硒在土壤-苜蓿-飼料-蛋雞系統(tǒng)中的遷移效應(yīng)及其機(jī)理研究.pdf

1、硒是人和動物必需微量元素,兼具營養(yǎng)、毒性和解毒三重生物學(xué)功能,是生命的“保護(hù)劑”。我國72％土壤缺硒,生產(chǎn)的牧草、飼料不能滿足動物硒營養(yǎng)的需求。飼料中添加礦物硒安全性差,用有機(jī)硒則成本高昂。因此,開發(fā)研究新的飼料硒源具有重要意義。紫花苜蓿(Medicaco sativa L.)是一種富硒能力較強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)飼料資源,而植物體內(nèi)富集的硒主要以有機(jī)硒形式存在；因此可以依據(jù)土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)和動物營養(yǎng)與飼料學(xué)原理,通過向牧草施用礦物硒,使硒吸收、同

2、化、富集到牧草體內(nèi),根據(jù)家畜營養(yǎng)需要,直接或作為富硒添加劑添加到飼料中,飼喂家畜,從而達(dá)到家畜安全生產(chǎn)、高效補(bǔ)硒的目的；也可組配富硒功能性飼料,生產(chǎn)符合國家《食品中硒限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB13105-91)的富硒畜產(chǎn)品；此研究對于牧草、飼料、動物營養(yǎng)及人類健康等具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。因此本文在總結(jié)國內(nèi)外硒與植物、動物營養(yǎng)關(guān)系研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,通過植物試驗和動物試驗,以紫花苜蓿和蛋雞為載體,系統(tǒng)研究了硒在土-草-飼-畜系統(tǒng)中的營養(yǎng)效

3、應(yīng),并初步分析了有關(guān)的機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.適量葉面施硒能顯著(P<0.05)促進(jìn)紫花苜蓿對硒吸收；提高紫花苜蓿體內(nèi)全硒、無機(jī)硒和有機(jī)硒含量,并與施硒量呈正相關(guān)；且紫花苜蓿全硒、無機(jī)硒及有機(jī)硒存在顯著(P<0.05)的正相關(guān)關(guān)系。葉面施硒能顯著(P<0.05)提升紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率及硒肥利用率,紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率和硒肥利用率均隨施硒量的增加呈先升后降趨勢,施硒100 mg kg-1紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率最高；施硒

4、50 mg kg-1紫花苜蓿硒肥利用率最高;
　　 2.基礎(chǔ)日糧添加富硒牧草顯著(P<0.05)影響蛋硒含量,蛋硒含量隨添加富硒牧草硒含量的提高而升高,但蛋硒轉(zhuǎn)化率卻與添加富硒牧草硒水平呈負(fù)相關(guān)?；A(chǔ)日糧添加富硒牧草能顯著(P<0.05)提高蛋雞胸肌、心肌、脾、肝臟、腎臟及血液等組織器官的硒含量,且隨添加富硒牧草硒水平升高而升高。添加富硒牧草顯著(P<0.05)提高了蛋雞糞硒含量,糞硒含量與添加富硒牧草硒含量呈顯著(P<0.05

5、)正相關(guān)。蛋雞對生物硒的吸收能力隨時間推移而在增強(qiáng),蛋雞對硒水平<2.319mg kg-1的日糧硒吸收能力更強(qiáng)?；A(chǔ)日糧添加富硒牧草能顯著(P<0.05)影響蛋雞飼料硒的吸收效率,吸收率隨添加富硒牧草硒含量的增加而呈先升后降趨勢。添加硒含量5.97mg kg-1富硒牧草組的飼料硒吸收率最高,極顯著(P<0.01)高出基礎(chǔ)日糧組722.46％。
　　 3.施硒量與牧草硒、飼料硒、糞便硒、雞蛋硒和組織(胸肌、心肌、肝、脾、腎和血液等

