第七章    矿物元素与动物营养本章要点

矿物元素的主要生理功能、典型缺乏症。

第一节 概述

第二节 常量元素

第三节 微量元素

第一节  概  述

一、动物的必需矿物元素（一）动物必需元素的概念 

在动物体内具有确切生理功能和代谢作 用，缺乏会导致缺乏症和相应的生化变 化，补给相应的元素缺乏症即可消失。

（二）动物必需元素种类 (22种 )

Ca 、 P 、 K 、 Na 、 CI 、 Mg 、 S ；Fe 、 Zn 、 Cu 、 Mn 、 I 、 Se 、Co 、 Mo 、 Cr 、 F 、 Ni 、 Si 等

（三）常量元素和微量元素

1. 常量元素 :

体内含量≥ 0.01%, Ca 、 P 、 K 、 Na 、CI 、 Mg 、 S;

其中 Ca 、 P 、 Na 、 CI 动物常感缺乏，一般反刍动物还需补 S ，牛春季大量采食幼嫩青草需补Mg 。

2. 微量元素 :

体内含量 <0.01%,

Fe 、 Zn 、 Cu 、 Mn 、 I 、 Se 、 Co 、Mo 、

Cr 、 F 、 Ni 、 Si 、 Sn 、 V 、 As 等。前 6 种单胃动物常感缺乏，反刍动物常需补 Co 。锶 (Sr) 、 Li、 Ba、 Br、 B等为动物所必需，有争议。

表 7-1   动物体内某些必需矿物元素含量常量元素 体内浓度 (%) 微量元素 体内浓度 (mg/kg) 钙 1.50 铁 20   -80 磷 1.00 锌 10   -50 钾 0.20 铜 1   - 5.0 钠 0.16 锰 0.2 - 0.5 氯 0.11 碘 0.3 - 0.6 硫 0.15 钴 0.02- 0.1 镁 0.04 钼 1.0 - 4.0 硒 1.7 铬 0.08

不同动物体内矿物元素含量 常量元素（ % ） 微量元素（ mg/kg ） Ca P Na K CI S  Mg Fe Zn Cu Mn I  Se Co      猪 1.11 0.71 0.16 0.25 0.15 0.04 90 25 25 0.20

      鸡 1.50 0.80 0.12 0.11 0.06 0.15 0.03 40 35 1.3 0.4 0.25

      牛 1.20 0.70 0.14 0.10 0.17 0.15 0.05 50 20 5.0 0.3 0.43 <0.

04

    绵羊  2.00 1.10 0.13 0.17 0.11 0.10 0.06 78 26 5.3 0.4 0.20 0.

01

      人 1.80 1.00 0.15 0.35 0.15 0.25 0.05 74 28 1.7 0.3 0.40 0.30

二、矿物元素的一般功能( 一 )构成动物体组织的重要组成成分 如 Ca 、 P、 Mg是骨骼牙齿主要成分；( 二 )调节、催化体内生化反应和激活剂 如 H 、 E和某些 Vit的成分；( 三 )维持体液的渗透压和酸碱平衡 如 NaHCO3/H2CO3( 四 )维持神经、肌肉的兴奋性 Na+、 K+使兴奋性提高， Ca++、 Mg++降低兴奋性；( 五 )畜禽产品的组成成分

矿物元素在体内的动态平衡

肌肉、骨骼

血液消化道

尿、

体表

软组织器官

产品（奶蛋等）

三、矿物元素利用率（一）净利用率 矿物元素在体内收支平衡为基础，测定两

组矿物质沉积量： （ B2-B1） /（ I2-I1） ×100%

（二）相对利用率 以动物效应为标识，用待测元素的效应与

所选含同样元素的标准物效应比较。

（三）净吸收率

（ I-C1+C0） /I × 100% ，

区分内外源，采用同位素进行。

第二节  常量元素

一、钙与磷

二、镁

三、钾、钠和氯

四、硫

一、钙与磷

（一）钙、磷在动物体内的分布 含量最高， Ca+P为活重的 1-2%，体内矿物元素

总量的 3/4。 Ca的 99% 、 P的 75%-85%存于骨骼牙齿。软骨组

织中也丰富，其余 Ca主要存于细胞外液。 P除骨骼、牙齿外，分布各组织器官的细胞和血液。

骨骼牙齿中 Ca、 P存在形式 :

