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Regulation of selenium and cobalt nutrition levels of grass and animal productsby their transmission through the soil-pasture-feed-animal chain (SPFAC)

硒钴在“土-草-饲-畜链”(SPFAC)传导中对草畜产品营养的调控



全 文 :书硒钴在“土-草-饲-畜链”(犛犘犉犃犆)
传导中对草畜产品营养的调控
介晓磊1,2,郭孝1,2,刘世亮1,胡华锋2,李建平2,姚文超3,李秋玲3
(1.郑州牧业工程高等专科学校,河南 郑州450011;2.河南农业大学资环学院,河南 郑州450002;3.新密市农业局,河南 郑州452370)
摘要:经过2006-2008年在黄河滩区2年生苜蓿草地上的田间试验,研究当Na2SeO3·5H2O的用量在570~765
g/hm2 和CoSO4·7H2O用量在762~1548g/hm2 的单施和混合基施情况下,硒钴通过“土-草-饲-畜链”
(SPAFC)对草畜产品营养的调控。结果表明,1)苜蓿对硒具有很强的吸收率和很高的从无机硒到有机硒的转化
率,硒钴配施能增强苜蓿对肥料中硒的吸收和转化能力,提高硒的有效性和安全性。2)硒钴配量分别在765和762
g/hm2 情况下,对提高牧草营养价值有显著效果,干草中粗蛋白和粗脂肪含量得到显著提高,粗纤维和无氮浸出物
成分变化不显著;而其他单施和配施肥料则提高了牧草的粗纤维含量,降低了粗脂肪含量,对其他成分影响不显
著。3)硒肥能显著提高青干草中Cu、Fe、Mn、Zn4种元素的含量(犘<0.05),钴与硒配施能显著增强牧草对微量元
素的吸收。4)在动物日粮中添加5%的富硒和富硒钴苜蓿草粉,能显著地提高动物产品中硒的含量,其硒的含量与
土壤中硒量以及牧草中硒的含量3者之间呈显著的正相关性。
关键词:硒;钴;土-草-饲-畜链;营养
中图分类号:S812;S153.6+1  文献标识码:A  文章编号:10045759(2009)06012809
   硒(Se)和钴(Co)均是生物机体中必需的营养元素,其中硒(Se)是谷胱甘酞过氧化物酶的组成成分,在动植
物新陈代谢中起着极其重要的作用[1~3];钴既是多种酶的活化剂,又是维生素B12的重要组成部分,参与植物的固
氮作用以及动物的造血过程[4]。土壤中缺硒缺钴时,均会影响到牧草中硒钴的含量,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,所以给家畜补钴意义重大。由于气候和土壤的原因,我
国有2/3的土壤缺硒,部分土壤缺钴,造成动物饲草和人类食品中这2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钴的不足,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)、硒酸钠(Na2SeO4或Na2SeO4·10H2O)和硫酸钴(CoSO4),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[4],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。
该研究在前人研究的基础上,在全国首次提出了SPFAC概念(土壤-牧草-饲料-动物链)的基础上,进一
步提出一套行之有效的解决动物硒钴不足的全新技术措施[5],即依据土壤学原理通过在苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)
草地上施硒钴配施肥料,使硒钴累积到茎叶上,提高了苜蓿青干草中硒钴的含量,然后根据家畜营养需要,再添加
到家畜饲料中,达到家畜补硒补钴的目的[3]。由于硒在苜蓿青干草中是以有机硒形式存在,安全性和利用效率比
较高,可以克服在动物中直接添加带来的副作用。硒钴配施肥料施入土壤后对苜蓿的硒钴含量以及其他微量元
素含量是否有影响,这些富硒钴苜蓿草粉添加到动物饲料后,对动物产品中硒钴含量影响有多大?这些问题国内
没有相关报道,本试验就是针对该问题进行了以下的研究。
1 材料与方法
1.1 试验地自然概况
试验地位于河南省郑州市黄河滩区,海拔50~70m,属温带大陆季风性气候,四季分明,年日照时数为
128-136
2009年12月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第18卷 第6期
Vol.18,No.6
 收稿日期:20090408;改回日期:20090531
基金项目:河南省杰出人才创新基金项目(0521001700)资助。
