20世紀30年代 ,科學家研究發(fā)現(xiàn),人類和畜禽在大范圍內(nèi)發(fā)生的營養(yǎng)性障礙,通常是由于在某些環(huán)境下攝取的礦物質(zhì)及微量元素過剩或缺少所造成的。這為人類和動物的食品調(diào)節(jié)提供了依據(jù),也為礦物飼料的研制開發(fā)創(chuàng)造了機遇。人們可以根據(jù)動物在不同生長期、不同環(huán)境中的需求來調(diào)整各種礦物質(zhì)和微量元素,以保證其快速、健康生長。凡能促進畜禽生長發(fā)育和改善飼養(yǎng)條件的天然礦物統(tǒng)稱為飼料礦物(或飼用礦物), 將天然飼料礦物(天然沸石等)經(jīng)技術(shù)加工而成的工業(yè)產(chǎn)品稱為礦物飼料。礦物飼料具有資源豐富、加工簡單 、 運儲方便 、 節(jié)糧增產(chǎn)、飼喂安全、價格低廉等優(yōu)點。
一、沸石生物功能和作用機理
沸石(Zeolite)是一種硅鋁酸鹽礦物,其主要成分是?SiO2(約含?65%),另外還含有?Al、Ca、Mg、K、Na、P、Fe、Mn、Cu、Zn、Se、Co、Mo?等多種動物生長所需要的常量元素及微量元素, 這些元素均是以可交換的離子狀態(tài)存在,能被畜禽吸收利用。1756年瑞典礦物學家Cronsred首次在玄武巖中發(fā)現(xiàn)沸石,由于其在加熱至熔融狀態(tài)時伴有沸騰現(xiàn)象,故稱為沸石。沸石是?50?多種沸石族礦物的總稱,有天然沸石和人工合成沸石兩大類。 目前發(fā)現(xiàn)的天然沸石有?40?多種,應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)的主要有斜發(fā)沸石和絲光沸石等,而加工成沸石粉的多為斜發(fā)沸石。我國從1972年在浙江省縉云縣發(fā)現(xiàn)天然沸石礦床以來,相繼在全國21個省、自治區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)150多處沸石礦床。有許多學者進行了沸石飼喂畜禽的生產(chǎn)試驗。
天然沸石的性能及應(yīng)用主要與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。沸石呈三維硅氧四面晶體及三維鋁氧四面晶體格架結(jié)構(gòu)。晶體內(nèi)部具有很多孔徑均勻一致的孔道和內(nèi)表面積很大的孔穴,孔道和孔穴兩者的體積占沸石總體積的50%以上。通常情況下,晶體孔道和孔穴中吸附有可交換的金屬陽離子(一般是?Ca2+、Na+、K+)和脫附自由的水分子,加熱則水分子被除去,但仍保持原有的格架結(jié)構(gòu),因而具有吸附外來分子和離子的能力。凡是分子或離子小于晶體孔徑的物質(zhì)均能被沸石吸附, 大于晶體孔徑的物質(zhì)則被排除在外。因此,沸石具有選擇吸附性能。
二、沸石在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果
沸石隨飼料進入動物體內(nèi)后會吸水膨脹,增加食糜粘度,從而延長飼料在消化道內(nèi)停留的時間,有利于營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收;沸石具有吸附性,沸石中的元素通過優(yōu)先吸附或釋放陽離子來影響微生物和瘤胃代謝;沸石可以吸附消化道中過量的NH4+,然后在氨濃度變低時釋放出來,從而提高N的利用率。在50多種沸石中,斜發(fā)沸石吸附NH4+的能力最強, 而且熱穩(wěn)定性最強,其吸附陽離子能力大小的順序為?NH4+>Pb2+>Na +>Cd2+>Cu2+、Zn2+, 斜發(fā)沸石發(fā)揮作用的最佳?pH值為4~5。McCollum等研究了在肉牛日糧中添加1.25%、2.5%、
5%斜發(fā)沸石對瘤胃發(fā)酵的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加沸石能提高干物質(zhì)、有機物、淀粉、粗蛋白的表觀消化率,其中2.5%沸石組的日糧淀粉表觀消化率和揮發(fā)酸的產(chǎn)量最高,并且揮發(fā)酸中丙酸比例最高;添加沸石影響了瘤胃的氨氮濃度,飼喂后3 h,5%沸石組的瘤胃氨氮濃度最低。
Zeolite在液體環(huán)境中可以釋放許多機體所需的礦物元素,這些元素具有營養(yǎng)功能,可以緩解由于畜禽飼料中相應(yīng)礦物元素不足或拮抗物質(zhì)的作用而導(dǎo)致的礦物質(zhì)缺乏癥,并且可以提高礦物質(zhì)的表觀消化率。Lang?等報道,添加沸石可以明顯提高馬屬動物血漿中的Si4+濃度,有利于骨骼的發(fā)育和健康,而且Si4+可以通過母乳供給促進幼畜成長。沸石釋放的元素除硅以外,以Al居多,釋放出來的Al可以提高動物骨骼的礦物濃度和羥脯氨酸濃度,加快骨細胞的更新。Papaioannou?等在懷孕母豬日糧中添加?2%沸石(斜發(fā)沸石含量為?85%),提高了仔豬出生重和斷奶前日增重。
沸石的添加可以解決一部分畜禽因營養(yǎng)上的不足而造成的免疫力低下及引發(fā)相關(guān)疾病的問題,?從而可以改善畜禽的生產(chǎn)性能。?但是沸石添加劑的營養(yǎng)成分并不是以動物機體的需要組合而成的,因此,今后對沸石添加劑的研究應(yīng)綜合考慮畜禽的營養(yǎng)需要以及多種添加劑的組合效應(yīng),?從而更好的滿足畜禽群體快速健康生長的營養(yǎng)需要。