Nano-Zinkoxid ist ein multifunktionales neues anorganisches Material mit einzigartigen Eigenschaften, die herkömmliches Zinkoxid nicht bieten kann. Es weist größenabhängige Eigenschaften wie Oberflächeneffekte, Volumeneffekte und Quantengrößeneffekte auf.

Hauptvorteile des HinzufügensNano-Zinkoxidzum Füttern:

1. Hohe Bioaktivität: Aufgrund ihrer geringen Größe können Nano-ZnO-Partikel Gewebelücken und kleinste Kapillaren durchdringen und sich im Körper weit verteilen. Dies maximiert die Bioverfügbarkeit von Futterbestandteilen und macht sie biologisch aktiver als andere Zinkquellen.
2. Hohe Absorptionsrate: Die extrem feine Partikelgröße erhöht die Anzahl der Oberflächenatome, wodurch die freiliegende Oberfläche deutlich vergrößert und die Absorption verbessert wird. Studien an De-Sai-Mäusen zeigten beispielsweise, dass 100 nm große Partikel eine 10- bis 250-mal höhere Absorptionsrate aufwiesen als größere Partikel.
3. Starke antioxidative Eigenschaften: Nano-ZnOweist eine hohe chemische Reaktivität auf und kann organische Substanzen, einschließlich bakterieller Bestandteile, oxidieren und so die meisten Bakterien und Viren abtöten. Unter Lichteinwirkung erzeugt es Leitungsbandelektronen und Valenzbandlöcher, die mit adsorbiertem H₂O oder OH⁻ reagieren und hochoxidative Hydroxylradikale bilden, die Zellen zerstören. Tests zeigten, dass Nano-ZnO in einer Konzentration von 1 % eine bakterizide Wirkung von 98,86 % bzw. 99,93 % gegenStaphylococcus aureusUndE. coliinnerhalb von jeweils 5 Minuten.
4. Hohe Sicherheit: Es löst bei Tieren keine Resistenzen aus und kann Mykotoxine adsorbieren, die beim Verderben von Futter entstehen. Dadurch werden pathologische Zustände verhindert, wenn Tiere schimmeliges Futter zu sich nehmen.
5. Verbesserte Immunregulation: Es stimuliert signifikant zelluläre, humorale und unspezifische Immunfunktionen und verbessert so die Krankheitsresistenz bei Tieren.
6. Reduzierte Umweltverschmutzung und Pestizidrückstände: Die große Oberfläche ermöglicht die effektive Adsorption von Ammoniak, Schwefeldioxid, Methan, phosphororganischen Pestiziden und organischen Schadstoffen im Abwasser. Darüber hinaus kann UV-Licht für den photokatalytischen Abbau genutzt werden, um Luft und Abwasser in landwirtschaftlichen Betrieben durch die Zersetzung von Gerüchen zu reinigen.

Rolle von Nano-ZnO bei der Verbesserung der Tiergesundheit und des Wachstums:

• Fördert und reguliert den Stoffwechsel: Verbessert die zinkabhängige Enzymaktivität, die Hormonsekretion (z. B. Insulin, Sexualhormone) und die Zinkfingerproteinsynthese, wodurch die Proteinsynthese und die Stickstoffverwertungseffizienz verbessert und gleichzeitig die Stickstoffausscheidung reduziert wird.
• Verbessert die Produktionsleistung: Bei Ferkeln erhöhte die Zugabe von 300 mg/kg Nano-ZnO die tägliche Gewichtszunahme (P < 0,05) im Vergleich zu herkömmlichem ZnO (3000 mg/kg) signifikant um 12 % und reduzierte die Futterverwertung um 12,68 %.
• Reduziert das Auftreten von Durchfall:Die Ergänzung des Ferkelfutters mit Nano-ZnO verringert wirksam das Auftreten von Durchfall und vermeidet Antibiotikarückstände in tierischen Produkten.

Mögliche Umweltvorteile:

• Reduzierte Zinkemissionen: Aufgrund der höheren Nutzungseffizienz sind geringere Dosierungen erforderlich, wodurch die Schwermetallbelastung deutlich verringert wird.
• Reinigung der landwirtschaftlichen Umwelt: Adsorbiert schädliche Gase (z. B. Ammoniak) und baut organische Schadstoffe im Abwasser durch Photolyse ab, wodurch die umliegende Umwelt geschützt wird.

Aktuelle Anwendungen in der Tierfutterproduktion:

• Vielfältige Anwendungsmethoden: Kann direkt dem Futter zugesetzt, mit Adsorbentien als Vormischung gemischt oder mit anderen Additiven kombiniert werden. Die minimal wirksame Dosis beträgt 10 mg Zn/kg Futter. Bei Ferkeln liegen die Dosen zwischen 10 und 300 mg Zn/kg Futter.
• Teilweiser Ersatz herkömmlicher Zinkquellen: Nano-ZnO kann hochdosiertes Zink im Futter ersetzen, wodurch Durchfall bei Ferkeln gelindert und gleichzeitig die Wachstumsleistung im Vergleich zu herkömmlichen Zinkquellen (z. B. Zinksulfat, gewöhnliches ZnO) verbessert wird.
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Zukunftsaussichten in der Tierfutterproduktion:

• Stabilitäts- und Kostenvorteile: Hervorragende Fließfähigkeit und Dispergierbarkeit erleichtern die gleichmäßige Einmischung in das Futter. Geringere erforderliche Dosierungen reduzieren die Futterkosten (z. B. 10-mal weniger als herkömmliches ZnO).
• Konservierung & Entgiftung: Die starke Absorption von freien Radikalen und Geruchsmolekülen verlängert die Haltbarkeit des Futters und verbessert die Schmackhaftigkeit. Seine antioxidativen Eigenschaften fördern die Entgiftung.
• Synergistische Effekte auf Nährstoffe: Reduziert den Antagonismus mit anderen Mineralien und verbessert die Stickstoffaufnahme durch hormonelle und Zinkfingerproteinregulierung.
• Verbesserte Sicherheit: Geringere Ausscheidungsmengen minimieren die Umweltverschmutzung und die Ansammlung von Rückständen und unterstützen so eine sicherere und umweltfreundlichere Tierproduktion.

Diese Technologie ist vielversprechend für eine nachhaltige und effiziente Viehzucht.