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《湖南农业大学》 2007年
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饲料中铜对猪—玉米的生理影响及其系统生态效应

高凤仙  
【摘要】: 铜作为猪促生长添加剂而被广泛应用,饲料中添加高剂量铜对猪生长、组织铜含量研究较多,但猪对日粮高铜消化率较低,大量从粪中排出。畜粪一般情况下仍然被用作有机肥施于土壤,粪中高浓度铜必将影响土壤铜含量、作物铜含量及作物生长。因此有必要开展饲料中高剂量铜通过畜粪迁移转化的研究,为养猪生产中合理利用含铜添加剂、保证环境质量、维持生态系统平衡及维护人类健康提供理论依据。 本研究结合猪饲养试验,消化试验与玉米土壤盆栽试验,研究了饲料中添加不同铜源与铜浓度对猪-玉米系统的生理影响及其生态效应,主要研究结果如下: 1.选用CuSO_4(硫酸铜)、Cu-AA(氨基酸铜)和TBCC(碱式氯化铜)3种铜源,在猪基础日粮中添加3种铜水平(10,150,250 mg/kg),研究不同铜源与铜水平对猪生长、血液生化指标、组织铜沉积的影响。结果表明,不同铜水平对猪日增重和料重比无显著影响(P0.05);猪肝、肾中铜含量随日粮中铜水平增加而提高(P0.01),日粮添加250mg/kg铜,肝、肾中铜含量分别达22.07~24.67mg/kg、17.01~18.05mg/kg,日粮中相同铜浓度,猪组织中铜沉积量大小顺序为肝肾肌肉心;血清SUN(尿素氮)含量150 mg/kg和250 mg/kg铜水平较10 mg/kg铜水平分别降低17.21%和10.16%(P0.01),血清SOD(超氧化物歧化酶)活性150 mg/kg铜水平分别高于10 mg/kg和250 mg/kg铜水平25.83%和35.2%(P0.05)。饲料中高水平铜能显著提高血清CP(铜兰蛋白)活性(P0.05),对血清ALB(白蛋白)和TP(总蛋白)含量影响无显著差异(P0.05)。 不同铜源对猪日增重和料重比无显著影响(P0.05),Cu-AA铜源使CP活性显著提高,比CuSO_4铜源高20.27%,比TBCC铜源高19.09%(P0.01),Cu-AA铜源使血清SUN含量显著下降,比CuSO_4铜源和TBCC铜源分别低21.47%和16.15%(P0.01)。 2.用全收粪法研究3种铜源与3种铜水平对生长猪日粮铜的消化率及粪中不同形态铜含量的影响。结果表明,生长猪对日粮铜消化率随日粮铜水平的增加而降低(P0.01)。日粮铜水平为10、150、250 mg/kg时,铜消化率分别为14.46%~15.56%、12.27%~14.23%、6.34%~8.72%;粪中铜排出量随日粮铜水平增加而显著增加(P0.05),日粮中250 mg/kg铜水平粪中铜排出量是10 mg/kg铜水平的7.6倍。 不同铜源对生长猪铜消化率影响差异不显著(P0.05);不同铜源猪粪中铜的生物有效性存在差异,可利用态铜含量CuSO_4铜源高于TBCC铜源和Cu-AA铜源(P0.05),潜在可利用态铜含量TBCC铜源低于Cu-AA铜源和CuSO_4铜源(P0.05),不可利用态铜含量TBCC铜源高于CuSO_4铜源和Cu-AA铜源猪粪(P0.05)。粪中各形态铜总量随日粮中铜水平的升高而升高(P0.05)。 3.采用土壤盆栽玉米,试验猪粪来源于猪采食基础日粮添加250 mg/kg铜(分别来源于CuSO_4、Cu-AA和TBCC)排出的粪。添加铜源猪粪分别设100 g/盆、200 g/盆、300 g/盆3个铜浓度,对照猪粪来源于猪采食基础日粮排出的粪,研究不同铜源与铜浓度猪粪对玉米移栽后生长及植株铜吸收累积、玉米叶片光合特性、蛋白质含量、膜脂过氧化作用及抗氧化酶活性的影响。