作者简介:介晓磊(1963),男,河南临颍人,教授,博士生导师。Email:jiexl@163.com
2368.4h;日平均气温14.3℃,7月份平均气温27℃,最高气温39.5℃;1月份平均气温1℃,最低温度-12.5℃,
≥10℃的年积温为4800℃;年平均降水量630mm,年平均无霜期为220~225d。土壤为黄河冲积物上发育的
潮土,质地为壤土[6],其理化性状如下:碱解氮66.02mg/kg,速效钾(K)175.16mg/kg,速效磷(P)7.04mg/kg,
有机质8.17g/kg,有效铁5.32mg/kg,有效硼0.41mg/kg,有效钼0.07mg/kg,有效锌0.64mg/kg,有效钴
0.05mg/kg,有效铜1.35mg/kg,有效锰10.90mg/kg,有效硒0.08mg/kg[7]。
1.2 试验材料及方法
1.2.1 试验材料 试验主要在河南省沿黄滩区合博草业基地内进行,试验材料分别为牧草、肥料和试验动物。
供试牧草为紫花苜蓿(品种为亮苜-400,秋眠级数为2.0)(犕.狊犪狋犻狏犪cv.LiangmuNo.400),来自美国。
苜蓿于2006年10月12日播种,播行为20~25cm,播深为1.5cm,播种量为2.0g/m2,播种后要镇压1次[8,9]。
供试肥料为硒钴配施肥:硒钴配施肥主要由亚硒酸钠(Na2SeO3·5H2O)和硫酸钴(CoSO4·7H2O)组成,二
者均为分析纯试剂(AR),其主要成分含量分别为21.0%和62.6% 。其中Na2SeO3·5H2O为浅红色结晶,易溶
于水和乙醇,CoSO4·7H2O为白色结晶,溶于水,不溶于乙醇。硒钴配施肥共6种,分别为低硒肥、高硒肥、低硒
低钴配合肥、低硒高钴配合肥、高硒低钴配合肥以及高硒高钴配合肥。在前期试验的基础上,制定的硒肥
(Na2SeO3·5H2O)用量为:570(低硒 M1)和765g/hm2(高硒 M2);钴肥(CoSO4·7H2O)用量为:762(低钴N1)
和1548g/hm2(高钴N2),经过硒钴的单作和互作,形成了低硒(M1)、高硒(M2)、低硒低钴(M1N1)、低硒高钴
(M1N2)、高硒低钴(M2N1)和高硒高钴(M2N2)6种硒钴肥料。
试验动物主要有:6周龄的 Wistar大白鼠,40日龄的新西兰大白兔以及三黄鸡各56只。
1.2.2 试验设计 肥料试验为随机设计试验,共有SC1、SC2、SC3、SC4、SC5、SC6和SC0七个处理,其中
SC1~SC66个处理分别在播种前基施 M1、M2、M1N1、M1N2、M2N1 和 M2N26种硒钴肥料,其中前2者为单施
硒,后4者为硒钴配施。SC0为对照,为不施任何肥料的试验处理,小区随机排列并设置3次重复,小区面积为
20m2(4m×5m),区间距离1m,试验区的总面积为1500m2[10]。在试验中,各小区于耕前按照规定的微肥用
量进行1次性(掺细干土)撒施,然后耕翻。研究期间不施用其他任何肥料。试验观察时间从2006年10月开始
到2008年10月结束,牧草的取样时间为开花期。
动物试验是将肥料试验7个处理的苜蓿在花期收获,烘干后制成对应的青草粉,再按日粮5%的比例添加到
大白鼠、新西兰大白兔以及三黄鸡的基础料中,然后相拌并制成固体饲料,烘干而成试验日粮。通过和添加普通
苜蓿草粉相比较,添加富硒和富硒钴苜蓿草粉后对动物产品中硒含量的影响。试验设2次重复,共14个处理,分
别饲养于14个笼中,每笼4只,共56只。在试验期间,各试验组动物每天饲喂相应的日粮,对照组饲喂基础日
粮,各组动物自由采食和饮水,饮用水为经过过滤后无硒的自来水。试验室平均温度17~20℃,湿度50%~
60%,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[11,12]。
1.2.3 试验内容 苜蓿花期青干草中粗蛋白质(crudeprotein,CP)、粗脂肪(etherextract,EE)、粗纤维(crude
fiber,CF)、无氮浸出物(nitrogenfreeextract,NFE)、粗灰分(crudeash,A)的含量;苜蓿青干草中Se、Co以及
Zn、Cu、Fe、Mn等微量元素的含量;动物产品中(骨骼肌、心脏、肾脏和肝脏)Se的含量。
1.2.4 测定方法 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%[4]。
对不同处理下青草粉以及动物的骨骼肌、心脏、肾脏及肝脏进行微量元素的测定,试验样品用不锈钢粉碎机
粉碎后过1mm筛,按照下列方法分别测定各成分的含量。牧草苜蓿样品中硒含量的测定采用文献[13,14]的方
法进行。取1g干样加20mL4mol/L的HCl,在170℃下回流反应20min,冷却后取上清液,测定样品中无机硒
的含量。取0.5g干样加7mL混合消化液(5mLHNO3+2mLHClO4),180~200℃下消化2h,冷却后再加10
