鎂離子是所有生物必須的營養之一。 鎂是動物體內的第七大最富含的元素(表 1)。
動物體內含有0.05%的鎂離子,其中60% 到70%存儲在骨骼中, 其余的部分存在于軟組織和細胞外液中。 鎂離子在細胞內液中的濃度僅次于鉀離子, 為細胞液中濃度第二高的離子; 軟組織中, 鎂離子在心臟、 橫紋肌、肝臟、腎臟和大腦中的濃度尤高, 由此可見, 鎂離子在動物生命中具有重要的作用,它不僅維持骨骼和牙齒的完整性, 而且在神經肌肉脈沖傳遞、 酶的活性以及體內能量、蛋白和脂肪代謝中起著重要作用。
表 1. 鎂離子在動物體內的分布和功能
反芻動物
實際生產中, 兩種情況下較常出現鎂的缺乏: 第一種是犢牛長期全部飼喂牛奶, 造成體內鎂離子的完全消耗(NRC, 1989), 第二種情況是青草抽搐癥也叫缺鎂癥或低血鎂。 缺鎂癥是一種嚴重的代謝紊亂癥,由此造成的肉牛的死亡, 每年給美國肉牛業帶來數百萬元的損失和嚴重的肉牛生產性能降低。 缺鎂癥的發生主要與飼草的礦物質組成,、土壤情況、施肥情況、飼草生長季節、 氣候溫度、動物品種和年齡有關。日糧中以豆科牧草為主的家畜很少有缺鎂癥的發生, 因為豆科牧草的鎂含量比禾本科牧草高的多。 在奶牛生產中, 泌乳抽搐癥、小麥草地中毒、犢牛的冬天抽搐癥和母乳抽搐癥等都是缺鎂癥。
缺鎂癥在肉牛中比奶牛更為普遍, 這是因為奶牛日糧中的精料比較多而肉牛的精料相對較少的緣故。 但是, 那些在大量施肥且生長茂盛的牧草中放牧的奶牛缺鎂癥有時會非常嚴重。 奶牛的缺鎂癥通常發生在早春、多雨潮濕的秋天或涼爽季節在牧場中放牧的老奶牛。Boling (1982) 對缺鎂癥的表現癥狀作了如下描述: 首先, 奶牛的食欲下降、 行動遲緩、 表現嗜睡, 隨著病情的加重, 奶牛變的走步僵硬, 接著步態搖晃,而且, 奶牛變的緊張和易怒, 肌肉明顯顫抖, 繼續下去, 奶牛完全癱瘓和痙攣。 如果不及時治療, 會造成死亡。
由于缺鎂癥是因為日糧中缺乏鎂離子或日糧中的一些因素造成的鎂離子吸收和利用率降低所導致的代謝性缺乏癥, 因此, 通過在日糧中添加富含鎂離子的礦物質就可以防止缺鎂癥的發生。
不同的含鎂礦物質鎂的吸收利用率會變化很大, 因此, 鎂的利用率是決定一個含鎂礦物質的日糧添加量和鎂在日糧中總的水平的主要因素。 對于反芻動物, 鎂的主要吸收位置是在網胃和小腸, 鎂 的吸收率平均為25% (McDowell, 1992),不同的鎂鹽的生物學利用率也會變異很大。Peeler (1972) 報道牧草中鎂的利用率在10% 到 20%, 谷物中鎂的利用率為30% 到 40%, 對于老齡動物,干草和禾本科飼草的鎂的利用率在11% 到 37% 之間。
除了缺鎂癥的原因之外, 許多研究也證明,為了提高日糧中營養的消化率和動物的生產性能, 另外添加鎂離子是必要的。Wilson (1980)報道鎂的缺乏會降低營養消化率并導致動物的生產性能下降。 此外, 牛奶中含有大量的鎂離子(0.015%, 圖1) 因此, 日糧中的鎂離子濃度應該根據奶牛的產奶量而變化, 產奶量高的奶牛群體, 日糧中的鎂含量應該相應提高(Jenness, 1974)。
圖1. 牛奶中的礦物質組成
在鎂營養中需要考慮和值得注意的另一個方面是日糧中不同營養因素之間的互作。 Palmquist (1980) 發現日糧中的不飽和脂肪酸會增加鈣和鎂離子在瘤胃中的皂化, 因此降低這兩種元素的吸收利用率, 并增加它們從糞便中的排泄。 此外, Beede (1983) 建議在熱應急的情況下, 應當提高日糧中鎂濃度以彌補體內的鎂損失,從而保證和維持正常的奶產量。
在配制日糧時, 由于不同階段、 不同年齡和不同產奶量的奶牛的鎂的需要量不同, 生產實際中很難選擇一個適當水平來滿足所有奶牛的需要;同時,由于幾乎沒有可以動用的體內鎂離子儲備, 它們抵御和調節鎂離子缺乏的能