元素控制紫花苜蓿病害是一种非常有效的措施。 矿质养分一方面可以作为植物组织的构成成分或直接参与新陈代谢而起作用,另外还可以改 变植物的生长方式、形态和解剖学特性,如使表皮细胞加厚、高度木质化或硅质化,从而形 成机械屏障增强其抗病性,特别是可以通过生物化学特性的改变 ,如产生大量的抑制性或 抗性物质 (植物抗毒素),增强或减弱植物对病虫害的抵抗力[143]。矿质营养不仅影响植物的 正常生长发育,而且还以多种方式直接或间接地影响植物的感病和抗病性。因此研究矿质营 养与植物病害的关系、作用机理,对利用矿质养分,通过合理施肥减少植物病害的发生,增 强植物的抗病能力,从而作为化学防治和生物防治措施的补充 ,既减少农药用量、环境污 染,又提高作物的产量 ,具有十分重要的意义[144]。硒和钴是非常重要的2种与抗病有关的 矿质元素, 硒能抑制真菌,与杀菌剂起协同作用[145-147]。豆科植物缺钴,叶片淡黄色,根瘤 菌的侵染率低,固氮作用缓慢,固氮力下降;根系抗性能力下降,易感染根腐病。关于通过 矿质营养控制紫花苜蓿病害的内容,国内报道的不多,大部分是大量元素,关于微量元素硒 和钴的报道不多,如邢会琴等(2006) [148]在大田条件下研究了9个紫花苜蓿品种施用复合肥、 过磷酸钙和根瘤菌对白粉病抗病性的影响,结果表明,合理地施用撒可富肥料可以有效减轻 紫花苜蓿白粉病的发生。病情指数和发病率均比施用过磷酸钙和根瘤菌低,效果要好。薛福 祥等(2003)[149]利用田间自然发病条件,以庆阳紫花苜蓿为材料,研究了不同施肥水平对 紫花苜蓿霜霉病抗病性的影响。通过对发病率和病情指数2项指标进行统计分析,发现不同 的施肥水平对紫花苜蓿霜霉病抗病性差异不显著。董爱香等(2002)[150]研究了夏季施氮、 钾肥对牧草褐斑病的影响,发现施钾水平的高低及氮、钾交互作用对褐斑病发病的影响不大。 夏季增施氮肥减轻了褐班病发病的严重度 ,但是加快了病害流行速率 ,施氮越高 ,病害 扩展速率越快 ,恢复速率越慢,另外,袁庆华, 张文淑 (2003) [151]在紫花苜蓿抗褐斑病方 面也做了大量的研究,取得了突破性进展。
紫花苜蓿是世界上栽培面积最广、最主要的豆科牧草之一,在畜牧业发展中起着重要作 用。全世界种植紫花苜蓿约3333万ha[152],我国现有紫花苜蓿面积200万ha,居世界第五位, 河南省的紫花苜蓿面积约6万ha,紫花苜蓿面积的扩大,对于我国草业和畜牧业发展有极大 的促进作用,有利于我国农业的集约化发展。但是,随着紫花苜蓿面积的扩大和产业化程度 的提升紫花苜蓿产业所面临的风险也急剧加大,特别是大面积集约化种植给病害的猖獗创造 了条件,给紫花苜蓿生产蒙受巨大的损失。当前,目前,控制紫花苜蓿病害的措施有化学措 施、生物措施、栽培管理措施等,如植物检疫、合理轮作、选用抗病品种、种子消毒、土壤 耕作等[137],效果均不够理想,通过硒钴配施是一种既能增产增收,又能控制病虫害的新措 施。