mL4mol/L的HCl还原10min,重蒸馏水定容,测定样品中总硒含量[15]。另外,铁、锌、铜、锰和钴的测定采用
921第18卷第6期 草业学报2009年
干灰化-稀硝酸溶解-AAS法[16,17]。
1.2.5 统计分析 采用Excel和SPSS统计分析软件对试验观察数据进行统计、分析和检验。
2 结果与分析
2.1 苜蓿对硒钴肥的吸收、转化以及利用率
2.1.1 不同硒和硒钴肥料对苜蓿中硒的形态分析及对硒的转化的影响 施硒结果(表1)表明,基施硒肥和硒钴
配合肥料能提高苜蓿青干草中各形态硒的含量,并且随着肥料中硒含量的增加而提高,其中以全硒和有机硒含量
的增加幅度显著。在硒肥单施的情况下,SC1青干草中全硒、无机硒和有机硒的含量分别是对照组(SC0)的
4.99,5.22和4.97倍,SC2青干草三者的含量分别是对照组的9.16,8.63和9.32倍,但SC1、SC2和SC0三
者之间有机硒转化率没有明显的差异性。和单施硒肥相比,硒钴配施能增强苜蓿对硒的吸收能力,提高有机硒的
转化率。在硒钴配施的4个处理中,高硒低钴的全硒、有机硒含量最高,分别是对照SC0的11.97和14.58倍,
其次为高硒高钴,其总硒、有机硒含量分别是对照SC0的10.16和12.60倍,而在低硒的2个处理中,总硒、有机
硒含量均显著地高于不施硒钴的SC0处理,但显著地低于以上高硒的2个处理,所以苜蓿对硒的吸收与转化存
在着最大效率和浓度,硒钴配施能增强苜蓿对硒的吸收,但低量钴与硒搭配比高量钴与硒搭配效果更显著。就有
机硒的转化率而言,随着硒和钴量的增加,苜蓿有机硒的转化率明显提高,对照中有机硒的转化率为74.21%,而
4个配施肥处理的有机硒的平均转化率为87.89%,是对照的1.18倍(犘<0.05)。就硒钴配施效果来看,低钴和
高钴配施下有机硒平均转化率分别为86.14%和89.64%,这说明钴能够加强苜蓿对硒的吸收和转化,提高配施
肥中的钴量有利于提高苜蓿有机硒的转化率。
由以上分析得知,苜蓿对硒有较强的吸收和转化能力,苜蓿从土壤中吸收的硒大都在根系内转化为有机硒,
并向上运输,所以苜蓿青干草中的硒主要以有机硒的形式存在;和单施硒肥相比,硒钴配施能增强苜蓿对硒的吸
收能力,提高有机硒的转化率。在硒钴配施中,与低硒相比,高硒与钴的配施更有利于提高苜蓿体内全硒含量和
有机硒的转化率;与低钴相比,高钴与硒的配施能提高苜蓿体内有机硒的转化率。
2.1.2 不同硒和硒钴肥料对苜蓿硒钴利用率的影响 从试验结果(表2)可以看出,经过对土壤中硒钴施用量与
牧草中硒钴累积量的比较,6个处理中牧草对硒的利用率平均为55.18%,远远高于对钴的利用率(平均
14.41%),这说明苜蓿对硒的吸收和累积能力远远高于钴。在单施的情况下,SC2显著地高于SC1;配施和单
施相比,硒利用率有较大差异。SC1的硒利用率为44.00%,SC3和 SC4的硒利用率分别为42.36%和
38.00%,SC1和SC3差异不显著,SC1和SC4差异显著(犘<0.05)。SC2的硒利用率为63.33%,SC5和
SC6的硒利用率分别为78.47%和64.93%,SC6和SC2差异不显著,SC5显著地高于SC4(犘<0.05)。
表1 硒和硒钴配合肥料对苜蓿中硒的形态分析及对硒的转化
犜犪犫犾犲1 犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲犳狅狉犿犪狀犱狋狉犪狀狊犳狅狉犿犪狋犻狅狀狅犳犛犲犪狀犱犛犲犪狀犱犛犲-犆狅犮狅犿犫犻狀犲犱犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犻狀犪犾犳犪犾犳犪犺犪狔狊
试验处理
Experimenttreatments
硒含量Secontent(mg/kg)
全硒Total 无机硒Inorganic 有机硒Organic
有机硒的转化率
Ratiooftransfer(%)
SC0 1.59d 0.41d 1.18e 74.21b
SC1 7.93c 2.14b 5.79d 73.01b
SC2 14.56b 3.54a 11.02c 75.69b
SC3 9.22c 1.67b 7.55d 81.89b
SC4 8.30c 1.06c 7.24d 87.20ab
SC5 19.04a 1.83b 17.21a 90.38a
SC6 16.15b 1.28c 14.87b 92.07a
 注:同列不同小写字母表示差异显著,下同。有机硒=全硒-无机硒;转化率=有机硒/总硒×100%。
 Note:Valueswithdifferentlowercaselettersinthesamecolumnaresignificantdifference(犘<0.05),thesamebelow.OrganicSe=TotalSe-Inor
ganicSe;Ratiooftransformation=OrganicSe/TotalSe×100%.