1. 非晶型化合物    Ca3(PO4)2、 CaCO3、 

                 Mg3(PO4)2

2. 结晶羟基磷灰石    Ca10(PO4 )6 (OH)2  

不同动物 Ca的代谢（ g ）

动物 年龄 体重 摄入 吸收 内源粪 Ca 内源尿 Ca 总粪 Ca 存积 Ca 分解 Ca

（ kg ） 猪 15 周 35 11 4.7 1.45 0.11 7.8 13.3 10.2

绵羊 6 月 30 2.65 1.3 0.85 0.05 2.2 2.4 2.03

牛 5 周 50 5.8 5.3 0.5 0.01 1.12 15.0 10.3

牛 14 周 380 26.6 9.6 6.46 微量 23.46

( 二 )钙 Ca 、 P主要生理功能1. 骨骼、牙齿的主要成分：骨组织中灰分 25% ；骨骼灰分中钙 36% ，

磷 18% 。骨骼是动物体钙、磷贮备库，并调节血液中钙、磷水平。

2. Ca 的其他功能 :

①激活多种酶：凝血；

②维持正常的神经与肌肉兴奋性，血钙下降 , 神经、肌肉 兴奋性增强，严重时发生抽搐；

③体液调节，改变生物膜通透性；

④促进胰岛素、儿茶酚胺、肾上腺皮质固醇、甚至唾液分泌；

⑤ 产蛋、泌乳。

3.P 的其他作用： ①参与体内能量代谢 ;

②促进营养物质的吸收 ;

③保证生物膜的完整 ;

④构成 DNA 、 RNA 和一些酶的成分。

( 三 )影响 Ca、 P吸收利用的因素1.消化道酸性环境利于 Ca、 P吸收：

无机 Ca 、 P主要在小肠前端以离子吸收，有机 P主要在小肠后端吸收。若消化道 pH过高，溶解的 Ca 、 P也会结合成不溶性磷酸三钙。胃酸分泌不足， Ca 、 P吸收减少。

2. 饲料中 Ca、 P比例：

Ca 、 P供给充足，比例不当会严重影响吸收利用；

生长动物钙、磷比 1-1.5∶1 为宜，产蛋鸡 4-6∶1 。

3.VitD 促进对钙、磷的吸收与利用，并起着调节钙、磷比例平衡的作用。

4. 钙、磷来源不同，其利用率不同： (1) 植物中磷 1/3-2/3 是植酸磷（六磷酸环已酯），利用率 :猪 20-60% ，鸡 30% 甚至更低。

      有效磷含量＝总磷含量－植酸磷含量   或 有效磷含量＝总磷含量×30%        可利用 P%= 无机 P+ 植物来源 P×30%    植酸磷与 Ca、 Mg 、 Cu 、 Mn 、 Fe 、 Zn 等离子生成稳定络合物，影响消化吸收。

瘤胃微生物可分泌植酸酶，可利用植酸磷。马、兔植酸磷利用率高于猪、禽。

(2) 植物中草酸、 FA等与 Ca 结合成草酸钙、钙皂等不溶物，降低钙利用率。

(3) 动物性饲料 Ca、 P利用率较高。

猪、禽对无机磷利用率较高， 70%以上。 在配制日粮时，动物性饲料中的 P和无机 P视为

有效磷，其总磷的含量即为有效磷的量。

例：一种大麦含总磷 0.33%，植酸磷 0.16%。一

种肉骨粉含总磷 4.7%。此大麦和肉骨粉的

有效磷含量各为多少 ?

大麦有效磷含量： 0.33%-0.16%=0.17%

肉骨粉有效磷含量： 4.7%

5.过多的 Fe、 Pb 、 Mn 、 Al 等与磷酸根形成不溶性盐，影响磷吸收；过多的 Fe、 Zn 等降低 Ca 的吸收、利用。

6. 人蛋白质摄入量明显影响尿钙排出，摄入增加，尿钙排出随之增加。

7.日粮 Ca、 P↑， Ca 吸收利用率↓。8.不同生理阶段利用率不同。  如妊娠和泌乳期、产蛋期等 Ca 、 P利用率高；

年龄↑， Ca 、 P利用率↓。

( 四 )钙、磷缺乏和过多

1. 钙、磷缺乏症 轻者，异嗜癖 ; 严重者，骨骼病变。(1) 佝偻病： 幼龄动物骨骼发育不良，钙化不全，骨骼软

弱无力，由于体重的压力，骨骺变粗，关节肿大，骨骼弯曲变形，表现为肋骨与肋软骨结合部位有念珠状突起，四肢畸形，呈“ O”或“ X”形，弓背；鸡龙骨“ S”形。

佝偻病

(2) 骨质疏松症：成年动物。骨中矿物元素含量正常，只是绝对总量减少。一是骨基质蛋白质合成障碍，减少矿物沉积，骨绝对总量减少；一是长期低钙摄入，代谢功能减弱，骨总灰分减少强度降低。