6、)硒含量之間存在極顯著(P<0.01)的線性關(guān)系,它們的線性方程為:葉施硒肥牧草硒:y=0.0912x+0.7021(R2=0.9915),葉施硒肥飼料硒:y=0.0118x+0.2199(R2=0.9867),葉施硒肥糞便硒:y=0.0137x+0.6817(R2=0.9926),葉施硒肥雞蛋硒:y=0.0023x+0.1993(R2=0.9904),葉施硒肥胸肌硒:y=0.0011x+0.0783(R2=0.9593),葉施硒肥心肌

7、硒:y=0.0016x+0.2740(R2=0.9466),葉施硒肥肝臟硒:y=0.0045x+0.5966(R2=0.9673),葉施硒肥脾臟硒:y=O.0019x+0.7068(R2=0.9868),葉施硒肥腎臟硒:y=0.0038x+0.6957(R2=0.9803),葉施硒肥血液硒:y=0.0002x+0.0424(R2=0.9603)。
　　 4.適量基施硒肥能顯著(P<0.05)提高紫花苜蓿對硒的吸收能力；顯著(P<

8、0.05)提升紫花苜蓿體內(nèi)全硒、無機(jī)硒及有機(jī)硒含量,并與施硒量呈正相關(guān)；且紫花苜蓿全硒、無機(jī)硒及有機(jī)硒存在顯著(P<0.05)的正相關(guān)關(guān)系。紫花苜蓿硒吸收能力隨生育期呈先升后降的倒“V”型變化；初花期紫花苜蓿吸收硒的能力最強(qiáng)；紫花苜蓿硒含量隨生育期而降低。紫花苜蓿葉全硒對牧草全硒的貢獻(xiàn)率均>60％；硒肥顯著(P<0.05)提升紫花苜蓿有機(jī)硒的轉(zhuǎn)化率,施硒紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率基本上在40％～50％之間；當(dāng)施硒量≥0.45 mg kg-1時

9、,紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率>50％；而未施硒紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率<40％。紫花苜蓿有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率隨生育期的發(fā)展呈下降趨勢。但紫花苜蓿硒肥利用率卻很低,整個生育期雖施硒0.45kg hm-2紫花苜蓿硒肥利用率最高,但不超過1.5％；硒肥利用率隨生育期的進(jìn)程呈先升后降,初花期硒肥利用率最高。
　　 5.施硒量與牧草硒含量之間存在極顯著(P<0.01)的線性關(guān)系,它們的線性方程為:基施硒肥苗期牧草硒:y=1.9912x+0.1827(R2=

10、0.9696),基施硒肥分枝期牧草硒:y=1.7394x+0.1724(R2=0.9670),基施硒肥孕蕾期牧草硒:y=1.5045x+0.1542(R2=0.9694),基施硒肥初花期牧草硒:y=1.2547x+0.1588(R2=0.9835),基施硒肥盛花期牧草硒:y=1.0044x+0.1500(R2=0.9904)。
　　 6.基施硒肥能提高紫花苜蓿土壤有效硒含量,土壤有效硒含量與施硒量呈正相關(guān)；施硒1.05kg hm

11、-2能極顯著(P<0.01)提高土壤有效硒含量；施硒量≥1.05 kg hm-2時,土壤有效硒含量隨紫花苜蓿生育期呈現(xiàn)明顯降低趨勢,降幅為:24.75％～40.84％,且苗期、分枝期土壤有效硒含量顯著(P<0.05)高于盛花期。
　　 7.葉面施硒能提高紫花苜蓿草產(chǎn)量,且產(chǎn)草量隨施硒量的增加呈先升后降趨勢；施硒100mg kg-1效果最好,草產(chǎn)量顯著(P<0.05)高出未施硒紫花苜蓿1623kg hm-2。適量葉面施硒還能顯著(

