锰(Mn)是动物生长、生殖以及一系列生命活动所不可或缺的必需微量元素之一，是多种酶的组成成分和激活剂^[1]。NRC(1998)推荐断奶仔猪锰的添加水平为2~4 mg/kg，这是在理想环境条件下达到最大生长性能时的养分最低需要量，是以防止出现缺乏症为判断依据的^[2]，可能并不能满足当前高生长性能的断奶仔猪发挥其最佳生产潜力的需要。近40年来，关于断奶仔猪饲粮中锰适宜添加水平的研究很少，并且各报道结果不一。Johnson^[3]报道，给猪饲喂含锰0.3~100.0 mg/kg的饲粮，猪的生长速度并没有显著差异。而Grummer等^[4]、Svajgr等^[5]报道，在含锰8~12 mg/kg的基础饲粮中添加40~50 mg/kg的锰，可显著提高仔猪的平均日增重(ADG)。推测这些结果的差异与动物自身因素、饲粮因素和评价指标等因素相关。目前，研究主要以生长性能、血清生化指标、组织锰沉积和相关酶活性为评价指标确定锰的适宜添加水平，且多是集中在家禽方面。有研究发现，二价金属离子转运蛋白(divalent metal transporter1,DMT1)是位于肠道黏膜细胞顶膜上转运二价锰离子的唯一载体蛋白^{[6, 7]}。DMT1对锰和铁(Fe)的吸收具有时间、浓度依赖性，锰离子和铁离子在吸收时可互相抑制^[8]。给动物饲喂大量锰时，多数动物出现贫血，表现为血清和各脏器的含铁量下降，血红蛋白形成延迟以及组织中锰浓度增高等^[1]。可见，饲粮中锰添加水平也和机体的铁营养状况息息相关，但目前有关仔猪饲粮锰添加水平影响机体铁吸收、排泄的研究尚未见报道。本试验旨在通过在断奶仔猪饲粮中添加不同水平的无机锰，探究不同锰添加水平对断奶仔猪生长性能，血清生化指标，跖骨中的锰、铁含量和锰、铁表观消化率的影响，为锰在断奶仔猪饲粮中的合理添加提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 试验设计及饲粮

试验选用160头体重为(9.84±0.85) kg的28日龄断奶仔猪(杜×长×大)，随机分为5组，每组4个重复，每个重复8头猪。对照组饲喂不添加锰的基础饲粮，试验组饲粮在基础饲粮中分别添加4、20、40、80 mg/kg锰[以一水合硫酸锰(MnSO₄·H₂O)形式添加]。基础饲粮根据NRC(1998)猪营养需要配制，其组成及营养水平见表1。试验期35 d。 1.2 试验材料

饲料级一水合硫酸锰：含锰量为31.8%。 1.3 测定指标与方法 1.3.1 生长性能指标

每周准确记录仔猪的喂料量和余料量，计算每头仔猪的平均日采食量(ADFI)；仔猪于试验开始和结束时空腹称重，计算每头猪的ADG；根据仔猪ADFI和ADG计算料重比(F/G)。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) % 原料 Ingredients 含量 Content 营养水平 Nutrient levels2) 含量 Content 玉米 Corn 56.00 消化能 DE/(MJ/kg) 14.30 豆粕 Soybean 28.00 粗蛋白质 CP 20.90 豆油 Soybean oil 2.50 钙 Ca 0.89 乳清粉 Whey powder 5.50 总磷 TP 0.65 鱼粉 Fish meal 5.00 赖氨酸 Lys 1.19 磷酸氢钙 CaHPO4 0.60 蛋氨酸 Met 0.36 石粉 Limestone 1.00 苏氨酸 Thr 0.82 食盐 NaCl 0.40 色氨酸 Trp 0.25 预混料 Premix1) 1.00 锰 Mn/(mg/kg) 39.22 合计 Total 100.00 铁 Fe/(mg/kg) 325.14 1)预混料为每千克饲粮提供Premix provided the following per kg of the diet：VA 6 300 IU，VB1 3.50 mg，VB2 12.25 mg，VB6 5.25 mg，VB12 0.05 mg，VD3 700 IU，VE 28.00 IU，VK 5.00 mg，泛酸 pantothenic acid 35.00 mg，烟酸 niacin 52.50 mg，氯化胆碱 chlorine chloride 400 mg，生物素 biotin 0.08 mg，叶酸 folic acid 1.05 mg，Fe (as ferrous sulfate) 100.00 mg，Cu (as copper sulfate) 9.00 mg，Zn (as zinc sulfate) 100.00 mg，I (as potassium iodide) 0.60 mg，Se (as sodium selenite) 0.30 mg。 2)锰、铁为实测值，其余营养水平为计算值。Mn,Fe were measured values， and the others were calculated values.