硒钻配施能有效地提高紫花苜蓿的NRA活性,增强紫花苜蓿体内的氮代谢,在现蕾-开 花期效果最显著。硝酸还原酶是牧草无机氮同化的限速酶,其活性的大小控制着氮代谢的强 弱、对调节植物体硝态氮水平和蛋白质合成具有重要作用[152、153]。在已有文献中,就氮肥和 钼肥对小麦、甜菜、玉米等农作物硝酸还原酶活性调节的研究比较多,如杨黎芳[154]在潮土 和石灰性褐土,分别采用大田小区试验与盆栽试验,发现低浓度的钴对小麦生长有促进作用, 而高浓度的钴则有明显的抑制作用。施用适量的钴可以增强冬小麦根系活力,提高旗叶叶绿 素含量和硝酸还原酶活性。赵宏伟(2004)[155]和李东方(2006)分别就氮肥对春玉米 NRA 以及产质量的影响进行了研究。瑜敏等(2000) [156]就种子钼对冬小麦NRA活性、干物质重 及产量的影响进行了研究。但就硒钻配施对苜蓿NRA的调节很少。硒钻配施不但可提高了 苜蓿硝酸还原酶的活性,而且还能控制硝酸盐在植株体内的积累,减少有害硝酸盐化合物对 饲养动物的危害,所以说,无论从促进牧草优质高产,还是保证家畜苜蓿饲喂的安全性讲, 对苜蓿进行硒钴配合基施是非常有必要的。
在钴硒的配施能提高紫花苜蓿叶片中叶绿素的含量,配施效果主要由钴量决定的,硒是 起配合作用。叶绿素是光合作用的主要色素,光合作用是作物干物质生产的重要生理基础, 较高的光合产物积累量是作物获得高产的前提[157]。因此,通过硒钴配施能提高叶片中叶绿 素的含量,进而提高紫花苜蓿的光合能力。
适当地施用硒、钻和硒钻配合料能提高苜蓿的生产水平,提高苜蓿青干草产量。硒钻在 合理基施下对苜蓿花前的营养生长,特别是对苜蓿单位叶面积生产干物质的速率和生长速度 有显著的促进作用,对花后的生殖生长影响不大,硒的用量很关键,用量适宜,表现与钻的 协同效果,应用效果突出;过量硒则表现出与钻的拮抗效应,应用效果不明显或者有抑制作 用。钻则不表现出类似硒的现象,量的多少对其单独效果和与硒的配施效果没有多大影响。 张秀梅(2005) [158]和李会芳(2006) [159]等认为,适宜的硒浓度处理提高了玉米和大豆种子 的发芽率,增加了发芽势和发芽指数,提高了活力指数,也使大豆根的鲜重有所提高,适宜 的硒浓度有利于种子的萌发,但是过高的浓度则有明显的抑制作用。彭诚等(2006) [160]认 为,低浓度亚硒酸钠溶液浸种能对白菜的发芽率、可溶性蛋白质质量分数、游离氨基酸总量 及可溶性糖质量分数等生理指标有明显的促进作用,而较高浓度亚硒酸钠溶液浸种,表现 出一定的抑制作用。刘素萍,樊文华等(2006)认为,钻能提高番茄植株功能叶片叶绿素含 量、花蕾数和开花数、地上部分鲜重。钻能显著提高坐果率、单株结果数和产量。谢丽玲, 熊兴东等(2006) [161 ]也认为,硝酸钻能促进大白菜的生根率和芽分化率,提高可溶性蛋白 质和叶绿素含量,生长能力得到显著加强。胡华锋等(2007) [101、112]也认为适量喷施硒能显 著提高苜蓿产草量,以施硒50 mg/kg效果最好,产草量比对照提高1121 kg/hm2。马闯等 [103]和介晓磊[162]等认为叶面喷施硫酸钻可显著提高了苜蓿鲜草产量,其中施钻量为300 mg/kg的处理效果最好,可以提高鲜草产量25.0 %-27.5 %。硒钻在植物生产中作用也很大, 如能刺激植物生长,增强植物的抗氧化作用,促进豆科牧草根瘤固氮,还能提高叶绿素含量 和增强光合能力。
另外,无论硒钴的单施或者配施均不会提高紫花苜蓿果实的产量,富硒以及富硒与钴 的配施却显著地降低果实产量。虽然硒钴基施不能显著提高紫花苜蓿果实的产量,但能提 高果实的千粒重,关于这方面的报道比较少。类似研究有,如杨黎芳[154]在潮土和石灰性褐 土,分别进行了大田小区试验与盆栽试验,发现低浓度的钴对小麦生长有促进作用,而高 浓度的钴则有明显的抑制作用。施用适量的钴可以显著提高冬小麦的产量,改善籽粒品质。 宋家永[163、164]采用大田试验,研究了叶面喷施硒对小麦产量的影响。结果表明,在灌浆初 期或中期喷施硒,均明显提高了小麦产量。王金英等(2006)[165]认为,硒对水稻的千粒重 影响不大,而对结实率有差异显著,还可以提高单株果实产量。该试验与以上2位的研究 有出入,可能与植物种类、施肥方式和施肥时间有关。