(3)骨软化症：

成年动物。 Ca 、 P、 VD3缺乏或不平衡，高产动物（奶蛋等）过多动用骨中矿物引起。

(4) 母畜产后瘫痪：

高产奶牛因缺 Ca引起内分泌异常。分娩后

产奶对 Ca需要突然增加，甲状旁腺素、降

钙素分泌不能适应这种突然变化引起瘫痪。

(5) 鸡产薄壳蛋、软壳蛋，破损率增加

2. 钙、磷过多

(1)Ca 过多，会阻碍 P、 Zn、 Mn、 Fe、 I等吸收；

(2)Ca与 FA结合成钙皂排出，降低脂肪的吸收率； 

(3)P过多 , Ca、 Mg等吸收利用率下降。

(五 ) 钙、磷的来源和供给 谷物及其副产品 ( 如糠麸 )及油饼类富含 P，缺

钙 ,但其中 1/3～ 2/3为植酸磷。 幼嫩茎叶含 Ca 较高，豆科牧草 Ca较其他牧草

丰富，随成熟， Ca↓ ，其中 P也较丰富。藁秆、块根茎含Ｐ低。

动物常感不足，以矿物质饲料补充。

二、镁（一）体内的分布 占骨灰分 0.5～ 0.7%。占体重 0.04～ 0.05%。存于所有组织。其中 70%骨中，其余在细胞的内和外液，其浓度细胞内大于外。蛋壳中含少量。

( 二 )生理功能和缺乏症1. 生理功能： (1) 骨骼牙齿结构物质：磷酸盐、碳酸盐

(2) 许多酶的必需辅助因子，起着活化酶的作用 ( 如焦磷酸酶、磷酸转移酶、胆碱脂酶、 ATP酶、 肽酶等 ) ，参与多种代谢 ( 如糖、蛋白质、脂肪、能 量代谢、高能键断裂等 ) 。

(3) 维持神经、肌肉兴奋性 :抑制神经肌肉兴奋性

（ 4） DNA 、 RNA 、蛋白质合成

2. 缺乏症：

不足，血 Mg↓ ，神经、肌肉兴奋性↑。

严重者发生痉挛、抽搐等症状。牛缺镁

痉挛症为缺镁典型症状。

( 三 )镁的来源与供给

饲料含有丰富的 Mg

牛在春季大量采食幼嫩青草可以引起缺镁痉挛症 ( 草痉挛 ) 。应注意补镁。

过多：降低采食量，引起腹泻等。

三、钾、钠和氯维持细胞内、外液渗透压和酸碱平衡，控制

水代谢起重要作用，各自又有特殊的作用。

( 一 )钾

1. 分布

钾约占活体重 0.2%，主要 K+ 形式存于胞内。

2. 生理功能与缺乏：

(1) 维持细胞内渗透压，保持细胞容积，维持酸碱平衡：维持胞内渗透压和酸碱平衡主要阳离子。

(2) 通过细胞对 Glc 的吸收影响 CHO 代谢；(3) 维持神经、肌肉的兴奋性和心血管的正常功能。K↑ ，神经、肌肉兴奋性↑。

此外， K+对细胞分裂过程具有特殊作用。 缺钾，神经、肌肉的兴奋性降低，全身肌肉软弱，步态不稳，心电图异常。

2. 来源与供给 : 饲料含丰富的钾，日粮一般不会缺乏。 下痢动物，因钾的损失，引起体内渗透压和酸碱平衡的失调。

( 二 )钠和氯

1. 分布与生理功能：(1)Na 约占体重 0.15%-0.25%,大部分在细胞外液。 ① 维持体液渗透压和酸碱平衡、调节体液容量： 参与水代谢、体温调节； ② 维持正常神经肌肉兴奋性和神经冲动的传递： 不足则神经、肌肉的兴奋性降低； ③ 钠由唾液入瘤胃，防止瘤胃过酸： 以碳酸氢钠的形式。

（ 2）氯 主要分布细胞外液。血中以 NaCl存在，在胃 液中以 HCl存在。 主要生理功能： ①维持细胞外液渗透压； ② 胃酸的形成，保证胃蛋白酶所必需的 pH，有 助于营养物质的溶解与消化。杀菌作用。

2. 来源与供给： 饲料钠氯量常不能满足需要。食盐是主

要来源，还有调味增进采食量的作用。 缺乏症：长期摄取不足，动物活力下降、食欲减退、精神不振；生长缓慢、发育停止；成年动物体重下降；奶牛被毛逆立、体重和泌乳量下降。

