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微量元素是养猪生产中必不可少的营养素。自上世纪70年代以来，养猪生产快速发展，猪的生长性能、繁殖性能和产肉性能遗传潜力得到充分挖掘，商业化规模养猪生产开始提高饲料中微量元素的添加量以满足现代高产猪的微量元素需求。
例如，在养猪实践中，铜作为一种生长促进剂，其添加量远远高于它作为一种必须的营养素的推荐添加量。锌常常以药理剂量使用，以控制断奶仔猪的腹泻。如图1所示，商业生产配方中微量元素的添加量常为NRC推荐水平的2-4倍。
图1.NRC、行业生产中对猪微量元素推荐添加量
过量的微量元素强化，虽然一定程度上带来了生产性能的改善。但随之带来了一系列负面问题。
（1）环境污染。尽管饲料商业化发展呈现出必需微量元素的添加量有不断增加的趋势，但政府立法机构的举措却是严格限制动物饲料中微量元素的添加量，在我国有2625公告对饲料中每种微量元素的添加量进行限制，其部分原因是无机微量元素生物学利用率低，过量添加会通过粪便排放到环境中。
（2）食品污染。无机微量元素主要来源于采矿业或重工业生产，它们在进入食品链之前很少经过进一步深加工，通常直接用于动物维生素和矿物元素预混料的成分。无机微量元素常常遭到有毒有害物质的污染，如重金属（砷、镉和铅）或二恶英/多氯联苯，因为在添加到预混料、矿物质饲料或全价料之前，无法对无机微量元素中的这些有毒有害成分进行检测，因此经常发生食品召回事件。以奥特奇过往9期（2010-2023）涉及11个国家的重金属调查报告来看，19%的饲料或原料样品中存在重金属污染，即使部分有机微量元素也存在重金属超标风险（数据来源于奥特奇重金属调查报告，预知详情，请联系奥特奇技术团队）。
（3）细菌耐药性。抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs）在人类-动物-环境之间的跨界面传播和聚集已成为公共卫生和环境生态系统的主要问题，ARGs和携带这些基因的可移动遗传元件（mobile genetic elements, MGEs）已被视为新出现的环境污染物。ARGs的丰度与重金属污染密切相关，特别是在畜牧场或废水处理厂。Ji等早在2012年的研究中就确定了土壤中存在抗生素残留时ARGs丰度与重金属含量之间的关系，发现一些典型的重金属（Cu，Zn 和 Hg）与一些 ARGs 具有显著的正相关关系（Ji et al., 2012）。另外，在一项重金属诱导的弹尾目昆虫肠道微生物群ARGs的共选择研究中，发现重金属单独诱导弹尾虫肠道中 ARGs 的共同选择效果弱于土霉素，当 Zn 或Cu 与土霉素一起存在时，两种化合物之间存在很强的协同作用，增加了弹尾虫肠道中ARGs的选择（Ding et al., 2019）。
（4）无机微量元素与饲料中其它成分相互影响大。相比于无机微量元素，有机微量元素离子被封闭在螯合物的螯环内，性质较为稳定，极大地降低了对饲料中添加的维生素的氧化作用，对维生素的破坏作用明显小于无机矿物盐；此外，螯合物保护了微量元素不被植酸夺走而排出?避免了消化道内大量二价钙离子的拮抗作用，使金属微量元素顺利到达吸收部位，相对地改善了微量元素在机体内的存留和利用?而消化吸收和动员利用速度都大大提高。
基于上述原因，微量元素的使用策略需要进行新的思考和探索，以下来自猪上的两个案例给日常生产实践带来了一定启示。
1.无机微量元素精细化使用，成本与效益平衡最大化饲粮中添加高浓度微量元素，导致畜禽粪便中重金属残留超标，危害环境。精准饲养，精确推荐微量元素用量能达到效益与性能的最大平衡。微量元素的使用应考虑饲料原料类型（本底值含量），动物的生长阶段，早期动物营养水平，酶制剂的使用等多种因素。
Nielsen等（2024）最新研究表明，当30Kg之前的仔猪给予最佳的锌补充时，在日粮中添加1000 FTU/kg植酸酶的情况下，30-100kg猪阶段不需要额外添加锌，即可在上市体重上达到与补锌组相似的生产成绩（图2）。虽然该研究未考虑肉品质、动物是否有应激挑战等因素，但在一定程度表明，早期营养对于后期的生长发育具有重要意义。
图2. 30-100 kg不同的微量元素添加量对体重的影响
2.有机微量元素作为替代方案，助力现代农业绿色发展有机微量元素通常指由几种配位体经过离子键或共价键以同一个或几个配体键联结形成的络合物，以主动运输的方式被吸收，并达到微量元素和氨基酸/小肽的双重吸收效应。有机微量元素已经实证的功效体现在：1）在饲料中对酶制剂、维生素、抗氧化剂、油脂等营养素的破坏损伤小；2）因产品而异，在动物消化道内能以络合或螯合形式存在，以氨基酸或小肽途径吸收，生物学利用率高，能降低粪便排放；3）基于上述特点，一般在应激状态、幼龄动物、老龄动物、高产动物上额外添加或全取代方式添加可以提升动物生产性能。
无独有偶，奥特奇-浙江大学研究联盟2018年开展的有机微量元素全取代试验在猪上的研究也给我最大化效益使用有机微量元素带来了一些启示（马莲香，2018）。
该实验选取无机（哺乳、保育、生长三个阶段均饲喂无机微量元素）或有机（哺乳、保育、生长三个阶段均饲喂有机微量元素，微量元素水平分别为无机同阶段的50%、30%、20%）两种饲喂背景的60kg猪，在育肥阶段（60-120 kg，1-38d育肥前期, 39-82d育肥后期）再分别饲喂有机（ITM）或无机微量元素（OTM，有机微量添加水平为无机20%），2*2因子试验设计，以下为试验亮点：
（1）有机饲喂背景，可显著降低肥育前期猪粪便中Fe，及肥育后期猪粪便中Fe、Cu、Zn的排放量（P＜0.05）。
（2）育肥期OTM，可提高肥育前期猪血清中Zn的含量（P＜0.05）及锰超氧化物歧化酶活性（图3），并降低丙二醛含量（P=0.05）。
（3）相较于全程无机饲喂，无机饲喂背景+育肥期OTM也能改善猪的生长性能，出栏体重高3kg（图4为日增重数据）。
图3.不同微量元素使用策略对育肥猪血清抗氧化指标的影响
图4.不同微量元素使用策略对育肥猪日增重ADG的影响母
猪到教槽是关键，好的开始是成功的一半。如果对成本把控严格，只接受一个阶段使用，从数据上看：母猪哺乳阶段使用全取代，即使后代仔猪吃无机微量元素也有1.5kg的额外增重（数据为展示），而且考虑母猪性能和使用年限的改善，性价比更高。当然，如果考虑肉品质改善需求，肥育阶段的有机微量元素使用也具有极高性价比（数据未展示）。
鉴于无机微量元素的应用弊端，有机微量元素已经成为一个行业趋势，因为它可以明显改善动物的生长性能，增强免疫功能与抗应激能力，改善母猪繁殖性能；鉴于其成本与动物生产性能的平衡，在生命的早期阶段使用能够将优势延续到上市出栏，具有较高性价比。未来奥特奇将持续探索更多的高性价比使用方案，探索在不同动物、不同日粮营养、不同生理条件，最佳的有机微量元素添加时间及剂量。
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