另外,钴单施以及与硒的配施能促进耕层内紫花苜蓿根瘤菌生长和根瘤量的积累,由于 根瘤菌对豆科牧草具有促进生物量增长,提高牧草经济性能,改善牧草品质和适口性的作用 [166],所以硒钴基施有利于增强紫花苜蓿的固氮能力,增强根系对耕作层土壤养分的吸收和 同化能力,提高紫花苜蓿的饲用价值。关于微量元素对豆科牧草根瘤菌生长的报道不少,大 都提到微量元素的用量、合理搭配以及环境调节是促进根瘤菌健康生长的关键,如张玉红, 王玉晨等(2005)研究发现钻、Mo、Wu对豆科牧草根瘤菌的生长有良好的联用互促效应, 所以钴适应与其它元素搭配使用,效果更突出。陈远学(2007)[167]通过耐性实验认为,适 量的钻能促进花生根瘤菌和菌株的生长,但根瘤菌株对Co的耐性较弱,不同根瘤菌株对Co 的耐性差异较大,同时还要保证土壤pH在6.0-8.0范围内施钻的效果才好。该试验证明紫 花苜蓿对Co的耐性比较大,在富钻的情况下应用效果仍很好。
本文研究表明,紫花苜蓿干草中的硒有72.13 %-92.07 %为有机硒,这说明从土壤中吸收 的硒大都在根系转化为有机硒,并向地上运输,另外,单施硒钴能显著地提高紫花苜蓿青干 草中全硒全钴的含量,但对有机硒转化率均没有明显影响。钴与硒的混施不但能增强紫花苜 蓿对硒的吸收,而且能够加强紫花苜蓿对硒的吸收和转化,提高紫花苜蓿有机硒的转化率, 其中低量钴与硒搭配比高量钴与硒搭配效果更显著。
随着配合肥料中硒量的增加,紫花苜蓿茎叶中全硒、无机硒和有机硒的含量以及有机硒 的转化率均得到显著的提高[168],这说明紫花苜蓿有较强的对无机硒的吸收能力和转化为有 机硒能力。Arvy[169]等认为,豆科植物根系从土壤中吸收的硒酸盐在3 h内有50 %运到地上 部,而吸收的亚硒酸盐则大部分留在根部并转化为有机态硒,这些有机态硒有少量运到地上 部。田应兵等人通过对黑麦草的研究也 认为,黑麦草能够很快地将从土壤中吸收的亚硒酸钠转化为有机态的硒(如硒代甲硫氨酸), 或留在根部,或向地上运输。王晋民[170]通过对胡萝卜的研究也有相似的报道。另外,随着 配合肥中随着钴量的增加,紫花苜蓿体内有机硒的平均转化率也明显提高,这说明钴能够加 强紫花苜蓿对硒的吸收和转化。人类和动物吸收并能够进行代谢的是有机硒,若硒量多,若 过多则可以排出体外,对人类和动物没有多大影响。虽然人类和动物也能够吸收无机硒,但 无机硒难以排出体外,如过多在体内积累,会导致硒中毒,所以通过合理基施硒钴,不但能 提高牧草中总硒含量,更重要的是提高牧草中有机硒含量的比例,这样利用更方便更安全。 通过试验证明,紫花苜蓿具有较强吸收和利用土壤中硒钴养分的能力,单施硒能提高了紫花 苜蓿青干草中硒的含量,基施肥料中硒量越多,青干草中硒的含量也越高,而且紫花苜蓿对 硒的吸收表现为奢侈性吸收。单施硒对草中钴积累量影响不大。单施钴能显著提高紫花苜蓿 青干草中钴的含量,和硒不同的是,提高肥料中钴的含量,草中钴含量提高不显著,说明在 紫花苜蓿草地上适量施钴有利于牧草对钴的吸收,过量施钴会造成钴料的浪费。另外,单施 钴还能显著提高紫花苜蓿青干草中硒的含量,但钴量不适宜过多。