031 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.6
表2 基施硒肥和硒钴肥料第2年苜蓿对硒钴的累积程度和利用水平
犜犪犫犾犲2 犝狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀犾犲狏犲犾狊犪狀犱犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀犱犲犵狉犲犲狅犳狊犲犾犲狀犻狌犿犪狀犱犮狅犫犪犾狋犻狀犪犾犳犪犾犳犪犻狀狀犲狓狋狔犲犪狉狊
试验处理
Experiment
treatments
硒Se
硒施用量
Seapplyingamount
(g/hm2)
硒累积量
Seaccumulativeamount
(g/hm2)
硒利用率
Serecovery
(%)
钴Co
钴施用量
Coapplyingamount
(g/hm2)
钴累积量
Coaccumulativeamount
(g/hm2)
钴利用率
Corecovery
(%)
SC0 0 17.80e - 0 25.19d -
SC1 200.00 87.98d 44.00c - - -
SC2 266.00 168.43b 63.33b - - -
SC3 200.00 102.51c 42.36c 160.00 47.80c 14.13b
SC4 200.00 93.81cd 38.00c 330.00 55.95b 9.32c
SC5 266.00 226.54a 78.47a 160.00 60.68a 22.18a
SC6 266.00 190.51b 64.93b 330.00 64.88a 12.03b
通过分析得知,无论单施还是配施,高硒肥的利用率显著高于低硒肥,高钴与硒配施的利用率却低于低钴与
硒的配施。所以从2种元素配合效果来看,在低硒的情况下,硒钴配施效果不明显,在高硒下,硒钴配施的效果好
于单施硒肥,硒与低钴搭配的硒利用率显著高于硒与高钴的搭配,钴与高硒配施的钴利用率显著好于钴与低硒的
搭配。苜蓿对钴的吸收、富积和利用率远远低于硒。
2.2 不同硒和硒钴肥料对苜蓿青干草营养成分的影响
单施硒肥能显著地提高苜蓿干草中的粗纤维含量(犘<0.05),降低粗脂肪含量,对其他成分影响不大(表3)。
硒钴配施和单施硒肥相比,在粗脂肪和粗灰分含量方面有一定的影响,在其他3方面影响不显著。硒钴配施和对
照组相比,在低钴的2个处理中,SC3的纤维素含量显著地高于SC0(犘<0.05),其他营养成分上差异均不显
著;SC5的粗蛋白质和粗脂肪含量均高于SC0,在粗纤维和无氮浸出物2个方面差异不显著。在高钴的2个处
理中,粗脂肪含量均显著低于SC0,粗纤维均显著地高于SC0(犘<0.05),其他成分差异不显著。在4个配施处
理中,SC5苜蓿青干草中粗蛋白质和粗脂肪含量均达到最高的水平,而粗纤维以及无氮浸出物方面差异不明显,
配施效果最显著。
综上所述,施用硒肥和硒钴配合肥料均可提高牧草中粗纤维含量,降低粗脂肪含量。在4种配施肥料中,效
果最佳的是高硒低钴配施肥料,能提高苜蓿青干草中粗蛋白和粗脂肪含量,能显著地降低粗纤维含量,对无氮浸
出物含量影响不显著,能提高牧草的饲用价值。单施硒肥以及另外3种硒钴配施肥料均显著提高苜蓿干草中粗
纤维的含量,降低粗脂肪含量,对粗蛋白质和无氮浸出物含量没有明显影响,牧草的饲用价值有所降低。
表3 不同硒和硒钴肥料对苜蓿花期青干草的常规营养成分的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犛犲犪狀犱犛犲-犆狅犮狅犿犫犻狀犲犱犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅狀狀狌狋狉犻犲狀狋犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪犺犪狔犻狀犳犾狅狑犲狉犻狀犵狆犲狉犻狅犱
试验处理
Trialtreatments
苜蓿青干草的常规营养成分(占干重的%)Nutritionalcontentsofalfalfahay(%ofdrymatter)
CP EE A CF NFE
SC0 19.34a 2.94b 10.95a 17.25b 49.52a
SC1 19.17a 2.88b 10.28b 18.56a 49.11a
SC2 19.54a 2.17c 10.03b 19.04a 49.22a
SC3 19.36a 2.83b 11.31a 18.87a 47.65a
SC4 19.80a 2.28c 10.00b 19.44a 48.42a
SC5 20.10a 3.65a 10.11b 18.12ab 48.02a
SC6 19.23a 1.87c 11.39a 18.46a 49.05a
131第18卷第6期 草业学报2009年
2.3 不同硒和硒钴肥料对苜蓿青干草硒钴含量的影响
