Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы 7
Краткая характеристика тяжелых металлов 7
Влияние тяжелых металлов на здоровье человека, функциональный гомеостаз сельскохозяйственных животных и качество продукции животноводства 13
Краткая характеристика загрязненности территории Орловской области тяжелыми металлами 39
Использование препаратов растительного происхождения в животноводстве 44
Материал и методика исследований 48
Результаты собственных исследований и их обсуждение 56
Переход тяжелых металлов в цепи почва - корма — молоко ... 56
Влияние препаратов растительного происхождения на гомеостаз и продуктивность лактирующих коров 88
Разработка и научно-производственное испытание способа снижения тяжелых металлов в молоке коров 109
Выводы 113
Предложения производству 114
Список литературы 115
- Влияние тяжелых металлов на здоровье человека, функциональный гомеостаз сельскохозяйственных животных и качество продукции животноводства
- Краткая характеристика загрязненности территории Орловской области тяжелыми металлами
- Переход тяжелых металлов в цепи почва - корма — молоко
- Разработка и научно-производственное испытание способа снижения тяжелых металлов в молоке коров
Введение к работе
Актуальность темы. На современном этапе развития человечества традиционное взаимодействие человека и окружающей среды выросло в глобальную экологическую проблему.
В результате хозяйственной деятельности в природную среду во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств, которые переходят по экологическим звеньям из одной трофической цепи в другую, попадая, в конце концов, в организм человека (А.Б. Глуховский, А.К. Шхапавец, 1998г.).
На Земле не осталось территорий, которые в той или иной степени не подвергались бы антропогенному воздействию. Из 15 млрд. га суши непрерывному воздействию человека подвергаются 1,5 млрд. га (Б.А. Ягодин, 1995г.). Ежегодно человек извлекают из земных недр более 200 млрд. т. горных пород, сжигают более 9 млрд. т. условного топлива, рассеивают на полях до 2,3 млрд. т. пестицидов и т.п. (А.Л. Яншин, А.И. Мелуа, 1991г.). Из 5,5 млрд. человек живущих на планете 3,5 млрд. пьют загрязненную воду. По данным Госкомсан-эпиднадзора России питьевая вода не соответствует ГОСТУ более чем в 30% водоемах (В.Ф. Протасов, 2000г.). Около 15% территории России относится к зонам экологического неблагополучия, наиболее объективным критерием оценки которых, является здоровье человека. Там, где растет заболеваемость -зоны экологического неблагополучия, а если увеличилась смертность - зоны бедствия (Б.А. Ягодин, 1995г.).
Вещества, загрязняющие природную среду, весьма разнообразны. В числе наиболее серьезных загрязнителей находятся тяжелые металлы - группа химических элементов, имеющих относительную атомную массу более 50.
Влиянию больших и сверхбольших доз тяжелых металлов подвергаются миллионы граждан Российской Федерации (Б.И. Токов, 2001г.). По данным Росгидромета (2000г.) по суммарному показателю загрязнения почв тяжелыми металлами 2,2% населенных пунктов РФ относят к категории чрезвычайного
4 загрязнения. К категории опасного загрязнения относят 10,1% и 6,7% относят к категории умеренного загрязнения (СП. Балашов, А.Е. Самонов, 2001г.). В целом, в почве 120 городов России в 80 % случаев имеется превышение нормального содержания свинца, т.е. 10 млн. городских жителей контактируют с загрязненным свинцом почвой (Н.Л. Байдина, 1995г.).
На сегодняшний день получены научные данные о воздействии тяжелых металлов на почву, растения и живые организмы, а также разработаны способы детоксикации Ю.В. Алексеев (1987г.), B.C. Анохин (2000г.), В.А. Большаков (1978г.), В.В. Добровольский (1999г.), В.В. Ковальский (1971г.), В.П. Бессонов (1991г.), А.И. Обухов, И.О. Плаханова (1989г.), А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас (1989г.), В.А. Савин (1996г.), А.В. Драгайская с соавт. (1996г.), Н.В. Васильев с соавт., (1998г.), А.Н. Сироткин (1996г.), Е.В. Крапивина с соавт.( 1998г.), В.Д. Фокина, С.Ф. Покровская и др. (1981г.), З.Х. Диланян (1976г.), А.С. Всяких (1958 и 1961г.г), Б.А. Ягодин (1992г.), Г.Н. Вяйзенен с соавт. (1994, 1995, 1997 гг.), A.M. Колодкин (1975, 1985, 1986г.г), Е.А. Ждановой (1970г.), и другие.