硒钴混施能显著促进紫花 苜蓿对硒和钴的吸收,随着混施肥料中硒量和钴量的增加,牧草对硒和钴的吸收量显著提高, 并且紫花苜蓿对硒的吸收能力远远高于钴,这表现为紫花苜蓿对硒的奢侈吸收,说明紫花苜 蓿对硒具有超强的吸收和积累能力[171、172],而紫花苜蓿对钴的吸收是有一定限度的。就2种 元素配合效果来看,硒与低钴混施下紫花苜蓿对硒的吸收效果显著高于硒与富钴的混施,其 中富硒与低钴的混施效果最好,其次为富硒与富钴的混施;钴与富硒搭配下紫花苜蓿对钴的 吸收效果显著好于钴与低硒的混施,其中富硒与富钴的混施效果最好,其次为富硒与低钴的 混施,从以上结果可以看出,硒钴在紫花苜蓿吸收方面之间更多地表现为协同作用,低浓度 的钴与硒混施更有利于紫花苜蓿对硒的吸收,高浓度的硒与钴的混施更有利于紫花苜蓿对钴 的吸收。胡华锋[95]也认为适量施用硒肥能显著促进紫花苜蓿对钴的吸收,钴的含量也显著提 高,呈现出硒与钴的协同关系,当施硒量过高,反而会影响到紫花苜蓿对钴的吸收。
就牧草的硒钻积累量而言,单施硒能显著提富硒的积累量,肥料中硒量越高,紫花苜 蓿积累量也越高;单施钻对紫花苜蓿硒的积累量影响不大,但是硒与钻搭配可以显著提高牧 草钻的积累量,而且肥料中硒量越高草中钻的积累量越多。硒钻混施的效果好于二者的单施, 其中,富硒的效果好于低硒,硒与低钻的混施效果好于与富钻的混施。在硒钻混施中,随着 硒钻量的增加,紫花苜蓿对二者的积累量也显著增加,并且富硒与低钻的富硒效果好于富硒 与富钻的混施,富钻与富硒的富钻效果好于富钻与低硒的混施。这说明,紫花苜蓿不但对硒 钻有较强的吸收能力,而且有较强的积累于体内的能力。
紫花苜蓿不但对硒的吸收和积累量高,而且对硒的利用率也是很高,而且远远高于对钴 的利用率。在硒单施的情况下,随着肥料中硒量的增加,紫花苜蓿对硒的利用率也提高,在 单施钴的情况下,钴的利用率是随着钴量增加反而降低。硒钴混施效果好于二者的单施,值 的注意是硒钴的利用率主要和肥料中硒的含量有关,随着混施肥料中硒量的增加,牧草对硒 和钴的利用率均显著提高,随着钴量的增加,牧草中钴的含量提高,但钴的利用率却显著下 降。在硒钴混施中,钴能提富硒的利用率,但钴量不宜过多,硒与低钴混施下硒的利用率显 著高于硒与与富钴的混施;硒能提富钴的利用率,提富硒量有利于提高紫花苜蓿对钴的利用 率,富硒与钴混施下紫花苜蓿钴的利用率明显高于低硒与钴的混施,低硒与钴的混施与单施 钴差异不显著。目前,关于硒钴配施对作物硒钴含量的研究很少,如樊文华,李莉(2009) [173]等采用盆栽试验研究了硒钴配施对番茄产量、番茄红素、番茄果实中硒、钴含量以及土 壤中有效硒、钴含量的影响,结果表明,单施硒对番茄产量无明显影响;单一施钴处理时,番 茄产量随施钴量的增加而增加,硒钴合理配施可显著提高番茄的产量,单一施硒和单一施钴 以及硒钴配施条件下均可提高番茄中番茄红素的含量。单一施硒和硒钴配施均可明显地提高 番茄中硒和土壤中有效硒的含量,单一施钴以及硒钴配施可明显提高番茄中和土壤中有效钴 的含量。
