麦饭石及其在养殖业上的应用

作者:
磊石康
时间:
2012-04-06
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4336次



    麦饭石是 由花岗岩风化形成的一种对生物无毒无害,具有一定生物活性的矿物保健药石,作为一种重要的饲料添加剂在我国畜牧业,尤其在水产养殖业中已经广泛使用。它具 有提高饲料利用率,促进有机体的新陈代谢,保肝、抗缺氧、抗疲劳,提高机体免疫能力,改良水质和底质等重要作用。本文仅就这十几年来麦饭石在动物养殖中的 应用情况作一简述。

    麦饭石产生於中生代末新生代初,距今约5000万-7000万年左右,麦饭石是由花岗岩风化形成的一种具有一定生物活性的矿物保健药石,属非金属矿,以半 风化的黑云母石英二长斑岩为主,具有多孔性,呈斑状或似斑状结构。古代将其用于皮肤生疮,臃肿等外科疑难症的治疗。近年来麦饭石传到国外,深受赞誉。日本 称之为“细胞洗涤剂”,韩国称其为“矿泉药石”。

目前,对麦饭石研究较深入的国家和地区主要有日本、 美国、韩国等。研究的课题主要是对麦饭石作用及其机理的探究,如何提取麦饭石的有效成分(即sapro技术)研究和探讨应用领域的开拓,在这些方面研究 较多的是日本,他们用麦饭石作矿泉水以供饮用和洗浴,饲养植物。用麦饭石粉作水产保鲜,冰箱除臭剂, 水质净化等。但由于资源缺乏,目前他们希望进口中国的麦饭石。美国的研究主要用麦饭石水制作运动员饮料。
自1985年日本早川正太郎将其应用于生长猪饲料而意外地获得增重效果以来,麦饭石在动物养殖业中引起了学者们的广泛关注。

1. 麦饭石的化学成分

表1 麦饭石的化学生成分分析

氧化物
稀土元素
微量元素
符号
含量(%)
符号
含量(10-6)
符号
含量(10-6)
符号
含量(10-6)
SiO2
67.63
Ce
107
Ba
2500
V
40
Al2O3
15.70
La
48
Mn
1100
Nb
8.8
Na2O
4.22
Nd
41
Sr
670
Th
<10
K2O
3.36
Y
16
Zr
135
Sc
5.1

CaO

2.66
Pr
8.3
Zn
17.5
As
<2
Fe2O3
1.74
Sm
3.9
Cr
17
Mo
1.1
FeO
1.51
Ga
2.8
Cu
16.5
Ca
<0.2
MgO
1.24
Dy
2
Pb
14
   
H2O
0.69
Eu
1.27
Ga
12
   
TiO2
0.40
Yb
0.94
Ni
5.7
   
CO2
0.26
Er
0.91
Co
5.6
   
P2O3
0.17
Tb
0.73
Be
1.7
   
MnO
0.12
Ho
0.61
Sn
1.1
   
   
Tm
0.2
Ge
0.9
   
   

Lu

0.14
Bi
0.16
   

在我国的内蒙、辽宁、吉林、黑龙江、天津、江西、河南、陕西、甘肃等地均有大量的麦饭石资源,不同产地的麦饭石化学组成及含量也有所差别,但主要成分都是 二氧化硅和三氧化二铝,两者共占70%以上,其中二氧化硅占60%以上,麦饭石中还含有人及其他生物体生长发育所必须的几十种常量元素,微量元素和被称为 动物促生长剂的稀土元素。麦饭石的化学成分见表1。麦饭石中所含的矿物质和化学成分,无论是常规化学法分析或用现代化测试手段分析都证明所含稀土元素以及 放射性全部成分对人体有益而无害。做内服药,其所含成分都完全符合医药卫生标准。