通过基施硒肥和硒钴配合肥料肥,苜蓿青干草中硒钴含量与未施肥的普通苜蓿青干草有很大的差别(表4)。
经苜蓿盛花期测定,用作对照的普通苜蓿干草(SC0)中硒和钴的含量分别为1.59和2.25mg/kg,单施硒肥能显
著提高硒的含量,SC1和SC2青干草中硒含量分别提高了398.74%和815.72%,对牧草中钴的含量影响不大。
硒钴配施能显著提高施肥效果,和单施相比,硒钴配施不但能提高硒的含量,而且能提高钴的含量。在所有的6
个施肥处理中,SC5和SC6的富硒富钴效果最佳,其中SC5处理的富硒效果最好,其青干草中硒和钴含量分别
为19.04和5.10mg/kg,分别是普通干草的11.97和2.27倍,分别是2个单施处理的1.69和2.19倍;SC6的
富钴效果最好,其钴和硒含量分别为5.50和16.15mg/kg,分别是普通苜蓿干草(SC0)的2.44和10.16倍,分
别是2个单施处理的2.36和1.44倍;另外,SC3和SC4也有比单施更好的富硒钴效果,SC4苜蓿干草中硒和
钴的含量分别是普通苜蓿干草的5.22和2.20倍;而SC3的硒和钴的含量分别是普通苜蓿干草的5.79和1.91
倍,另外,SC3和SC4的富钴效果也好于对应的硒肥单施。从整个试验的硒钴富积程度和效果来看,硒的富积
效果强于钴。
表4 不同硒和硒钴肥料对苜蓿青干草中微量元素含量的影响
犜犪犫犾犲4 犐狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犛犲犪狀犱犛犲-犆狅犮狅犿犫犻狀犲犱犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳狋狉犪犮犲犲犾犲犿犲狀狋狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪犺犪狔狊 mg/kg
试验处理Experimenttreatments Fe Mn Cu Zn Se Co
SC0 398.25d 29.65c 13.18d 40.48d 1.59d 2.25d
SC1 443.52c 30.35c 14.42c 44.91c 7.93c 2.30d
SC2 587.54b 38.60b 14.32c 53.78b 14.56b 2.36d
SC3 605.12ab 40.95ab 18.10a 79.50a 9.22c 4.30c
SC4 590.04b 42.00a 17.05ab 73.01a 8.30c 4.95b
SC5 635.00a 39.80ab 14.95c 55.50b 19.04a 5.10b
SC6 620.05a 39.40b 16.15b 55.57b 16.15b 5.50a
2.4 不同硒和硒钴肥料对苜蓿青干草4种微量元素含量的影响
无论是硒肥单施还是硒钴配施,牧草中Fe、Mn、Cu、Zn4种微量元素的含量均得到了显著的提高(表4)。单
施和对照组相比,4种微量元素的含量分别提高了29.45%,16.29%,9.03%和21.91%,而且随着硒量的增加,
Fe、Mn、Zn的含量显著增加,但Cu的含量变化不明显。在硒钴肥配施的情况下,Fe、Mn、Cu、Zn的含量均显著
地高于对照(SC0)和单施(犘<0.05),和对照相比分别提高了53.85%,36.73%,15.24%和33.54%;和单施相
比分别提高了18.80%,17.58%,15.24%和33.54%。就4种元素而言,Zn的提高幅度最大,为37.1%~
96.4%,其次为Fe和Mn,提高幅度分别为48.1%~59.4%和32.9%~41.7%,提高幅度最小的为Cu,提高幅度
仅为13.4%~37.3%;就不同处理而言,SC3青干草富积Cu和Zn的效果最好,和对照相比分别提高37.33%和
96.39%;SC4富 Mn的效果最佳,和对照相比提高41.71%;SC5处理富Fe的效果最佳,和对照相比提高
59.40%。
从以上结果可以看出,在苜蓿草地上基施硒肥和硒钴配合肥后,能显著地提高苜蓿青干草中Fe、Mn、Cu、Zn
的含量。硒钴配施比单施更能显著提高苜蓿青干草中4种元素的含量。在各个试验处理中,低硒低钴型配施肥
料对Cu、Zn的富积效果最好,低硒高钴型配施肥料对 Mn的富积效果最佳,高硒低钴型配施肥料更有利于Fe的
富积。另外,通过相关性分析得知(表5),肥料中Se的含量与牧草中Cu、Zn、Fe和 Mn含量呈显著的相关性,肥
料中Co的含量与牧草中Cu、Zn、Fe和 Mn含量没有显著的相关性。
2.5 添加富硒钴苜蓿草粉对动物生长以及生产水平的调控
2.5.1 日粮中添加富硒和富硒钴苜蓿草粉对动物产品中Se含量的影响 和对照相比,SC1~SC66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
231 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.6