12、P<0.05)提高紫花苜蓿粗蛋白和粗脂肪的含量和累積量,施硒100mg kg-1效果最好,含量分別顯著(P<0.05)高出未施硒紫花苜蓿13.84％和48.07％,累積量提高320.84kg hm-2和140.97kg hm-2,且紫花苜蓿粗蛋白和粗脂肪的含量和累積量均隨施硒量增加呈先升后降。葉面施硒未顯著(P<0.05)影響紫花苜蓿粗灰分和NDF的含量,其積累量均以施硒100 mg kg-1最高,并顯著(P<0.05)高于未施硒紫花苜

13、蓿；葉面施硒對紫花苜蓿ADF和HF含量和累積量均無顯著(P<0.05)影響。適量葉面施硒能顯著(P<0.05)促進(jìn)紫花苜蓿對磷、鉀、鋅、銅、錳、硼和鉬的吸收；對磷、鉀、鋅和銅而言,施硒100 mg kg-1效果最好；對錳、硼和鉬而言,施硒70 nag kg-1效果最好；葉面施硒未能顯著(P<0.05)促進(jìn)紫花苜蓿對鈣和鐵的吸收。且紫花苜蓿磷、鉀、鋅、銅、錳、硼、鉬和鐵積累量隨施硒量增加呈先升后降趨勢。葉面施硒顯著(P<0.05)提高了紫

14、花苜蓿錳的含量,而未顯著(P<0.05)影響鈣和鐵的含量；適量葉面施硒能顯著(P<0.05)提高磷、鉀、鉬、硼、鋅和銅含量,過量則能顯著(P<0.05)降低紫花苜蓿硼的含量。且紫花苜蓿磷、鉀、鋅、銅、錳、硼和鉬含量隨施硒量增加而呈先升后降。
　　 8.基施硒肥能顯著(P<0.05)提高紫花苜蓿干物質(zhì)累積量；且累積量隨施硒量的增加呈先升后降趨勢,施硒0.45kg hm"z紫花苜蓿干物質(zhì)累積量最大；基施硒肥提高分枝期和孕蕾期干物質(zhì)累

15、積速率,降低初花期干物質(zhì)累積速率；且紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率隨生育期呈升-降-升-降的倒“W”型變化,峰值出現(xiàn)在分枝期和初花期。適量基施硒肥能顯著(P<0.05)提高紫花苜蓿葉莖比；葉莖比隨施硒量呈先升后降趨勢,施硒0.45kg hm-2紫花苜蓿葉莖比最大；紫花苜蓿葉莖比隨生育期呈現(xiàn)先升后降的倒“V”型變化,峰值出現(xiàn)在分枝期?；┪饰达@著(P<0.05)影響紫花苜蓿植株含水率；紫花苜蓿植株含水率隨生育期而下降；分枝期以前,紫花苜蓿植株含

16、水率>80％,而分枝期以后降為70％左右?；┪誓艽龠M(jìn)紫花苜蓿生長,紫花苜蓿株高隨施硒量增加呈先升后降趨勢,施硒0.45kg hm-2紫花苜蓿植株最高；紫花苜蓿生長速率隨生育期呈先升后降的倒“V”型變化,孕蕾期出現(xiàn)生長高峰；基施硒肥對紫花苜蓿生長速率的影響因生育期而異,苗期到孕蕾期呈現(xiàn)施硒肥提高生長速率,以施硒0.45kg hm-2生長速率最大；而孕蕾期到盛花期,呈現(xiàn)施硒肥降低紫花苜蓿的生長速率。
　　 9.適量基施硒肥能顯著

17、(P<0.05)提高紫花苜蓿粗蛋白含量,粗蛋白含量隨施硒量增加呈先升后降,施硒0.45kg hm-2粗蛋白含量最高；紫花苜蓿粗蛋白含量隨生育期呈升-降-升的“N”型變化；苗期到分枝期呈現(xiàn)上升趨勢,分枝期到初花期呈下降趨勢,而初花期到盛花期呈上升趨勢；紫花苜蓿粗蛋白含量在分枝期達(dá)到最大；紫花苜蓿葉粗蛋白對牧草總粗蛋白的貢獻(xiàn)率>65％；且葉粗蛋白貢獻(xiàn)率隨紫花苜蓿生育期呈降-升-降的倒“N”型變化；葉粗蛋白貢獻(xiàn)率苗期最大,其次是初花期,分枝期

