钼对动物的营养作用

钼对动物的营养作用

钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存.动物和鱼类与植物一样,同样需要钼.
钼是动植物及人体所必需的微量营养元素.钼是固氮酶、硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶、亚硫酸氧化酶等多种酶的重要组成成分,参与和影响机体内多种代谢过程.
1 钼的吸收及其代谢
植物主要通过根部从土壤中以钼酸根离子的形式吸收钼,植物的叶片也可以吸收钼,叶面施钼,作物吸收相对更快.一般来说植物钼的吸收和积累与土壤中钼的含量呈显著的正相关,但不同植物对钼的富集程度有差异.相同土壤浓度条件下,大豆比小麦、玉米具有更高的富集钼的生物学作用,而水稻则比小麦、玉米更弱.钼在植物体中分布,一般叶片中含量大于其它部位.
动物及人体主要在胃肠道中吸收随食物和水而来的钼化合物.钼被迅速吸收后、随之进入血液.进入血中的钼,80％同蛋白结合,进而通过血液运送至肝脏及全身.哺乳动物的肠道中不存在限制吸收钼的屏障,其吸收钼的多少直接与饲料中含钼量有关.一般来说水溶性强的钼化物能被迅速吸收,水溶性低的钼化合物如三氧化钼和钼酸钙,大量给予时,也可由肠道吸收.动物如果从食物中摄入过多量的钨、硫酸盐和含硫氨基酸时,则胃肠对钼的吸收减少.钼与铜、锌、锰互相拮抗,如果铜、锌、锰含量高,则会干扰或抑制动物吸收钼.
在动物体内,钼主要贮存于骨骼、肝、肌肉中,大约含1～4mg/kg体重.动物体内单纯以贮存形式存在的钼并不多,多数结合在酶分子中.肝脏含钼量较稳定,血液中钼含量变动很大.动物摄入钼量不同,奶和被毛中含钼量发生相应变化.
钼有两个主要的排泄途径.其中肾脏是最主要的排泄途径,放射性核素实验表明动物由尿排泄的钼占进入机体总量的37％～45％.其次胆汁也是排泄钼的重要途径.
2 钼的生理功能
2．1 钼在植物体中的生理机能 钼参与植物体内氮代谢、促进磷的吸收和转运,对碳水化合物的运输也起着重要作用.
2．1．1 钼参与氮的转化过程 钼是硝酸还原酶的活性组分.硝酸还原酶在大部分植物物种甚至于真菌和细菌中都可以发现,并且可能是植物能广泛生活于各种氮素环境的关键因素.这种酶是硝酸盐同化过程所必需的,因为它催比NO3→NH3转化的第一步,只有完成这一转化.当钼缺乏时,硝酸还原酶活性降低,蛋白质的合成就会受到抑制.
许多研究资料也表明、硝酸还原酶在硝酸盐代谢中也起着调节酶的使其快速周转.这许多因子中的任何变化都有可能改变酶的活性,并且因此改变植物的整个代谢.
2．1．2 钼参与生物固氮过程 近年来的资料表明固氮生物都是原核生物,包括蓝细菌,深红螺菌,巴氏固氮菌,克氏肺炎杆菌,棕色固氮菌和根瘤菌等.其中根瘤菌与豆科植物共生,与植物生活密切相关.生物固氮过程是由一个极其夏杂的酶系统催比的,称为回氮酶系统,由铁蛋白和铁钼蛋白以2∶1的比例组成,每分子的铁钼蛋白含有2个钼原子.钼原子是固氮酶系统活性所必需的.在固氮过程中电子载体(铁氧还蛋白或黄素蛋白)传递电子给固氮酶系中的铁蛋白,然后再传递给铁钼蛋白,最终在铁钼蛋白分子上实现N2→NH3的转化.
2．1．3 钼可能是氢化酶的组成成分 钼可能参与P和抗坏血酸代谢过程,钼对植物机体内维生素C的合成、含量和分解都有促进作用.如果在农作物环境中施用钼肥,则作物的Vc含量增加.钼还被认为是植物中过量铜、硼、锰、锌等解毒剂.
2．2 钼在动物内的生理功能 钼是动物体内黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硫酸氧化酶的活性组分,它参与细胞内的电子传递、机体内铁代谢、醛氧化等.
黄嘌呤氧化酶参与细胞内电子传递,主要向细胞色素C转运电子.它的主要功能是可以催化多种不同底物的氧化作用；如嘌呤类化合物的氧化代谢及最终形成尿酸,它还与铁的代谢密切相关,它催化肝脏铁蛋白中铁的释放,加速铁进入血浆,并且能使释放出的2价铁离子迅速地被氧化为3价铁离子、与β球蛋白结合成运铁蛋白,使铁顺利地运送到肝脏、骨髓和其他细胞内以供利用.醛氧化酶可以使体内形成的有毒的醛氧化,解除醛对机体毒害作用,也参与细胞内电子传递.