2.麦饭石的营养功能
2.1 麦饭石的特殊吸附能力,能增强动物机体的抗病力,并提高饲料利用率
麦饭石独特的多孔性海绵状结构使其具有很强的物理吸附作用,能吸附对动物健康有害的氨、硫化氢、有机氯、氰化物、杂醇油等物质。 当麦饭石遇水后,钠、钾、钙、镁、铁等活性离子,会离开原来的盐类,使带有负电荷的铝硅酸根和-SiO-2的硅酸基与水中的重金属离子、有机物质及细菌结 合。这种化学吸附特点,使麦饭石与活性炭一样具有一定的收敛作用,可减少病原菌、毒素及有害金属对畜禽消化吸收的干扰,使肠道正常菌系、酸碱环境及各种酶 的活性更加稳定,增强了机体抗病力,有利于饲料养分的消化吸收,提高了饲料利用率。麦饭石属于粘土矿物,添加于饲料中后可增加食物在消化道的粘滞性,延长 饲料通过消化道的时间,使养分能更充分地吸收利用。
2.2 麦饭石中的化学元素可促进有机体的新陈代谢
麦饭石中含有常量、微量和稀土元素,对促进动物新陈代谢生长发育和提高生产能力有着重要的作用。研究表明,麦饭石中的多种元素都是动物生命活动所必需的。 如钙、磷、镁、铁、铜、锌、锰、碘、硒、钴等。此外,钼、氟、硫、镍、锶等对动物有机体也是必不可少的元素。近年来研究发现了铬、硅、钒、锡、砷、钨也是 动物有机体必需的微量元素,铬主要参与葡萄糖,蛋白质,脂肪的代谢;硅则参与骨骼早期的钙化过程,与粘多糖的合成有关,能促进骨骼的生长和结构致密;钒对 动物的造血过程有积极的作用,能促进钙盐沉积,提高齿骨羟磷灰石的硬度;锡能促进蛋白质和核酸的合成,有机锡化合物具有抗菌、防霉、杀虫、防治肿瘤的作 用;砷具有刺激机体造血、增强抗病力、调节新陈代谢、促进生长的作用;钨也具有促生长作用。
近年来,稀土受到人们的重视,但有关其在动物营养上的研究还仅限于一些表面现象的观察, 对其作用机制仍不清楚,据目前的研究结果一般认为其与体内许多生物大分子有亲和力,参与干扰生物体内细胞的物质代谢和生物合成过程。Sarkander等 认为1mg的稀土可以结合8.03mgDNA。杨志强(1997)认为稀土元素分别可以和氨基酸肽蛋白质和核苷酸核酸结合形成配合物,此外,稀土元素还能 与动物体中糖、维生素、含氧酸、辅酶等相互作用,从而影响动物体内许多重要的生理活动。稀土是一种生理激活剂,能刺激动物体的新陈代谢,激活动物体内的生 长因子,是动物体内许多酶的激活剂或抑制剂,它可以稳定某些酶类使其平裹期增加,还可提高某些酶类活性,促进动物生长。Wedler等研究表明稀土元素提 高动物增重的原因可能是它们促进动物体内酶的活性(如La、Na等复合物,使腺苷酸化的谷氨酸酶的生化合成活性提高10%-20%),促进摄入体内的营养 成分的吸收和利用。
另外,稀土与某些元素之间有着密切的联系,提高某些必需元素在动物体内的存留量,而且在一定范围内有代替必需元素的作用,稀土可能是生物活性金属的调节 剂,郭伯生(1999)指出稀土可能通过稀土离子对钙、镁、铁等金属离子的置换与竞争,从而影响了一些生物酶、生物大分子的生理功能。稀土还可能是生物体 中有害自由基的清除剂,纪云晶等证实了硝酸稀土溶液抑制了温石棉羟基自由基的产生和提高了动物体内超氧化物酶(SOD)的浓度。 瞿明仁实验证明麦饭石本身还可以降低棉籽饼的毒性。原因是麦饭石中某些离子如铁离子和棉酚结合,使其失去了毒性。田茂春等(2000);张爱民等 (1997);欧秀琼等(2000);刘官钰(2001)实验研究均表明,稀土饲料添加剂对仔猪具有明显的促进生长,提高饲料报酬的作用,对生长猪还能改 善肉质。