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)

试验结束当天，早饲前从每个重复中随机选取1头健康仔猪，前腔静脉采血约5 mL，3 000 r/min离心10 min，分离血清，-20 ℃冰箱内保存备用。采用黄嘌呤氧化酶法测定血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)和锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)的活性；全自动血液分析仪(KX-21，希森美康，日本)测定血清中的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量和谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)活性。 1.3.3 跖骨铁、锰含量的测定

试验末采血结束后，每个重复中随机选取1头健康仔猪，仔猪电击致死后放血。取左侧跖骨，用去离子水冲洗干净后，于去离子水中煮沸，完全剔除外层附着物，用去离子水冲洗干净，于550 ℃灰化至恒重，制备跖骨灰，备用于测定其中的锰、铁含量。采用(AA 2600型原子吸收分光光度计)火焰原子吸收法测定锰、铁含量。 1.3.4 粪中铁、锰含量的测定

于试验的第11~16天采用全收粪法收集粪便。粪便收集后充分混匀，按粪便总量的10%取样，结束后分别将同一重复的5 d粪样充分混合，用四分法取1 kg鲜粪样，测定初水分后，用研钵碾碎，过40目孔筛，待测微量元素铁、锰含量。 1.4 数据处理及统计分析

数据采用SAS 9.1统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，差异显著性采用Duncan氏法进行多重比较，并对锰添加梯度的处理效应进行线性和二次回归分析。P<0.05为差异显著。 2 结 果 2.1 饲粮锰添加水平对断奶仔猪生长性能的影响

饲粮锰添加水平对断奶仔猪生长性能的影响见表2。饲粮不同添加水平的锰对断奶仔猪的生长性能无显著影响(P>0.05)。当饲粮中锰添加水平为20 mg/kg时，仔猪的ADG最高，F/G最低。且随着饲粮中锰添加水平的增加，ADG有呈二次曲线变化的趋势(P<0.10)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 饲粮锰添加水平对断奶仔猪生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary Mn supplemental level on growth performance of weaned piglets 项目 Items 锰添加水平 Mn supplemental level/(mg/kg) 0 4 20 40 80 SEM P值 P-value 锰添加水平 Mn supplemental level 线性 Linear 二次 Quadratic 平均日采食量 ADFI/g 720.47 728.06 728.58 732.68 730.39 11.37 0.953 0.581 0.756 平均日增重 ADG/g 410.00 417.77 437.50 435.09 421.96 9.61 0.261 0.500 0.086 料重比 F/G 1.76 1.74 1.67 1.69 1.73 0.04 0.467 0.725 0.222 同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。 In the same row,values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05),while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

表2 饲粮锰添加水平对断奶仔猪生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary Mn supplemental level on growth performance of weaned piglets

饲粮锰添加水平对断奶仔猪血清抗氧化酶活性的影响见表3。饲粮中不同锰添加水平并没有显著影响血清T-SOD和Mn-SOD活性(P>0.05)，但是各试验组血清T-SOD和Mn-SOD活性均高于对照组。且随着饲粮锰添加水平的增加，血清Mn-SOD活性呈显著的线性和二次曲线变化(P<0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 饲粮锰添加水平对断奶仔猪血清抗氧化酶活性的影响 Table 3 Effects of dietary Mn supplemental level on activities of antioxidant enzymes in serum of weaned piglets U/mL 项目 Items 锰添加水平 Mn supplemental level/(mg/kg) 0 4 20 40 80 SEM P值 P-value 锰添加水平 Mn supplemental level 线性 Linear 二次 Quadratic 总超氧化物歧化酶 T-SOD 126.43 127.47 134.46 130.94 131.97 3.26 0.426 0.277 0.308 锰超氧化物歧化酶 Mn-SOD 55.46 56.03 57.62 59.74 61.16 1.75 0.162 0.010 0.031