反刍动物的瘤胃微生物的含钼硝酸还原酶参与瘤胃中饲料硝酸盐的转化,这种含钼酶对于瘤胃微生物消化纤维素也是必需的.
3 钼的生物学效应
3．1 钼对植物的生物学效应 通常,土壤中有效态钼更有助于评价钼的供给情况,缺钼的有效态钼临界含量约在0.15×10-6～0.20×10-6,少于0.1×10-6时常有缺钼症状出现.上述评价标准主要用于豆科植物.对于酸性土壤,可根据土壤pH值和有效态钼含量求得钼值,可作为判断钼供给性的指标.
钼值=pH值-[有效态钼含量(10-6)×10]钼值小于6.2时,土壤中钼供应不足,豆科植物有钼肥反应；钼植在6.2～8.2之间时,土壤中钼供给量中等,是否有钼肥反应,视作物种类而定.钼值大于8.2时,不需钼肥.
植物生长在缺钼的土壤中容易发生缺钼症状.植物缺钼的一般症状是叶面失绿,失绿部位在叶脉间的组织,形成黄绿或桔红色叶斑.继而叶缘卷曲、凋萎以至于坏死.叶柄和叶脉干枯.缺钼首先危害老叶,继而危害新叶.有时生长点死亡,花的发育受限制,籽粒不饱满,叶肉和叶柄有硝态氮积累,蛋白质、总糖量、维生素C和叶绿素合量均下降.
十字花科和豆科植物对钼非常敏感,有特殊的缺钼症状,其中尤以花椰菜和油菜对钼反应最敏感,可作为缺钼的指示性作物.
土壤缺钼对植物造成的危害,可以通过施钼肥来得到纠正.常用的钼肥有钼酸钠和钼酸铵,含钼的工业矿渣也可作为钼肥使用.钼肥可作基肥、种肥或追肥施入土壤,也可作种子处理和根外追肥,其中种子处理是最常用的方法,效果好、施肥均匀,而且节省肥料.
施钼肥的效果主要表现在豆科植物和十字花科植物上.豆科植物对钼肥有特殊需要.钼肥可使豆科植物的株高、分枝数、单株荚数、单荚粒数和种子千粒重增加,根瘤增大增多,秸杆产量、种子产量和含氮磷量都有所提高.使用钼肥可使大豆、花生、紫云英、绿豆、蚕豆、甜菜、早桔的产量增加12％～37％,其增产效果是显著的.
1954～1955年从田间小区试验中了解到在澳大利亚墨尔本北面的维多利亚有几百万公顷缺钼土壤的放牧地,在这些土地上,平均每1.6hm2的草场仅能承载1只羊,但施用加入钼的过磷酸钙肥料(70gMo/hm2)后,每公顷草场可以承载7～10头羊,三叶草的产量增加了11～15倍,这种增产效果是巨大的.
通常情况下,大多数的植物对钼的耐受性较强,即使土壤中有过多的钼也难以使植物表现出受害症状.大豆对钼比较敏感,但也需20×10-6浓度处理才产生明显的危害；小麦和水稻的处理浓度大于100×10-6时,才表现出明显的中毒症状.实际上一般土壤中钼的含量很难达到使植物中毒的水平,因此由于土壤中钼过量对植物产生危害的现象很少发生.
3．2 钼对动物的生物学效应 在正常情况下,每只大白鼠每天摄取大约0.2～0.3μg的钼,才能满足年幼的白鼠产生饱和黄嘌呤氧化酶的需要.目前人们也还不能明确地估计人对钼的需要量,但从平衡膳食实验看,由膳食中每人每日摄入2μg/kg的钼,即可维持平衡或接近平衡.一般食物条件就可以满足动物及人体对钼的需要,因此动物及人体很难出现缺钼症状.用低钼饲料饲喂动物,可引起生长不良和含钼黄素蛋白酶活性降低.至今尚未见到因膳食中缺钼而导致人体缺钼症状的报道.但有人认为,人患蛋白质营养不良时,组织中黄嘌呤氧化酶活性降低,认为这与缺钼有关.
动物钼中毒的现象则时有发生.摄入过量的钼,可导致动物中毒.反刍动物对钼尤为敏感,常见中毒症状是：急性或慢性腹泻,摄食减少,体重减轻,消瘦,被毛蓬松,过量的钼可影响精子的形成,影响钙磷代谢,导致动物患佝偻病及软骨症,腹泻、脱毛、贫血和性机能降低,并降低碱性磷酸酶的活性.急性钼中毒出现严重的胃肠刺激症状,腹泻、昏迷、心力衰竭而死亡.
钼对人体产生毒害的情况尚少.前苏联的亚美尼亚地区土壤中含钼量很高；钼摄入量(10～15mg/d)高,痛风病发病率也高,认为痛风病与钼过多有关.