2.3 麦饭石具有保肝、抗缺氧、抗疲劳的作用
实验表明,麦饭石能使小白鼠肝脏中的DNA和RNA的含量明显增加,使肉鸡肝脏中粗面内质网数、糖原颗粒明显高于对照组。蛋白质是生命之源,蛋白质的合成 离不开DNA和RNA,粗面内质网又是蛋白质合成的场所,因而DNA、RNA和粗 面内质网的增多,表明蛋白质合成能力的增强。肝脏中糖原颗粒明显的增加,表明肝脏合成和储存糖原能力增强,肝糖原的增多为肝脏的各种活动提供了能量。同 时,在饲喂麦饭石的雏鸡肝细胞中,线粒体数量明显多于对照组,而线粒体中含有催化三羧酸循环,脂肪氧化,氨基酸分解、脱氢等的全部酶系和辅酶。线粒体增 多,说明肝脏对糖、脂肪、蛋白质的氧化功能增强,肝脏代谢、解毒能力旺盛。麦饭石能增加血清中的抗体,增强机体免疫力。饲喂麦饭石的小白鼠抗疲劳,抗缺氧 的能力均高于对照组。这都与麦饭石能改善肝脏代谢功能有密切的关系。
2.4 麦饭石对机体免疫能力的影响
通过对猪血清醋酸纤维膜蛋白电泳实验结果表明,饲喂麦饭石组猪的血清中γ-球蛋白的含量高于对照组2。2%,血液中淋巴细胞含量高于对照组7。2%,对免 疫功能差的小鼠饲喂麦饭石,结果表明麦饭石能使小白鼠的T淋巴细胞数目明显回升,而对B淋巴细胞数目无影响。说明麦饭石能促进机体免疫系统的功能,提高抗 病能力。麦饭石中的几十种微量元素和常量元素,通过鸡的饲料吸附,溶出转化于蛋中,人食其蛋后,蛋中的有益微量元素充实人体,给人增加营养和抗病力。一些 老年人长期食用饲喂麦饭石的鸡蛋后,感觉有些常见病减少,例如哮喘,感冒,慢性支气管严等,饭量也有增加。饲养实践表明,鸡喂麦饭石饲料,蛋黄比普通蛋更 黄,人食用此蛋,能预防或治疗某 些疾病,还能增加体质和营养。
2.5 麦饭石改良水质和底质的作用
麦饭石为铝硅酸盐非金属矿,具有硅氧基为基础的四面体晶格结构,表面具有大量的活性基团-SIO- 可以捕获阳离子,其内有大量的蜂窝状孔洞,内比表面积增大,对于极性较高的分子如二氧化碳、NH+4等有较强的吸附能力。由于麦饭石组成成分中也含有二氧 化碳,故添加麦饭石的同时也将二氧化碳带入水中。麦饭石的孔洞吸足水分后,二氧化碳在水中呈游离状态,为藻类生长繁殖提供了丰富的碳素营养,从而提高了浮 游植物的光合作用强度。
微量元素是浮游植物光合作用、生长发育所必须的营养物质,是其他任何元素所不可替代的,他们不仅是机体内多种酶,核酸、叶 绿素、激素、维生素、功能蛋白质的组分,参与浮游植物体内的物质形成,而且对动植物生长发育具有促进作用。水体缺乏微量元素,初级生产会受到限制。麦饭石 中含有59种对人体及动植物有益的化学元素(山东省地矿局中心实验室,1993)和12种氨基酸(吕宪禹,1988),又具有良好的溶出性。水体中添加麦 饭石后,具有生物活性的钙、磷、钾等常量元素,铜、锰、锌、钼等微量元素,15种稀土元素和12种氨基酸,溶出在水体中,弥补了水体中营养的不足。满足了 藻类尤其是优质藻硅藻的营养需求,故促进了浮游植物的生长繁殖,提高了水体光合作用的强度。
以铁、镁、氟等矿物质而论,当水中不存在时它则溶出, 相反,水中存在过多时它则吸附。 这种作用与pH有关,除了过于酸性和过于碱性的水以外,往净水中投入麦饭石,在多数情况(碱性)时采用投入方式,在少数情况(酸性)时采用循环方式可使水 接近中性。而且,使水在麦饭石层循环几次后,即使是水量较大,也能调节pH。 麦饭石中矿物质的溶出情况见表2。
表2 麦饭石中矿物质的溶出情况