牧草的常规营养成分主要是粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和粗脂肪,其含量,特 别是粗蛋白质和粗纤维含量是衡量饲料质量的重要标准。本文研究证明,无论单施还是混施, 硒钻肥料对紫花苜蓿青干草中粗脂肪、粗灰分以及粗纤维含量均有一定影响,而对粗蛋白和 无氮浸出物含量影响不大。硒钻单施的共同特点是能显著地提高紫花苜蓿干草中粗纤维的含 量,降低了粗脂肪含量。硒和钻在配施量小的情况下,对紫花苜蓿的常规营养影响不显著, 随着硒肥或者钻肥量的增加,效果变的明显起来,当硒和钻用量分别在765和762 g/hm2混 施的情况下,可适当地提高粗蛋白含量,显著提高粗脂肪含量,对粗纤维和无氮浸出物含量 影响也不显著,其它混施与单施差异不显著。目前就硒和钻分别单施对紫花苜蓿营养成分的 影响有许多相关报道,如杨黎芳[154]在潮土和石灰性褐土,分别采用大田小区试验与盆栽试 验,发现施用适量的钻可以改善冬小麦的品质,低浓度钻能提高的小麦的蛋白质含量,但高 浓度钻会使蛋白质含量减少。如马闯[103]采用采用叶面喷洒的方法,研究了不同施钻水平对 紫花苜蓿鲜草产量和营养品质的影响,证明适量喷洒CoS04能显著提高紫花苜蓿的鲜草产量 和茎叶比,不同施钻水平对紫花苜蓿营养成分的含量影响不同,随着钻量的增加,鲜草中粗 蛋白质的含量在明显提高,而粗脂肪含量在逐渐降低,粗纤维、粗灰分和无氮浸出物含量没 有明显变化。刘世亮[98]采用叶面喷洒方法研究了不同施硒水平对紫花苜蓿干草的产量和品 质的影响,证明适量喷洒硒肥可显著提高紫花苜蓿干草产量,硒肥对牧草的营养成分也有一 定影响,随着施硒量的增加,粗纤维和粗脂肪含量明显提高,对粗蛋白质、粗灰分和无氮浸 出物含量没有明显影响。王晋明[170]也证明,在胡萝卜中单施硒肥能够提高其纤维素含量。
施用硒钻肥不仅会影响到牧草对硒钻的吸收,还会不同程度地影响到对其它微量元素的 吸收。该研究通过研究证明,适量地施硒均能提高紫花苜蓿青干草中Zn、Mo、B、Cu、Fe 和Mn等6大微量元素的含量,适量地施钻也能提高紫花苜蓿青干草中Fe、Mn、Mo的含量, 硒钻混施肥后不但能大幅度提高花期青干草中硒和钻的含量,而且也能显著地提高紫花苜蓿 青干草中6种微量元素的含量。其中,低硒低钻型混施肥料对青干草中Cu、Zn、和B等3 种元素的积累效果最好;低硒富钻型混施肥料对青干草中Mn和Mo的积累效果最佳;富硒 低钻型混施肥料则对Fe的提高效果最佳。河南省土壤中微量元素的含量低于全国水平,尤 其是土壤中B、Zn、Mo和Mn等元素的缺乏[174],造成饲草饲料中这4种元素的不足,影响 到饲草营养的全面性,通过硒钻混施,既可解决硒钻的不足,又能提高饲草中微量元素的含 量,对畜牧业生产意义重大。
关于硒钻混施对其它微量元素的吸收的报道相对缺乏,:Khattak等研究表明硒能增强紫花 苜蓿根和茎对钼的吸收。Wu和Huang [175]发现牧草施硒时植物组织中Ca和Fe的含量升高, 另外,他们还观察到NaCl能增加植物对Se的吸收,而Se对Na+的吸收影响不大。王永锐等 [176]发现硒和硅共施能促进水稻对 32P 的吸收和积累,且叶片中可溶性蛋白含量上升。硅能 抑制高浓度硒的毒害作用,硒和硅共施时,水稻孕穗期、乳熟期及蜡熟期植株中C同化物在 稻穗中的分布比例都比单施硒的高。陈铬和刘更另等[177]研究发现,硒在生理浓度范围内促 进植物对P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn和Mo的吸收,在硒毒情况下则相反。张化 [178]研究认为,硒和Zn配施不但对春小麦硒和Zn的积累有明显的互作效应,而且对春小麦 在不同生育期对 Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 等微量元素的吸收和积累也有一定的交互效应,并 且成功地建立了不同施肥处理条件下 Zn、Se 元素的吸收动态模型,明确了各处理在生育过 程中的对养分的最大吸收速率及其出现时间。