饲粮中添加高剂量的矿物元素，如铜和锌，能显著提高猪的平均日增重(average daily gain,ADG)和平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)^[1]，但其中80%~95%被排泄掉，这导致土壤中铜和锌的含量增加，植物与微生物中毒^[2]，并通过食物链危害人体健康，成为动物产品贸易技术性壁垒的主要表现形式。在国内，育肥猪阶段减少饲粮中矿物元素添加量的研究未见报道。因此，本试验以育肥猪为研究对象，对比饲粮矿物元素铁、锰、锌、镁和铜减少30%或60%的饲喂效果，并对其生长性能、肉品质、血清生化指标及骨骼肌矿物元素含量进行初步考察，以此探索矿物元素减排措施，并为减少环境压力，降低饲养成本，提升社会效益，保障我国生猪养殖行业的可持续发展提供示范。

1 材料与方法 1.1 试验材料

BS-190全自动生化分析仪(深圳迈瑞)、pH计(Matthaus pH Star)、色差计(美能达CR-410)和安捷伦电感耦合等离子体质谱仪(ICP-OES)720。

1.2 试验动物与分组

试验选用体况良好、体重接近[(76.17±1.58) kg]的“杜×长×大”三元杂交育肥猪300头，采用单因子试验设计，按体重及遗传背景基本一致的原则随机分成3个组，每组10个重复，每个重复10头猪，公母各占1/2。

1.3 饲粮及饲养管理

试验采用玉米-豆粕型饲粮，参考NRC(2012)以及猪理想氨基酸模型、应用标准回肠可消化氨基酸体系设计基础饲粮(对照组)，试验1组和2组分别在基础饲粮的基础上减少30%和60%的铁、锰、锌、镁和铜5种矿物元素的用量，饲粮组成及营养水平见表 1。

饲养采用漏缝塑料地板，不锈钢可调式料槽，鸭嘴式饮水器。每天清洗代谢笼及地面，猪舍每周喷雾消毒1次。每天观察并记录猪只的健康状况。试验全程采用颗粒料饲喂，自由采食和饮水。试验预试期3 d，正试期30 d。

1.4 样品的采集与处理

试验结束时，每组随机选取10头猪进行采血，并运往当地屠宰场(山东银宝)进行屠宰和样品采集。

1.5 指标测定及其方法 1.5.1 生长性能

试验猪分别于正试期开始、结束当天08：00空腹称重，前1天20：00断料，回收剩料，计算ADG、ADFI和料重比(F/G)。

1.5.2 肉品质

试验猪屠宰后，首先测定胴体平均背膘厚，之后取右侧胴体第6~7肋骨处背最长肌检测肉品质。测定45 min和24 h时肌肉的pH(pH_{45 min}和pH_{24 h})；测定肉色[亮度(L^*)、红度(a^*)和黄度(b^*)]；测定蒸煮损失，先用电子天平将肉样称重(W₀)，再将肉样放入陶瓷碗容器内，待蒸锅水沸腾后将肉样放入，蒸煮45 min，取出肉样吊挂于室内无风阴凉处，30 min后再次对肉样称重(W₁)，计算公式如下：

1.5.3 血清生化指标

试验动物在试验结束当天每组随机选择6头猪，于08：00空腹前腔静脉采血5 mL，倾斜放置，血清析出后经3 000 r/min离心15 min，收集血清并分装于EP管中，-20 ℃低温冻存。使用深圳迈瑞BS-190全自动生化分析仪测定血清生化指标，试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.5.4 骨骼肌矿物元素含量

取背肌5 g左右，经烘干、炭化处理后在马弗炉中550 ℃灰化5 h，用稀酸溶解并用双蒸水定容，使用ICP-OES测定铁、锰、锌、镁和铜元素含量。

1.6 数据统计与分析

试验数据采用SAS 9.1统计软件进行单因子方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比较，以P<0.05为差异显著性标准，P<0.10为具有差异显著性趋势。

2 结果与分析 2.1 饲粮减少矿物元素对育肥猪生长性能和肉品质的影响

由表 2、表 3可知，与对照组相比，饲粮减少30%或60%铁、锰、锌、镁和铜5种矿物元素对育肥猪的生长性能和肉品质无显著影响(P>0.05)。

2.2 饲粮减少矿物元素对育肥猪血清生化指标的影响

由表 4可知，与对照组相比，饲粮减少30%或60%铁、锰、锌、镁和铜5种矿物元素，育肥猪血清氨含量显著升高(P<0.05)；减少60%矿物元素显著降低血清中总胆固醇的含量(P<0.05)，同时有降低血清总蛋白含量的趋势(P<0.10)。由表 5可知，与对照组相比，减少60%矿物元素有降低血清总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)的趋势(P=0.07)。饲粮减少矿物元素对育肥猪其他血清生化指标无显著影响(P>0.05)。