表3 饲粮锰添加水平对断奶仔猪血清抗氧化酶活性的影响 Table 3 Effects of dietary Mn supplemental level on activities of antioxidant enzymes in serum of weaned piglets

饲粮锰添加水平对断奶仔猪血清代谢酶活性和蛋白质代谢产物的影响见表4。饲粮中不同锰添加水平并没有显著影响血清代谢酶活性和蛋白质代谢产物(P>0.05)，但是各试验组断奶仔猪血清代谢酶活性和蛋白质代谢产物均高于对照组。血清ALP活性随着饲粮锰添加水平的增加，有呈线性增高的趋势(P<0.10)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 饲粮锰添加水平对断奶仔猪血清代谢酶活性和蛋白质代谢产物含量的影响 Table 4 Effects of dietary Mn supplemental level on metabolic enzyme activities and protein metabolite contents in serum of weaned piglets 项目 Items 锰添加水平 Mn supplemental level/(mg/kg) 0 4 20 40 80 SEM P值 P-value 锰添加水平 Mn supplemental level 线性 Linear 二次 Quadratic 总蛋白 TP/(g/L) 51.60 53.68 57.00 54.50 55.10 2.15 0.519 0.842 0.346 白蛋白 ALB/(g/L) 25.15 25.60 27.25 26.85 26.10 0.79 0.348 0.484 0.148 球蛋白 GLB/(g/L) 26.45 28.08 29.75 27.65 29.00 2.35 0.879 0.612 0.844 谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 40.25 41.75 43.50 44.00 42.25 1.43 0.404 0.419 0.137 谷草转氨酶 AST/(U/L) 48.75 49.50 51.00 50.50 48.75 1.14 0.539 0.804 0.239 碱性磷酸酶 ALP/(U/L) 234.50 233.75 241.25 236.25 240.50 2.36 0.128 0.096 0.221

表4 饲粮锰添加水平对断奶仔猪血清代谢酶活性和蛋白质代谢产物含量的影响 Table 4 Effects of dietary Mn supplemental level on metabolic enzyme activities and protein metabolite contents in serum of weaned piglets

饲粮锰添加水平对断奶仔猪跖骨锰、铁含量的影响见表5。饲粮中的锰添加水平显著影响跖 骨中锰、铁含量(P<0.05)。且随着饲粮锰添加水 平的增加，跖骨锰、铁含量均呈显著的线性和二次曲线变化(P<0.05)。当饲粮锰添加水平达到80 mg/kg时，跖骨中的铁含量显著低于对照组(P<0.05)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 饲粮锰添加水平对断奶仔猪跖骨锰、铁含量的影响 Table 5 Effects of dietary Mn supplemental level on Mn and Fe contents in metatarsal bone of weaned piglets μg/g 项目 Items 锰添加水平 Mn supplemental level/(mg/kg) 0 4 20 40 80 SEM P值 P-value 锰添加水平 Mn supplemental level 线性 Linear 二次 Quadratic 锰 Mn 1.89a 1.93a 2.42b 2.46b 2.48b 0.06 <0.01 <0.01 <0.01 铁 Fe 14.82a 14.88a 12.08ab 10.60ab 9.97b 1.41 0.048 0.012 0.020

表5 饲粮锰添加水平对断奶仔猪跖骨锰、铁含量的影响 Table 5 Effects of dietary Mn supplemental level on Mn and Fe contents in metatarsal bone of weaned piglets