18、最小。
　　 10.適量基施硒肥能顯著(P<0.05)提高紫花苜蓿粗脂肪含量,粗脂肪含量隨施硒量增加呈先升后降,施硒0.45kg hm-2粗脂肪含量最高；紫花苜蓿粗脂肪含量隨生育期呈升-降的倒“V”型變化；施硒推遲了紫花苜蓿粗脂肪高峰值的生育期,施硒紫花苜蓿粗脂肪含量初花期達(dá)到峰值,而未施硒紫花苜蓿在孕蕾期達(dá)到峰值。且紫花苜蓿葉粗脂肪對牧草總粗脂肪的貢獻(xiàn)率>50％。
　　 11.適量基施硒肥能顯著(P<0.05)提高初花

19、期和盛花期紫花苜蓿粗灰分含量,但未能顯著(P<0.05)影響苗期、分枝期和孕蕾期粗灰分含量。紫花苜蓿粗灰分含量隨施硒量增加呈先升后降,施硒0.45kg hm-2紫花苜蓿粗灰分含量最大。紫花苜蓿粗灰分含量隨生育期呈升-降-升倒“N”型變化；苗期到分枝期紫花苜蓿粗灰分含量略有提升,分枝期到初花期處于下降期,初花期到盛花期又略有提升。且紫花苜蓿葉粗灰分對牧草總粗灰分的貢獻(xiàn)率>55％。適量施硒能顯著(P<0.05)提高分枝期葉粗灰分的貢獻(xiàn)率,但

20、對苗期、孕蕾期、初花期和盛花期影響不顯著(P<0.05)。
　　 12.適量基施硒肥能顯著(P<0.05)降低孕蕾期紫花苜蓿NDF含量,而未能顯著(P<0.05)影響其它生育期NDF含量；施硒紫花苜蓿NDF含量隨施硒量的增加呈先降后升趨勢；施硒0.45kg hm-2紫花苜蓿NDF含量最低。紫花苜蓿葉NDF對牧草總NDF的貢獻(xiàn)率因生育期而異,苗期和分枝期葉NDF貢獻(xiàn)率均>50％,孕蕾期、初花期和盛花期在40％～50％。適量施硒能顯

21、著(P<0.05)降低紫花苜蓿ADF含量,ADF含量均隨施硒增加呈先降后升趨勢,施硒0.45 kg hm-2紫花苜蓿.ADF含量最低；紫花苜蓿ADF含量隨生育期呈升-降-升“N”型變化:苗期到孕蕾期ADF含量處于上升期,孕蕾期到初花期處于下降期,而初花期到盛花期又處于上升期。紫花苜蓿葉ADF對牧草總ADF的貢獻(xiàn)率與生育期有關(guān)；苗期僅施硒0.45 kg hm-2紫花苜蓿葉ADF貢獻(xiàn)率>50％,分枝期施硒0.25 kg hm-2、0.35

22、kg hm-2、0.45 kg hm-2紫花苜蓿葉ADF貢獻(xiàn)率>50％；孕蕾期、初花期和盛花期葉ADF貢獻(xiàn)率<50％；葉ADF對牧草總ADF的貢獻(xiàn)率隨生育期呈先升后降趨勢,峰值出現(xiàn)在分枝期。適量施硒能顯著(P<0.05)提高分枝期和盛花期紫花苜蓿HF含量,但未顯著(P<0.05)影響其它生育期HF含量；且施硒紫花苜蓿間HF含量差異不顯著(P<0.05)；紫花苜蓿葉HF對牧草總HF的貢獻(xiàn)率與生育期有關(guān),苗期、分枝期和初花期,葉HF貢獻(xiàn)率均