3.食盐量过多 : 中毒

四、硫( 一 )分布与生理功能 1. 分布： 体内含硫 0.15%，分布全身细胞。大部分以有

机物存于毛、蹄、角、爪、羽毛的角蛋白。几乎所有体蛋白都含硫 AA(Met 、 Cys等 )，许多 H也有含硫 AA。

硫胺素、生物素、含硫粘多糖、硫酸软骨素、硫酸粘液素及谷胱甘肽等重要活性物质都含硫。

2. 生理功能： 合成各种含 S蛋白质、激素； 硫胺素参与碳水化合物的代谢；粘多糖参与胶原和结缔组织代谢等。

( 二 )来源与供给： 饲料中硫往往不能满足需要 :1.单胃动物补含硫 AA满足需要。含硫 AA

和含硫 Vit满足需要时，不会表现缺硫。2. 反刍动物不易缺乏。 反刍动物使用 NPN，易出现硫不足，可

补无机硫，满足消化道微生物合成含硫有机物需要。

缺硫影响微生物对 CF消化和瘤胃 VFA比例，日粮 N:S比 10-14∶1为宜。高产奶牛日粮S应为 DM的 0.23%-0.26%。

3.高产毛反刍动物注意补 S，单胃动物要补含硫 AA 。

含硫 AA不足单胃动物日粮中补无机 S，可改善生长发育和生产性能。

第三节 微量元素一、铁二、锌 三、铜四、锰五、硒六、碘七、钴

一、铁 含量与分布 30-70mg/kg 60-70% 于

Hb 、 2- 20% 肌红蛋白贮存器官 肝、脾、骨髓 生理功能 参与载体组成、转运和贮存营养素： 参与物质代谢： CHO代谢酶类

生理防卫机能：转铁蛋白、乳铁蛋白

铁的吸收和代谢 吸收部位 十二指肠、胃 代谢 Hb排泄 粪 缺乏 贫血

二、锌 含量与分布 10-100mg/kg 骨骼肌 50-60% 、骨骼 30% 生理功能 参与体内酶组成： 200 多种 维持上皮细胞和被毛的正常形态、 生长和健康：胱氨酸、粘多糖 维持激素的正常作用：胰岛素 维持生物膜的结构和机能：

吸收代谢

吸收 非反刍  小肠、反刍  真胃小肠 代谢 肝排泄 胆汁、胰液其他消化液 缺乏 皮肤不完全角质化

三、铜 含量与分布 2-3mg/kg 肌肉 肝 生理功能 金属酶组成部分：细胞色素氧化酶

维持铁的正常代谢： Hb、红细胞成熟

参与骨的形成：骨细胞、胶原、弹性蛋白

Cu 的吸收代谢 吸收 消化道各段（主要小肠） 铜蓝蛋白 代谢 肝 肝细胞的 Cu形成含 Cu巯基 His三甲基内盐再到酶 缺乏 贫血低色素小红细胞性贫血、正常色素或正常红

细胞性贫血、低色素和大红细胞性贫血； 骨折、骨畸形

四、锰 含量分布 0.2-0.3mg/kg 骨、肝、肾、胰 吸收 十二指肠 代谢 经肝通过胆汁和胰腺分泌排出 缺乏 滑腱症禽类，胫骨和跖骨之间的关节肿

大畸 形胫骨扭向弯曲，长骨增厚缩短，腓 肠肌腱滑出骨突，严重者不愿走动、 不能站立、甚至死亡 过量 生长受阻，贫血，胃肠道损伤

五、硒 含量分布 0.05-0.2mg/kg 肌肉、肝、肾 Se 结合蛋白质 营养功能 参与谷胱甘肽过氧化物酶组成 吸收 十二指肠、空肠、回肠 缺乏和过量 肌肉营养不良或白肌病：            渗出性素质：            胰腺纤维变性：            繁殖性能：

六、碘 含量分布 0.2-0.3mg/kg 全身都有， 70- 80% 甲状腺 生理功能 参与甲状腺组成，调节代谢维持体内热平衡 吸收 消化道各部位排泄 尿液 缺乏 甲状腺肿

七、钴

含量分布 均匀 有机钴 生理功能 参与构成 B12排泄 尿液、胆汁 缺乏 贫血

八、钼含量分布 1.5mg/kg

生理功能 黄嘌呤氧化酶或脱氢酶、醛氧化酶和亚硫酸盐氧化酶等的成分，参加体内氧化还原反应

排泄 肾、胆汁、产品

九、氟

分布 骨、牙齿 生理功能 保护牙齿，预防骨质疏松

症 过量

十、铬 分布 分布广 生理功能 与尼克酸、甘氨酸、谷氨酸、胱氨酸 形成有机螯合物，有类似胰岛素的生 物活性，调节三大物质代谢；抗应激排泄 尿、胆、毛、汗 缺乏 胰岛素升高，生长受阻 过量 接触性皮炎、鼻中隔溃疡或穿孔

十一、其他微量元素 镉 镍 钒 硅 锡 砷 铅 锂 硼 溴

复习思考题一、问答题：

1. 矿物元素的一般作用有哪些 ?

 2.为什么日粮中钙、磷满足了动物的需要，有时还会出现钙、磷缺乏症 ?

二、画表：

列出各种矿物元素的主要作用、缺乏症以及与其他养分的主要关系。