Me
溶出时间(h)
PPm
投入前
投入后
溶出量
Ca

16

16

40

16

6.75

7.15

7.12

7.60

9.41

9.41

11.87

10.05

+2.66

+2.66

+4.69

+2.45

Mg

16

16

40

16

3.07

3.19

3.00

3.04

1.96

2.41

2.30

2.40

-1.11

-0.78

-0.68

-0.64

Fe

16

16

40

0.0203

0.0320

0.0110

0.0269

0.0447

0.0195

+0.0066

+0.0127

+0.0085

Mn

16

16

40

0.0072

0.0085

0.0093

0.0478

0.0298

0.0518

+0.0406

+0.0213

+0.0425

3. 麦饭石在养殖业上的应用效果

 

3.1 麦饭石在养猪生产中的应用

 

麦饭石首先是在猪日粮中得到应用的,在应用方式上多采用直接添加的方式,此外,还有以浸出液饮水的。日本早川正太郎(1985)用2%中华麦饭石饲喂生长 猪。结果比对照组日增重提高12%-12.6%,饲料利用率提高12.7-12.3%。此后,我国林振国等(1989),陈腾捷等(1989)、张美林等 (1990)、胡仲明等(1990)、杨向东等(1992)相继报道了麦饭石用于仔猪料中的应用效果,结果均表明,在基础日粮中添加1%-2%麦饭石可明 显提高仔猪的日增重和饲料利用率。实验组比对照组猪皮光滑,皮肤较红润,适口性好。小猪未发现腹泻,麦饭石对猪肉品质也无不良影响。

 

北京市朝阳区饲料公司根据美国NRC标准,在原矿石基础上,在麦饭石中另外加入锌、铜、锰、硒、碘等微量元素成分,研制生产出4个添加剂品种供全区猪场鸡 场使用。商常发等(2000)在麦饭石中添加铜、锌、铁等制成麦饭石添加剂,分别以1%和0.4%的量加入日粮中饲喂育肥猪,试验期58天,结果比对照组 分别提高增重7.7%和3.5%,分别降低饲料消耗7.05%和3.39%,头均降低成本13.4元和6.24元;肉质检测发现各器官(组织)铅的含量较 对照组降低 40.3%和96.3%。刘久生(2000)报道,麦饭石可大大降低骨、肌肉、肝脏中铅和镉的含量,提高肌肉的持水力和鲜度,改善猪肉的品质。

 

3.2 在养鸡生产上的应用

 

80 年代中期,解放军兽医大学胡仲明利用吉林麦饭石对蛋鸡产蛋性能和对肉鸡生长作用及其机理研究已取得成效。云南畜牧兽医研究所用强化麦饭石进行禽的实验,也 取得了较好效果。麦饭石和沸石按一定比例混合而成的FMP增产素,饲喂蛋鸡取得显著的经济效益。麦饭石在雏鸡日粮中的应用报道较少,其应用方式也有直接添 加和饱和水饮用两种方式,孙守信等(1989)报道,用麦饭石粉替代1%的全价日粮饲喂3-8周龄的海兰蛋鸡雏,鸡只增重平均比对照组高4.33%,饲料 利用率高5.59%。谢家声等(1991)报道,分别以0.5%和1.0%黄河麦饭石和1.0%禽用微量元素添加于基础日粮中饲喂京白母雏,结果比微量元 素组增重12.7%-6.41%,成活率提高10.00%-13.33%。毛得虎(1999)对10日龄亚发雏鸡进行实验,试鸡组料中加入2%的麦饭石 粉,结果表明,实验组比对照组多增重13.9Kg,平均只多增重3.3g,增重提高14%,成活率提高9.6%。