23、>50％；孕蕾期僅施硒量≥0.75kg hm-2紫花苜蓿葉HF貢獻(xiàn)率>50％；盛花期施硒紫花苜蓿葉HF貢獻(xiàn)率>50％,而未施硒紫花苜蓿葉HF的貢獻(xiàn)率<50％。
　　 13.適量施硒能顯著(P<0.05)提高紫花苜蓿磷和鉀含量；磷和鉀含量均隨施硒增加呈先升后降趨勢,施硒0.45kg hm-2紫花苜蓿磷和鉀含量最大。紫花苜蓿葉磷和葉鉀對牧草總磷和總鉀的貢獻(xiàn)率與生育期有關(guān)；苗期和分枝期,葉磷對牧草總磷的貢獻(xiàn)率>60％,而孕蕾期、初花期

24、和盛花期>50％。紫花苜蓿葉磷的貢獻(xiàn)率總體上隨生育期呈下降趨勢。苗期、孕蕾期、初花期和盛花期葉鉀對牧草總鉀的貢獻(xiàn)率>50％,而分枝期>60％。葉鉀貢獻(xiàn)率總體上隨生育期的推移而呈現(xiàn)先升后降趨勢,峰值出現(xiàn)在分枝期。
　　 14.基礎(chǔ)日糧適量添加富硒牧草能顯著(P<0.05)提高蛋雞產(chǎn)蛋率,日產(chǎn)蛋量和降低料蛋比,且產(chǎn)蛋率和日產(chǎn)蛋量隨添加富硒牧草硒含量提升呈先升降趨勢,料蛋比呈先降后升趨勢。
　　 15.基礎(chǔ)日糧添加富硒苜蓿(S

25、A)能顯著(P<0.05)提高產(chǎn)蛋率,日產(chǎn)蛋量(P<0.05),降低料蛋比(P<0.05)；添加酵母硒(SY)也能顯著(P<0.05)提高產(chǎn)蛋率；而添加普通苜蓿(CA)、亞硒酸鈉(SS)和酵母硒(SY)組對日產(chǎn)蛋量和料蛋比均沒顯著影響(P<0.05)。添加富硒苜蓿(SA)在上述生產(chǎn)方面,略優(yōu)于酵母硒(SY),而顯著(P<0.05)優(yōu)于普通苜蓿(CA)和亞硒酸鈉(SS)。
　　 16.基礎(chǔ)日糧添加亞硒酸鈉(SS)、酵母硒(SY)或

26、富硒苜蓿(SA)均能極顯著(P<0.01)提高蛋雞蛋硒的含量；添加植物硒-富硒苜蓿(SA)蛋雞蛋硒極顯著(P<0.01)高于添加亞硒酸鈉(SS),但極顯著(P<0.01)低于酵母硒(SY)。蛋硒含量隨試驗期的延長而增加。亞硒酸鈉(SS)、酵母硒(SY)或富硒苜蓿(SA)三種硒源蛋硒轉(zhuǎn)化率大小順序為:酵母硒(SY)>富硒苜蓿(SA)>亞硒酸鈉(SS)。且三種硒源的蛋硒轉(zhuǎn)化率均極顯著(P<0.01)低于基礎(chǔ)日糧組。亞硒酸鈉(SS)、酵母硒(

27、SY)或富硒苜蓿(SA)三種硒源均極顯著(P<0.01)提高蛋雞胸肌、心肌、肝、脾和腎組織硒含量；添加酵母硒(SY)蛋雞胸肌、心肌、肝、脾和腎硒含量均顯著(P<0.05)高于添加亞硒酸鈉(SS)和富硒苜蓿(SA)；而添加富硒苜蓿(SA)蛋雞胸肌硒含量極顯著(P<0.01)高于添加亞硒酸鈉(SS)；心肌和腎硒含量極顯著(P<0.01)低于添加亞硒酸鈉(SS)；脾和肝硒含量與添加亞硒酸鈉(SS)差異不顯著(P>0.05):說明富硒苜蓿(SA