饲粮中锰添加水平对断奶仔猪锰、铁表观消化率的影响见表6。饲粮中锰添加水平对断奶仔猪锰食入量、排出量、表观吸收量和表观消化率有显著影响(P<0.05)，锰添加水平在20 mg/kg时，锰的表观消化率最高。当锰添加水平达到80 mg/kg时，粪便中的铁排出量显著高于对照组(P<0.05)，铁的表观消化率显著低于对照组(P<0.05)。随饲粮锰添加水平的增加，断奶仔猪的锰食入量、排出量、表观吸收量呈线性和二次曲线变化(P<0.05)；铁的排出量、表观吸收量、表观消化率呈显著线性和二次曲线变化(P<0.05)。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 饲粮锰添加水平对断奶仔猪锰、铁表观消化率的影响 Table 6 Effects of dietary Mn supplemental level on the Mn and Fe apparent digestibility of weaned piglets mg/kg 项目 Items 锰添加水平 Mn supplemental level/(mg/kg) SEM P值 P-value 0 4 20 40 80 锰添加水平 Mn supplemental level 线性 Linear 二次 Quadratic 锰 Mn 食入量 Intake/(mg/d) 24.66e 27.45d 38.04c 50.44b 76.71a 0.47 <0.01 <0.01 <0.01 排出量 Output/(mg/d) 16.17c 16.47c 19.88c 29.55b 47.41a 1.42 <0.01 <0.01 <0.01 表观吸收量 Apparent uptake/(mg/d) 8.49c 10.98c 18.16b 20.89b 29.30a 1.39 <0.01 <0.01 <0.01 表观消化率 Apparent digestibility/% 34.43b 40.00ab 47.74a 41.42b 38.20b 2.56 0.029 0.983 0.071 铁 Fe 食入量 Intake/(mg/d) 204.44 206.51 208.85 207.04 209.22 2.19 0.560 0.198 0.401 排出量 Output/(mg/d) 150.75b 154.44ab 155.9ab 165.00ab 167.75a 4.88 0.047 0.007 0.025 表观吸收量 Apparent uptake/(mg/d) 53.69 52.07 52.95 42.04 41.47 4.09 0.111 0.014 0.042 表观消化率 Apparent digeatibility/% 26.26a 25.21ab 25.35ab 20.31ab 19.82b 1.97 0.037 0.008 0.024

表6 饲粮锰添加水平对断奶仔猪锰、铁表观消化率的影响 Table 6 Effects of dietary Mn supplemental level on the Mn and Fe apparent digestibility of weaned piglets mg/kg

本试验表明，在含锰39.22 mg/kg的基础饲粮中添加4~80 mg/kg锰，并没有显著改善断奶仔猪的生长性能，饲粮中添加20 mg/kg锰时，与其他试验组相比，ADG最高，F/G最低。这与徐孝义等^[9]、Liebholz等^[10]和Plumlee等^[11]研究结果相符。然而，Grummer等^[4]、Svajgr等^[5]报道，在含锰8~12 mg/kg的基础饲粮中添加40~50 mg/kg的锰，可显著提高仔猪的ADG。研究结果的不同，可能是因为各试验饲粮中微量元素组成不同，由于微量元素之间存在较多的拮抗作用，添加不同水平的微量元素，会对仔猪的生长性能产生不同的结果。目前，有关微量元素锰的促生长机理尚不明确，王长富等^[12]认为，饲粮中适宜的锰对增重具有直接促进作用，其原因是锰促进机体铜的沉积，提高了ADG，降低了F/G。也有研究认为是通过提高采食量^[13]，进而促进生长。

Mn-SOD是动物体内重要的含锰关键酶，参与体内的抗氧化作用。本试验表明，饲粮中添加锰并没有显著影响血清Mn-SOD活性，可能是由于含锰39.22 mg/kg的基础饲粮，对于作为血清中Mn-SOD活性所必须的金属辅基Mn已经基本达到饱和状态，这时再增加锰水平，并不能显著提高血清Mn-SOD活性。孟轲音^[14]、高宏伟等^[15]和陈寒青等^[16]在生长獭兔和产蛋母鸡上的试验中也发现饲粮锰添加水平对血清Mn-SOD活性无显著影响。