性(表6)。在3种动物的日粮中添加富硒以及富硒钴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%,三者均达到极显著水平(犘<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(犘<0.01),肾脏中Se的平均含量提高了5.72%(犘<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%(犘<0.01),11.69%(犘<0.01)和
7.35%(犘<0.05),而骨骼肌中Se的平均含量提高幅度不显著(犘>0.05)。
2.5.2 肥料和牧草中Se和Co含量以及动物产品中Se含量的相关性 就鸡、兔和大白鼠3种动物产品中含硒
量而言(表7),其含硒量与牧草中含硒量呈显著的相关性,其中肝脏、心脏和骨骼肌肉的含硒量与牧草中含硒量
呈极显著正相关性(犘<0.01),肾脏中含硒量呈现显著正相关性(犘<0.05)。动物体内的含硒量与肥料和牧草中
含硒量呈极显著的相关性(犘<0.01)(表8),土壤中的钴不但与牧草中的钴有显著的相关性,而且与牧草中的硒
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。而动物中的含硒量与土壤施硒量以及动物中的含硒量与牧草含硒量均呈极显著相关性。但动
物中的含硒量与土壤施钴量以及牧草含钴量之间相关不显著。
表5 肥料中犛犲和犆狅含量与苜蓿干草中犆狌、犉犲、犕狀、犣狀含量的相关性
犜犪犫犾犲5 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犛犲犪狀犱犆狅犻狀狊狅犻犾犪狀犱犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犆狌、犉犲、犕狀犪狀犱犣狀犻狀犪犾犳犪犾犳犪犺犪狔狊
微量元素Traceelements Se1 Co1 Cu Fe Mn Zn
Se1 1.000 0.132 0.783 0.872 -0.892 0.743
Co1 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
 Se1:肥料中Se;Co1:肥料中Co;, 分别表示5%和1%水平相关。Se1:Seinfertilizer;Co1:Coinfertilizer;, meancorrelationat5%
and1%levelsrespectively.
表6 在日粮中添加富硒或富硒钴苜蓿草粉下鸡、兔和大白鼠产品中犛犲含量的影响
犜犪犫犾犲6 犐狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犪犾犳犪犾犳犪犱狌狊狋狊狉犻犮犺犻狀犛犲狅狉犛犲犪狀犱犆狅狅狀犛犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犮犺犻犮犽犲狀,狉犪犫犫犻狋犪狀犱狑犻狊狋犪狉狉犪狋狆狉狅犱狌犮狋狊
试验处理
Trialtreatments
和对照相比,各处理畜产品中Se浓度的平均增加%Increasing%ofSeinanimalproductscomparedtothecontrol
骨骼肌Skeletalmuscle 心 Heart 肾Kidney 肝Liver 平均 Means
大白鼠 Wistarrat 25.52 19.82 2.23 16.51 16.00
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
 ,分别表示5%和1%水平差异显著。,meanthesignificantdifferenceat5%and1%levelsrespectively.
表7 动物产品中硒的含量与牧草中硒量的曲线方程
犜犪犫犾犲7 犆狌狉狏犻犾犻狀犲犪狉犲狇狌犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犛犲犻狀犳狅狉犪犵犲犪狀犱狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犛犲犻狀犪狀犻犿犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊
动物产品animalproducts 曲线方程Curvilinearequations
肝Liver 犢1=0.3424狓2+4.5423狓+0.9342  犚2=0.9567
肾Kidney 犢2=0.1116狓2+3.2658狓-0.2346  犚2=0.6351
心 Heart 犢3=0.3627狓2+4.6785狓+1.0654  犚2=0.9888
骨骼肌Skeletalmuscle 犢4=0.1323狓2+3.5773狓+0.4375  犚2=0.9323
 狓:牧草中硒Seinforage;犢:动物产品中硒Seinanimalproducts;,同表5Thesameastable5.