结果表明: ①玉米移栽后40d,随粪中铜含量的增加显著增加土壤铜含量(P0.05),试验猪粪300 g/盆组土壤铜含量达到110.99~113.31mg/kg,已超过国家土壤环境质量二级标准(Cu≤100 mg/kg)。100 g/盆和200g/盆组土壤铜含量虽没有超过国家土壤环境质量二级标准,但明显有增加土壤中铜累积的趋势。 ②玉米移栽后40d,同一铜浓度试验猪粪处理玉米,地下部铜富集系数地上部铜富集系数,玉米铜含量地下部地上部;不同铜浓度对玉米植株铜富集有影响,试验猪粪300g/盆组对铜的富集系数较200g/盆组、100g/盆组下降。玉米地下部铜含量与土壤铜含量呈线性正相关关系,相关关系为Y=0.42X+22.98(R~2=0.9032)。 ③玉米移栽后40d,地上部和地下部鲜物质量随试验猪粪中铜浓度的升高而下降(P0.05),铜对地下部和地上部胁迫的阈值不同,地上部和地下部鲜物质量开始显著下降的试验猪粪量分别为200g/盆和100g/盆。粪中过高铜浓度对地下部的生长比地上部生长抑制作用更大。 ④玉米移栽后10~20d,粪中高浓度Cu促进玉米光合作用,随粪中铜浓度的升高玉米叶片净光合速率、胞间CO_2浓度、气孔导度、蒸腾速率和光合色素含量显著升高(P0.05);玉米移栽后30~40d,随粪中铜浓度的升高,叶片叶绿素含量下降,导致玉米光合作用下降,试验猪粪200 g/盆、300 g/盆组玉米叶片净光合速率、胞间CO_2浓度、气孔导度、蒸腾速率显著低于对照组(P0.05)。猪粪中铜浓度越高,玉米光合作用参数下降越快。 不同铜源猪粪对玉米光合作用影响有差异,试验前期TBCC铜源猪粪促进玉米光合作用较CuSO_4铜源猪粪和Cu-AA铜源猪粪作用效果小,而在试验后期CuSO_4铜源猪粪对玉米光合作用抑制作用最强。 ⑤玉米移栽后10~20d,玉米叶片可溶性蛋白质含量、游离氨基酸含量随猪粪中铜浓度的增加而显著提高(P0.05);移栽后20d~40d,叶片可溶性蛋白质含量、游离氨基酸含量随猪粪中铜浓度的升高而逐渐下降(P0.05),玉米抗逆性下降。在试验全期,随猪粪中铜浓度的升高,叶片脯氨酸含量显著增加(P0.05)。 ⑥玉米移栽后10~20d,随粪中铜浓度升高,铜对玉米细胞原生质膜造成破坏,叶片电导率随之增大、体内MDA积累、SOD、POD和CAT酶活性提高(P0.05),抗氧化酶活性升高能清除由Cu污染造成的活性氧,从而减轻活性氧对玉米的伤害。玉米移栽后30~40d,随粪中铜浓度升高,叶片电导率继续增大、MDA水平持续上升、活性氧清除系统遭到破坏,保护酶系统失衡,SOD、POD和CAT活性显著下降(P0.05)。 在试验条件下,不同铜源与铜水平对生长猪日增重、料重比影响无显著差异,猪组织铜含量和粪中铜排出量随日粮中铜水平的升高而增加;试验猪粪盆栽玉米,土壤铜含量随粪中铜浓度的升高而升高;尽管试验前期,猪粪中铜提高玉米光合作用、增加叶片蛋白质合成,提高保护酶活性,但随猪粪中铜浓度升高和试验时间的延长,铜在玉米植株内累积,玉米光合作用和蛋白质含量下降,保护酶系统失衡。因此为了保证动物生长,保证人类食品安全,维持生态环境良性循环,饲料中添加低剂量铜为宜。不同铜源对猪和玉米部分生理指标的影响出现差异,但对猪和玉米生长的影响差异不显著,因此生产上3种铜源都可使用。
【学位授予单位】:湖南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S828

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