胡华锋[101,112]在同一地点研究了硒肥对紫花苜 蓿微量元素含量的影响,证明喷洒硒肥不但能促进紫花苜蓿硒的吸收,而且能够显著促进对 Zn、Cu、Mn、B、Co和Mo的吸收,但对Fe的吸收没有显著影响;紫花苜蓿硒的含量和积 累量与施硒量呈正相关,而Mn、B、Co和Mo含量与积累量与施硒量呈负相关,Zn和Cu 的含量与积累量与施硒量呈先升后降趋势。王晋明[170]报道,单施硒肥能提高胡萝卜中Fe的 含量。另外,李明等报道,Mo与Co配施能提高紫花苜蓿中粗蛋白、粗脂肪、磷和钙等营养 含量,降低粗纤维、粗脂肪和无氮浸出物的含量,提高牧草中Cu、Mo、B、Zn、Co等微量 元素的含量。
5.2.2关于硒钻对饲料及动物生长发育及产量品质影响的研究与应用
首先,在动物的日粮中适当添加富硒、富钴和富硒钴等富微苜蓿草有利于提高动物日粮 中微量元素的含量。在荷斯坦奶牛、杜泊羊、新西兰大白兔和三黄鸡以及Wister大白鼠的饲 料中适当添加富硒、富钻和富硒钻3种富微牧草可显著提高动物日粮中Se、Co以及Zn、Mo、 B、Cu、Fe和Mn等微量元素的含量,起到全面补充动物微量元素的目的。而目前,在我国一 些地区的动物生产中,微量元素缺乏是普遍问题,导致动物各种疾病,不但影响畜牧业发展, 也影响到人类的健康[1,5,9],虽然许多家畜养殖企业通过在日粮中直接补充微量元素,达到 解决日粮中微量元素营养平衡的问题,但操作有难度和成本高。根据动物营养需要,通过在 日粮中适当添加富微苜蓿草,补充起来既安全、又方便和经济,操作性很强。
另外,在动物日粮中添加富微牧草,能在不同程度上提高动物对饲料的利用。在动物日 粮中添加富微牧草能提高动物胃蛋白酶的活力、减少饲料在胃内的残留率,提高小肠对饲料 的推动力,有利于动物的增重和饲料的利用,这对于降低畜牧业生产成本和提高动物产出率 有很大的作用。在试验的5种动物中,其中添加10 % 的富硒钴紫花苜蓿草粉对鸡的增重和饲 料转化效果最好,饲料转化率可提高29.5 %,牛和羊的效果次之,在日粮中添加富硒或富硒 钴苜蓿草青干草后,饲料转化率可提高13.9 %~28.3 %,兔和大白鼠的效果差一些,在日粮中 添加富硒或富硒钴苜蓿草青干草后,饲料转化率可提高6.1 %~9.0 %,并且饲喂安全、方便无 副作用。另外,由于动物对饲料中丰富的硒有很强的富积能力,所以富微苜蓿草粉不适宜连 续添加,应该间隔利用,又经济,效果又好。
再者,在动物的日粮中适当添加富硒、富钴和富硒钴3种富微苜蓿草,有利于调节和改 善动物畜产品的质量。在奶牛日粮中添加富硒紫花苜蓿青干草不但能显著地提高奶牛的饲料 转化率,而且会明显降低牛奶中乳脂和乳蛋白的含量,但是对乳糖以及非脂固形物含量影响 不大,富硒钴紫花苜蓿青干草能显著地提高牛奶中乳脂的含量,提高幅度为22.2 %,但会明 显降低牛奶中乳糖以及非脂固形物含量,对乳蛋白的含量影响不大。我们可以根据需要,适 当选择富微苜蓿草的种类,加以科学合理利用。在新西兰大白兔和三黄雏鸡的日粮中添加富 微牧草青草(或草粉)对肉产品中蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量影响不显著的,但能适 当提高肉产品中Fe、Cu和Zn的含量,显著提高肉产品中Se的含量,在动物产品中肌肉中硒的 积累量最多,肝脏的硒浓度最高。这对于改善畜产品的品质和进一步生产功能性畜产品意义 重大。