28、)作為硒源安全性遠(yuǎn)高于酵母硒(SY)。添加亞硒酸鈉(SS)的組胸肌硒含量未能顯著(P>0.05)高于添加普通苜蓿(CA),而添加普通苜蓿(CA)胸肌硒含量顯著高于(P<0.05)基礎(chǔ)日糧。
　　 17.基礎(chǔ)日糧添加亞硒酸鈉(SS)、酵母硒(SY)或富硒苜蓿(SA)均能極顯著提高蛋雞血硒含量(P<0.01),添加酵母硒(SY)或富硒苜蓿(SA)較亞硒酸鈉(SS)能極顯著(P<0.01)提高蛋雞血硒含量。硒源能顯著(P<0.05)影

29、響蛋雞的糞硒含量:添加亞硒酸鈉(SS)、酵母硒(SY)或富硒苜蓿(SA)組蛋雞糞硒含量均極顯著高于(P<0.01)添加普通苜蓿(CA)組和基礎(chǔ)日糧組。添加富硒苜蓿(SA)組蛋雞糞硒含量未顯著(P<0.05)高于添加酵母硒(SY)組,卻顯著(P<0.05)低于添加亞硒酸鈉(SS)組,在飼料全硒相同的情況下,雞對酵母硒(SY)的吸收能力,略高于富硒苜蓿(SA)；而雞對酵母硒(SY)和富硒苜蓿(SA)的吸收能力均顯著(P<0.05)高于亞硒酸

30、鈉(SS)。蛋雞對有機(jī)硒的吸收能力隨試驗期的延伸仍在加強(qiáng):試驗21天后,蛋雞對無機(jī)硒的吸收能力趨于穩(wěn)定。亞硒酸鈉(SS)、酵母硒(SY)和富硒苜蓿(SA)三種硒源均可極顯著提高蛋雞飼料硒的吸收率(P<0.01),酵母硒(SY)組效果略優(yōu)于富硒苜蓿(SA)組,而富硒苜蓿(SA)組顯著(P<0.05)優(yōu)于亞硒酸鈉(SS)組。
　　 18.綜上所述,紫花苜蓿作為河南省種植面積最大的牧草,對硒比較敏感,而河南大部分地區(qū)屬低硒區(qū)域。因此,

31、施用硒肥是該區(qū)域提高紫花苜蓿草產(chǎn)量及硒含量、改善品質(zhì)的必要農(nóng)業(yè)措施,而葉面施硒效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于基施。關(guān)于畜禽補(bǔ)硒的硒源,如單從蛋雞對硒富集能力來講,其三種硒源的能大小順序為:酵母硒(SY)>富硒苜蓿(SA)>亞硒酸鈉(SS)；但從蛋雞的生產(chǎn)能力和安全性講,富硒苜蓿(SA)要優(yōu)于酵母硒(SY)。因此,富硒苜蓿(SA)可以作為一種優(yōu)質(zhì)的硒源添加劑應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中。我們可根據(jù)施硒量與牧草硒含量之間的線性方程,依據(jù)動物硒營養(yǎng)需要,生產(chǎn)不同硒水平牧

32、草,低水平硒含量牧草可直接飼喂,而高水平硒含量牧草可作硒源添加劑；結(jié)合本論文試驗結(jié)果,認(rèn)為日糧中添加施硒量為30 mg kg-1～100mg kg-1生產(chǎn)的富硒苜蓿(SA)可用作蛋雞生產(chǎn)的常規(guī)添加劑,既顯著(P<0.05)提高了蛋雞生產(chǎn)性能,又顯著(P<0.05)增加了蛋硒和組織硒含量,可取得良好的經(jīng)濟(jì)效益；而添加施硒量≥100 mg kg-1生產(chǎn)的富硒苜蓿,既能獲得牧草的高產(chǎn),又能開發(fā)生產(chǎn)人類補(bǔ)硒的功能性蛋品和肉品,這不僅會獲得較好的