 

麦饭石在产蛋鸡日粮中的应用,报道数量也较少,一般均采取直接添加的饲喂方式。郭存福等(1990)报道,用盘山麦饭石和黄河麦饭石分别饲喂蛋鸡,产蛋率 分别提高 7.5%-13.39%。饲料利用率提高23.5%-19.03%。杨向东等(1992)在基础日粮中分别添加3.5%洛南麦饭石粉、0.4%蛋白精和 1%含硒微量元素添加剂饲喂“罗斯”父母代母鸡,结果麦饭石组在产蛋率、饲料利用率、破软蛋率等指标上均优于其他两组,但差异不显著。蛋鸡体增重较少,健 康和环境状况有所改善。

 

在肉鸡方面,唐仪崇等(1988)首先用麦饭石浸泡12个小时后的浸泡水作饮水对肉鸡的增重效果实验7周,结果实验组死亡 率明显降低,平均耗料量相近,但9周龄体重明显高于对照组,说明用麦饭石浸泡液代替常水可提高日增重,降低死亡率。李文武等(1988)对星布罗肉鸡添加 5%麦饭石,肉料比分别是2.46和2.60,实验组日增重高于对照组。马富九等(1993)报道,在基础日粮中添加5%和2%的江西嵊县麦饭石粉饲喂代 红宝肉鸡,存活率高于对照组4.0%-6.5%,添加5%的麦饭石粉能提高饲料利用率。但是,兰国俊等(2000)对麦饭石对鸡饲料养分利用率的影响进行 了实验,结果表明,青年伊莎公鸡日粮中添加3%的麦饭石,对粗蛋白、能量的代谢率,粗纤维的消化率均无显著影响,但稍有降低的趋势,这一结果与麦饭石可提 高畜禽的生产性能,提高饲料利用率的观点不甚一致,可能是由于各地麦饭石质地差异较大的原因造成的。

 

3.3 麦饭石在养牛生产上的应用

 

对生长育肥牛的影响 麦饭石中含的几十种微量元素,在奶牛消化道内极易溶出大量的无机离子,能被奶牛消化吸收,而对奶牛的生长发育起到助长的效果。使奶牛初生体重大,体质强, 发育快,抗病力强。董庆海等(1992)用麦饭石粉作为育成奶牛微量元素添加剂,育成黑白花奶牛20头,随机分4组进行实验,经90天发现,实验组平均日 增重比对照组分别提高19.2%、30%、30% 增重成本比对照组分别降低14.82%、22%和22%。

 

对泌乳奶牛的影响 张乃锋等(2000)报道,麦饭石添加到日粮后,使多种微量元素得到平衡,特别是硫元素,能促进瘤胃细菌的繁殖,提高体内氮的沉积,增强乳蛋白的合成,使 产奶量明显提高。张文才等(1989)用麦饭石粉添加到奶牛日粮中(添加量为精料的1%)饲喂奶牛,结果奶牛产奶量提高7.55%,平均每头奶牛每天增产 1.641Kg,饲料成本降低11.73%。王宏岩等(1989)用麦饭石添加剂饲喂奶牛,平均产奶量和乳脂率分别提高3.85%-8%和 1.22%-9.15%。而且,增加了牛奶中微量元素含量。王光华等(1992)实验结果表明,实验组1头奶牛50天产奶量比对照组增加了 5.205Kg,平均每头增加0.67Kg,提高4.3%。刘久生(2000)报道,给奶牛日粮中按每天每头150-250g添加麦饭石,产奶量提高 3.85%-8.00%,乳脂率提高1.22%-9.15%,同时奶中的微量元素含量也有增加。

 