锰主要是作为酶的组成成分、激活因子或辅助因子参与机体生物代谢，而血清生化指标可以反映动物体内物质代谢、某些组织器官机能的变化和营养物质的沉积情况^[17]，因此可通过血清生化指标间接反映不同锰添加水平对机体代谢的影响。血清ALT、AST活性是反映肝脏和心脏功能的2个重要指标，其活性过高意味着肝脏、心脏可能有损伤。本研究发现补锰并没有显著影响血清中ALT、AST的活性，这与王淑梅^[18]研究结果一致。这说明80 mg/kg的锰添加水平并没有对动物肝脏和心脏产生有害影响。血清ALP是体内分布广泛、底物特异性较低的一种磷酸单酯水解酶，骨中ALP存在于成骨细胞的周围及其表面，极易释入血中，因而当成骨细胞增殖在骨生长亢进时，就会出现血清ALP活性上升。罗绪刚等^[19]认为锰是此酶的一个激活离子。本试验结果发现，在锰添加水平为20 mg/kg时，AST、ALP活性最高，但各组之间差异不显著，间接说明在该锰添加水平下，骨骼中的锰含量较高。血清TP包括血清中的ALB和GLB，血清ALB由肝脏合成，作为营养物质的载体，同时还维持血浆渗透压，并作为机体蛋白质的一个来源，用于修补组织和提供能量^{[20, 21]}。血清GLB主要由单核巨噬细胞系统产生，其能与外来的特异性抗原起免疫反应而保护机体，含量的高低在一定程度上反映了动物的免疫水平及生理状况^[22]。本试验中，饲粮锰水平的提高对血清中的TP、ALB和GLB含量无显著影响，这与罗绪刚等^[19]在肉仔鸡上的研究结果一致，说明锰并未对机体蛋白质的合成起显著作用，但在锰添加水平为20 mg/kg时，血清中TP、ALB和GLB的含量最高。

与肝脏、肾脏和胰脏相比，骨骼是最易受饲粮锰水平增加的影响而沉积锰的组织^[23]。并且骨骼锰含量与饲粮锰含量显著相关，常用来作为锰营养状况的评价指标^[24]。本试验结果表明，跖骨的锰含量显著受饲粮锰水平的影响，且随着饲粮锰水平的增加，呈线性和二次曲线增加。这与李素芬^[25]在肉鸡上的研究结果一致。本试验表明，当饲粮锰添加水平大于20 mg/kg时，跖骨的锰含量并没有显著提高，但都显著高于对照组和NRC(1998)推荐给出的4 mg/kg锰添加组，说明饲粮中的锰水平达到59.22 mg/kg时，再给断奶仔猪补加锰，并不能有效提高其在跖骨中的沉积状况。另外，随着饲粮锰水平的增加，跖骨的铁含量显著降低，且80 mg/kg锰添加组跖骨的铁含量显著低于对照组和4 mg/kg锰添加组。当饲粮锰添加水平高于4 mg/kg时，跖骨中的铁含量降低，这表明饲粮中添加过量的微量元素锰会抑制机体铁的吸收，导致跖骨中铁的沉积降低，本试验中，以锰添加水平4~20 mg/kg为宜。

本试验结果表明，粪中锰的排出量随饲粮锰添加水平的增加而显著增加，这与潘晓^[26]用不同硫酸锰水平饲喂特种野猪，发现各试验组特种野猪粪样中锰含量随着硫酸锰添加量的升高而呈上升趋势的结论一致。锰添加水平在20 mg/kg时，锰的表观消化率最高，且显著高于对照组和80 mg/kg锰添加组，这可能是由于仔猪对基础饲粮中的锰吸收利用较低；而过高含量的锰并不能增加机体吸收利用，反而会增加机体的代谢负担，多余的锰将会通过粪便排出体外。Rodrigeuz-Matas等^[27]研究发现，锰和铁的交互作用主要表现在消化、吸收水平上。在本试验中，饲粮中锰添加水平达到80 mg/kg时，仔猪铁的表观消化率显著低于对照组，并且，铁排出量也随饲粮中锰添加水平的增加显著增加，这与王夕国^[28]以不同螯合有机锰水平饲喂成年雌性水貂得出的结果一致。因此，饲粮中过多的锰会抑制铁的吸收，增加铁的排出量，降低铁的表观消化率。 4 结 论

① 在本试验条件下，饲粮中添加锰没显著改善断奶仔猪的生长性能和血清生化指标，而锰添加水平高于4 mg/kg时，跖骨中的铁含量降低，随着饲粮锰添加水平的增加，铁的排出量增加。

② 综合生长性能及各项理化指标，在本试验条件下，锰添加4~20 mg/kg较为适宜。