2.3 饲粮减少矿物元素对育肥猪骨骼肌矿物元素含量的影响

由表 6可知，与对照组相比，试验1组育肥猪骨骼肌中各矿物元素含量差异不显著(P>0.05)，而试验2组育肥猪骨骼肌铜、铁和锰元素含量显著降低(P<0.05)。

3 讨 论

有调查表明，铜和锌总量的95%以上随畜禽粪便排出体外^[3]，猪粪中铜的平均含量为830 mg/kg，锌的平均含量为1 064 mg/kg^[4-5]，这危及农产品安全和人体健康，同时也表明饲粮中微量元素可能过量添加。在猪的生长育肥阶段不添加矿物元素预混料，对猪的影响并不一致。部分研究显示，不添加矿物元素预混料能显著降低育肥猪胴体长度和后腿重量，显著增加第10肋背膘厚^[6]，而对肌间脂肪和硬度却没有影响^[7]，有降低a^*的趋势^[8]；而在NRC(2012)标准上减少50%的矿物元素添加量对猪的生长性能和肉品质均没有影响^[9]。因此，本研究选择在NRC(2012)的标准上分别降低30%和60%的矿物元素添加量，考察其对生长性能和肉品质的影响，以期对畜禽废弃物污染治理提供数据支持。

3.1 饲粮减少矿物元素对育肥猪生长性能和肉品质的影响

长期应用矿物元素的商业推荐量，对肝脏的结构和代谢功能造成损伤^[10]。在育肥后期，屠宰前30天左右，在玉米-豆粕型饲粮中不添加矿物元素，对猪的生长性能没有显著影响^[6-7]，这与本试验结果相符合，且使用高粱-豆粕型饲粮也有相似的结果^[11]。但随着停止添加矿物元素时间的延长，有降低ADG的趋势^[12]，并显著增加ADFI^[8]。其他的研究则显示，在育肥猪饲粮中停止添加矿物元素对背膘厚的影响并不一致，部分研究表明对背膘厚没有影响^{[7-9, 13]}，也有研究表明可增加背膘厚^[5]，推测与试验动物的初始体重差异较大有关。减少或不添加矿物元素对猪背最长肌的颜色没有影响^[9]，减少^[9]或停饲矿物元素^[13]对猪眼肌面积没有影响，这与本试验结果一致，这提示我们在育肥后期可减少矿物元素的添加量，从而节约饲养成本，提高饲养效率，并减少育肥猪后期排泄物对环境的压力。

3.2 饲粮减少矿物元素对育肥猪血清生化指标的影响

铁、锰、锌、镁和铜作为体内酶的组成成分或者活化因子而发挥营养生理作用^[14]。研究表明，锌的水平(0、40、80、120 mg/kg)对育肥猪血清中T-AOC没有显著影响^[15]，推测锌不是影响血清T-AOC的关键元素；低铜添加水平对血清T-AOC产生显著不良影响^[16]；随着铁元素添加量的减少，血清T-AOC显著降低，但与周龄有关^[17]；锰的添加量影响超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性^[18-19]；镁是红细胞中谷胱甘肽(glutathione，GSH)合成及其生物合成所需ATP的必需辅助因子，对SOD、过氧化氢酶活性和GSH含量都有显著影响^[20]。上述结果与本试验试验组血清T-AOC有降低的趋势结果一致，说明各矿物元素之间相互关联、共同作用，与血清生化指标联系密切。有研究显示，随着铜添加量的减少，血清中总胆固醇的含量显著升高^[21]，而随着锰水平的降低，总胆固醇含量有降低的趋势^[22]，这表明锰和铜在调节总胆固醇含量上具有拮抗作用。精氨酸酶参与尿素的形成，每分子的精氨酸酶含有4分子的锰离子(Mn²⁺)，锰缺乏可引起精氨酸酶活性降低，从而导致血氨含量升高^[23]。本研究结果显示，饲粮减少60%矿物元素用量，血清氨含量显著升高，血清总蛋白含量也有降低的趋势，说明蛋白质的合成代谢下降，可能与缺乏微量元素，从而影响代谢途径中关键酶的活性有关。因此，在育肥猪后期饲粮矿物元素减少60%是否可行仍有待进一步证实。

3.3 饲粮减少矿物元素对育肥猪骨骼肌矿物元素含量的影响

饲粮中不添加矿物元素，有降低锌在肌肉中积累的趋势^[6]；不添加矿物元素，导致肝脏中铁、铜、锰、锌富集^[14]，这可能是由于机体的保护机制导致。而本试验中减少矿物元素的添加对骨骼肌中锌含量没有影响，可能与减少矿物元素添加量不同有关；随着铜添加量的减少，在体内的留存也显著减少^[21]，而随着停止添加矿物元素时间的延长，铜在大腿肌肉中的含量也显著降低^[12]，粪便中铜、锌、锰和铁的含量显著降低^[24-25]，推测粪便中矿物元素的含量在一定程度上也能反映骨骼肌中矿物元素的含量情况，这与本试验结果基本一致。

4 结 论

育肥猪后期饲粮减少推荐量30%的铁、锰、锌、镁和铜5种矿物元素并不影响其生长性能、肉品质和血清生化指标；减少推荐量的60%，育肥猪的生长性能和肉品质不受影响。原因是减少矿物元素添加量后，其在肠道中的吸收率提高，肝脏中富集的矿物元素部分释放。