植物性硒钻产品比动物硒钻产品的生物利用率高,且其中的有机硒比无机硒更安全有 效,所以富硒钻植物产品是人和动物食物硒的重要来源[179]。植物硒钻的生物利用率不因其 来自自然的富硒钻区还是来自施加的硒钻肥而不同[180],所以在缺硒少钻地区,适当施用硒 钻配合肥料,提高主粮中的硒和钻的含量,通过SPFAC的传导,达到科学补硒补钻的目的。 5.2.3关于SPAC/SPFAC系统中硒钻营养调控机理
黄河滩区是我国重要的牧草基地,也是河南省牧草集约化生产基地。多年来由于土壤 和多年利用的原因,土壤中缺乏硒、钴以及一些其它微量元素,影响牧草的优质生产,也 影响到动物生产水平,该文针对在黄河滩区土壤养分特点,针对性合理施用微肥肥料,调 节土壤养分,调控牧草代谢,促进牧草的优质高产。同时,通过土壤施肥,使肥料中无机 态的硒和钴转化为植物体有机态的硒和钴,使牧草成为功能性的富硒和富钴饲料,同时又 提高了饲草中Fe、Mn、Cu和Zn等微量元素的含量,达到有效地改善动物营养,又不污 染环境的目的。在以前的动物营养研究中,一般是针对动植物硒和钴的缺乏,直接补充无 机态盐份,不但效果差,而且残留高,又污染环境,治标不治本,而且硒对动植物的阈值 很小,浓度稍高稍低都会浪费甚至有害。该研究是从治本入手,把研究重点前移,某该项 目是着眼整个 SPAC/SPFAC 的大系统中进行分析和研究,达到硒和钴等微量元素在 SPAC/SPFAC系统中转移、富积和循环中对整个动植物生产的调控,即从土壤有效供给基 础上,根据动植物的生长阶段和生理需求,确定紫花苜蓿的最佳施肥量和确定紫花苜蓿饲 草在动物饲喂中的安全和有效的添加量,达到提高动物免疫力,提高动物产品质量,又不 污染环境。
动物生产的目的就是生产优质的肉、蛋、奶、皮和毛,全面提高人类生活质量。而营 养全面、绿色和无公害生产是当前解决该目的的第一手段。目前,我国动物产品中普遍缺 乏硒和钴,导致动物病害严重,造成动物生产中用药量泛滥,影响到包括人在内的整个生 态系统的安全性。目前,市场上虽然有大量富硒产品,如富系硒蛋、富硒肉、富硒奶等, 但往往缺乏足够的理论依据,没有统一的生产标准,效果不理想。另外由于硒和钴没有合 理的配合施用,影响到应用效果。本文通过 SPFAC 进行系统研究,生产出来的富硒钴产 品因有明确的技术参数和指标,具有很高的利用价值,未来发展前景广阔。植物性硒钴产 品比动物硒钴产品的生物利用率高,且其中的有机硒比无机硒更安全有效,所以富硒钴植 物产品是人和动物食物硒的重要来源[42]。植物硒钴的生物利用率不因其来自自然的高硒钴 区还是来自施加的硒钴肥而不同[43],所以在缺硒少钴地区,适当施用硒钴配合肥料,提 高主粮中的硒和钻的含量,通过SPFAC的传导,达到科学补硒补钻的目的,必将是21世 纪改善人体硒钴营养缺乏的重要措施之一。
5.3今后的工作打算
5.3.1进一步研究硒、钴在“土-草-饲-畜”系统中传输的机理及调控技术;
5.3.1进一步对与牧草、家畜以及实验动物生长发育有关的生理生化指标进行研究,如对谷 胱甘酞酶和维生素B12的分析和测定。
5.3.1进一步对与草畜营养水平有关的生理指标进行测定,如牧草的维生素水平和氨基酸的 特点以及动物食品的安全性的测定与评价。
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