331第18卷第6期 草业学报2009年
3 讨论
3.1 苜蓿对硒钴肥的吸收、转化、富积和利用
在草地上基施硒肥和硒钴配合肥后,苜蓿根系能
从土壤以及肥料中大量吸收无机态硒和钴,其中大部
分无机态硒很快在根系内转化为有机态,随同少量的
无机硒和无机钴向上运输到茎叶,显著地提高苜蓿青
干草中有机硒、无机硒和全硒的含量。和单施硒肥相
比,硒钴配施能进一步增强苜蓿对硒的吸收能力,提高
有机硒的转化率。随着肥料中硒量的增加,苜蓿叶片
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。随着肥料中钴量的增加,虽然草
中全硒和有机硒的含量没有得到明显提高,但有机硒
转化率提高明显,这说明在配施肥中提高钴量有利于
提高苜蓿有机硒的转化率。就2种元素配合效果来
表8 肥料中犛犲和犆狅含量、牧草中犛犲和犆狅含量
以及动物产品中犛犲含量的相关性
犜犪犫犾犲8 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犛犲犪狀犱犆狅犻狀
狊狅犻犾犪狀犱狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犛犲犻狀犪狀犻犿犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊
微量元素
Traceelements
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
 Se1:肥料中硒Seinfertilizer;Co1:肥料中钴 Coinfertilizer;Se2:牧
草中硒Seinforage;Co2:牧草中钴Coinforage;Se3:动物体内的硒Se
inanimalbody;,同表5Thesameastable5.
看,适量的钴有利于硒的吸收,表现为协同作用,并且高硒与低钴的富硒效果好于高硒与高钴的配施,高钴与高硒
的富钴效果好于高钴与低硒的配施。胡华锋等[18]也认为适量施用硒肥能显著促进苜蓿对钴的吸收,钴的含量也
显著提高,呈现出硒与钴的协同关系。就牧草的硒钴总富积量而言,随着配施肥中硒钴量的增加,苜蓿对二者的
富积量也显著增加,但苜蓿对硒的吸收和富积能力远远高于钴,这更多表现为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累积能力[19,20]。另外,苜蓿不但对土壤中硒和钴具有较强吸收和富积能力,而且对基
施的硒钴有较高的利用率。无论单施还是配施,高硒比低硒有更高的利用率,低钴配施比高钴配施有更高的利用
率。
3.2 不同硒和硒钴肥料对苜蓿营养价值的影响
牧草的常规营养成分主要是粗蛋白质、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[4]。该研究证明,在硒肥和硒钴配合肥基施的情况下,在配施量小时,对苜蓿的常规营养
影响不显著;配施量大时,影响显著。在硒钴量适配施下(如硒钴分别为765和762g/hm2),能提高苜蓿青干草
中粗蛋白和粗脂肪含量,能显著地降低粗纤维含量,能提高牧草的饲用价值。目前就硒和钴配施缺乏报道,大都
是关于单施的研究,如马闯等[21]采用叶面喷洒的方法,研究了不同施钴水平对苜蓿鲜草产量和营养品质的影响,
证明适量喷洒CoSO4 能显著提高苜蓿的鲜草产量和茎叶比,不同施钴水平对苜蓿营养成分的含量影响不同,随
着钴量的增加,鲜草中粗蛋白质的含量明显提高,而粗脂肪含量逐渐降低,粗纤维、粗灰分和无氮浸出物含量没有
明显变化。刘世亮等[22]采用叶面喷洒方法研究了不同施硒水平对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。王晋明等[15]证明,在胡萝卜(犇犪狌犮狌狊犮犪狉狅狋犪)中
单施硒肥能够提高其纤维素含量。由此可以看出,适量的硒钴配施既可以保持二者单施下的优势(如提高粗蛋白
质和粗脂肪含量),又克服钴肥的缺点(如提高粗纤维含量)。
3.3 不同硒和硒钴肥料对苜蓿中微量元素含量的影响
在苜蓿草地上基施硒肥和硒钴配合肥后,能显著地提高苜蓿青干草中Fe、Mn、Cu、Zn4种微量元素的含量。
硒钴配施比单施更能增强苜蓿对4种元素的吸收。Wu和 Huang[23]发现牧草施硒时植物组织中钙和铁的含量
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。王永锐和陈平[24]发现硒和
硅共施能促进水稻(犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪)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
铭和刘更另[25]研究发现,硒在生理浓度范围促进植物对磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和钼的吸收,在硒毒情况
下则相反。胡华锋等[18]研究认为,硒在生理浓度范围促进植物对磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和钼的吸收,在
431 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.6
硒毒情况下则相反。
3.4 土-草-饲-畜链中Se和Co含量的传导和相关性分析
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,动物体内有机硒的含量也明
显得到提高,硒钴在传导和富积中具有一定的协同作用。不但动物中的含硒量与土壤施硒量以及动物中的含硒
量与牧草含硒量均呈极显著相关性(犘<0.01),而且动物体内的含硒量、肥料中的硒量和牧草中的硒量三者之间