对奶牛血液生化指标的影响 日本高桥淳根(1989)在饲料中每日每头黑白花奶牛投喂20g麦饭石,血清中总蛋白(TP),清蛋白/球蛋白(A/G),血红蛋白(Hb),血糖 (Glu)比对照组分别高1.99g/dl,0.06 g/dl ,3.2 g/dl 和38.95 g/dl,血清尿素氮(BUN)比对照组低7.99 mg/dl,说明实验组蛋白质利用比对照组好,实验组血清钙、磷、镁的含量比对照组高,因此,实验组物质利用情况较好。

 

3.4 麦饭石在养兔生产上的应用

 

李现国等(2000)报道,对健康哈白兔进行实验,实验组日粮中添加1%的麦饭石粉,发现实验组比对照组生长整齐,毛顺,试兔精神状态更好,日增重比对照 组提高了12.8%料重比降低了33%。实验表明,麦饭石能显著提高肉兔的增重率,提高饲料报酬。刘久生(2000)报道,在肉兔混合精料中添加3%的麦 饭石粉,可使肉兔增重提高23.18%,提高饲料转化率16.24%。

 

3.5 在水产养殖中的应用

 

麦饭石在水产动物体内可溶出几十种常量和痕量矿物质。这些微量元素是机体许多酶和生物活性物质的激活剂,并可补充水产动物对矿物质的需要。董志岩等 (1997)在幼鳗饲料中添加2%的麦饭石,鳗鱼的成活率提高了4.95%,增重率提高7.88%,饲料报酬提高6.21%。广西大学水产养殖厂 (2000)在罗非鱼饵料中添加3%的麦饭石制成膨化饲料投喂,结果平均增重率较对照组提高8.9%-13.8% ,饵料系数降低3.4%-10.0% 。广西水产研究所(2000)在罗非鱼和罗氏沼虾饵料中分别添加3%的麦饭石,制成颗粒饲料投喂,结果表明,麦饭石组罗非鱼体长较对照组长1.1cm,增 重率提高33.1%,饵料系数降低27.5%,成活率也略有提高。麦饭石组罗氏沼虾的平均体重提高了16.9%,饵料系数降低23.7%。赵元凤等 (2000)研究认为,在鲍基础饵料中添加微量元素是十分必要的,有利于鲍的增重率的提高,而麦饭石比微量元素更适宜于鲍的生长需要。吴科强(1990) 在中国对虾饲料中添加5%的麦饭石,中国对虾平均体长增长5.5%--10.6%,平均体重增加10.0%-35.5%。刘久生(2000)报道,以 5%-10%的麦饭石粉添加在对虾饲料中,饲养55天,平均增重提高16%,成活率和抗病力都高于对照组。另外,吕景才等(1998)研究认为,在尼罗罗 非鱼、建鲤、对虾饲料中,用廉价的麦饭石取代价格昂贵的无机盐均收到较好的养殖效果。各实验组鱼、虾的增重率均高于对照组。由于麦饭石价格便宜,资源丰 富。因此,用麦饭石替代无机盐养殖鱼虾可明显降低养殖成本,提高经济效益。实验结果表明,在鱼虾饲料中添加1%-3%的麦饭石均能收到优于无机盐的对照组 的养殖效果。

 

4. 添加麦饭石应注意的问题

 

经过十多年国内外有关麦饭石饲用开发应用研究,目前虽已进入理性发展阶段,但饲用麦饭石前后,动物性产品肉、奶、蛋中理化指标与微量元素含量的变化,饲喂动物的最佳添加量与投喂方法等都还需要进一步研究。

 

麦饭石作为饲料添加剂,虽然含有动物必须的多种矿物质元素,但它是天然矿物,与动物需要并不完全一致,它不可能完全代替矿物质添加剂。刘久生 (2000)报道,单独添加麦饭石还可能干扰动物体内钙磷代谢,使动物骨骼发生异常,蛋壳变薄,腿骨病增加2%-5%,蛋壳破损率增加10%-49%。但 如能根据麦饭石原矿的检测结果,科学地与一些矿物质元素进行搭配一起添加,同时注意麦饭石的量与元素平衡,则既可克服这些缺陷,又可提高蛋白质和能量的消 化率,更好地促进动物的生长。



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