也呈极显著的相关性(犘<0.01)。钴对硒的吸收和转化有很大的意义,土壤中的钴不但与牧草中的钴有显著的
相关性,而且与牧草中的硒有显著的相关性;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。但动物中的含硒量与土壤施钴量以及牧草含钴量之间无显著的相
关性。另外,动物产品中的含硒量与牧草中含硒量也呈显著的相关性,其中肝脏、心脏和骨骼肌肉的含硒量与牧
草中含硒量呈极显著的正相关性(犘<0.01),肾脏中含硒量呈显著的正相关性(犘<0.05)。
众所周知,氮、磷、钾及微量元素肥料合理施用对牧草产量、品质及对食草动物的生长、发育与品质均会产生
明显的促进作用[26],通过土壤合理施肥,特别是在缺硒少钴地区施用微肥,既能补充土壤养分的不足,又能大幅
度提高牧草产量和品质,提高草地生产力。“牧草之王”紫花苜蓿是一种十分理想的高硒富钴植物[7,21],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,钴参与维生素B12合成或者与酶结合),通过在土壤中合理施用硒钴肥,就可以达到生产功能性
高有机硒钴苜蓿草粉的目的,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。
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犚犲犵狌犾犪狋犻狅狀狅犳狊犲犾犲狀犻狌犿犪狀犱犮狅犫犪犾狋狀狌狋狉犻狋犻狅狀犾犲狏犲犾狊狅犳犵狉犪狊狊犪狀犱犪狀犻犿犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊
犫狔狋犺犲犻狉狋狉犪狀狊犿犻狊狊犻狅狀狋犺狉狅狌犵犺狋犺犲狊狅犻犾狆犪狊狋狌狉犲犳犲犲犱犪狀犻犿犪犾犮犺犪犻狀(犛犘犉犃犆)
JIEXiaolei1,2,GUOXiao1,2,LIUShiliang1,HUHuafeng2,LIJianping2,
YAOWenchao3,LIQiuling3
(1.ZhengzhouColegeofAnimalHusbandryEngineering,Zhengzhou450011,China;2.Resourcesand
EnvironmentInstituteofHenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China;
3.XinmiAgriculturalBureau,Zhengzhou452370,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:AfieldexperimentwasarrangedintheYelowRiverbeachfrom2006to2008tostudytheregulation
ofselenium(Se)andSecobalt(Co)bybasalapplicationofcombinedfertilizers(Na2SeO3·5H2O-570-765
g/hm2andCoSO4·7H2O-762-1548g/hm2)onthenutritionofalfalfaandanimalproductsthroughthe
“soilpasturefeedanimalchain”(SPAFC).AlfalfahadastrongcapacitytoabsorbSefromsoilfertilizersand
toconvertinorganicSetoorganicSe.SeandCocombinedapplicationincreasedtheabilitiestoabsorbandcon
vertinorganicSe,thuseffectivenessandsecurityofSecouldbegreatlyenhanced.WhenapplicationratesofSe
andCowere765and762g/hm2respectively,Se-Cocombinedfertilizerenhancedthecontentsofcrudeprotein
(CP)andetherextract(EE),buthadnoapparenteffectonthecrudefiber(CF)contentornonnitrogen
extract(NFE),suggestingthatfeedvaluewasgreatlyincreased.OtherSeandSe-Cocombinedfertilizersin
creasedCFcontents,reducedEEcontentsbuthadnosignificanteffectsonothernutrients.SeandSe-Cocom
binedfertilizerssignificantly(犘<0.05)enhancedthecontentsofCu,Fe,Mn,andZn.Se-Cocombinedfer
tilizerswerebetterthanSealonefertilizers.Whenalfalfameal(richinSeandCo)was5%ofdiet,Secontents
ofanimalproductsweresignificantlyenhanced.Therewereothersignificantcorrelations(犘<0.01)between
Secontentsinanimalproducts,inpasture,andinsoil.
犓犲狔狑狅狉犱狊:selenium;cobalt;SPAFC;nutrition
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