В то же время требует дальнейшего изучения влияние степени загрязненности сельскохозяйственных территорий тяжелыми металлами на интенсивность их перехода по цепи почва -корма -молоко. Особые значения имеют исследования по выявлению препаратов, профилактирующих функциональные нарушения у животных, получающих корма с повышенным содержанием тяжелых металлов.
В качестве рабочей гипотезы данной работы служило предположение о том, что уровень перехода тяжелых металлов в цепи почва -корма -молоко зависит от степени загрязненности сельскохозяйственных территорий, а препараты растительного происхождения профилактируют функциональные нарушения у животных, получающих корма с повышенным содержанием тяжелых металлов.
Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить особенности перехода тяжелых металлов по цепи почва -корма -молоко в зависимости от уровня загрязненности сельскохозяйственных территорий и разработать способ сниже-
5 ния содержания тяжелых металлов в молоке коров, потребляющих корма с повышенным содержанием тяжелых металлов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Изучить особенности перехода тяжелых металлов в цепи почва -корма -молоко коров, в условиях сельскохозяйственных предприятий, характеризую-щихся различным уровнем загрязненности территории тяжелыми металлами;
Выяснить возможность применения препаратов растительного происхождения для снижения в молоке содержания тяжелых металлов;
Разработать способ снижения содержания тяжелых металлов в молоке коров за счет применения препаратов растительного происхождения.
Научная новизна результатов исследований. Выявлены особенности перехода тяжелых металлов в цепи почва -корма -молоко коров на сельскохо зяйственных территориях различной степени загрязненности. Проведено срав нительное испытание различных препаратов растительного происхождения с целью снижения уровня тяжелых металлов в молоке коров. Разработан способ , снижения уровня тяжелых металлов в молоке коров на территории с повышен- ным уровнем загрязненности почвы тяжелыми металлами.
Практическая ценности работы. Разработан и рекомендован для практического использования способ снижения уровня тяжелых металлов в молоке коров путем использования настоя листьев мяты перечной и ягод рябины обыкновенной. Способ позволяет значительно улучшить качество молока и повысить эффективность его производства.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований вне дрены в открытом акционерном обществе "Ново-Волковское" (акт внедрения от 5 августа 2002 г.), в открытом акционерном обществе "Агрофирма "Мценская" )г> (акт внедрения от 7 апреля 2003 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-практических конференциях (Орел, 2001-2003 гг.), а также на заседаниях кафедры частной зоотехнии и биотехнологии ОрелГАУ (2000-2003 гг.).
Публикации, Основные положения диссертации изложены в 6 научных работах.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Особенности перехода тяжелых металлов в цепи почва-корма-молоко коров связаны со степенью загрязненности сельскохозяйственных территорий.
Способ снижения уровня тяжелых металлов в молоке коров путем использования настоя листьев мяты перечной и ягод рябины обыкновенной, позволяет улучшить качество молока и повысить эффективность его производства.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, материал и методика исследований, результаты собственных исследований и их обсуждение, выводы, предложения производству и список литературы, состоящий из 243 источников, в том числе 39 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 32 таблицами и 11 рисунками.
Влияние тяжелых металлов на здоровье человека, функциональный гомеостаз сельскохозяйственных животных и качество продукции животноводства
Микроэлементы играют важную роль в функционировании всех живых организмов. Избыток или недостаток в организме отдельных химических элементов или их соединений нередко приводит к возникновению патологических состояний. Особой патогенностью при этом отличаются тяжелые металлы (ТМ) - загрязнители среды обитания (Л.Г. Бондарев, 1984г.).
По содержанию какого-либо тяжелого металла в биосредах человека или животного (в крови, моче, волосах, костях, зубах, молоке и т.д.) можно определить нагрузку на организм в целом. Она, в свою очередь, складывается в результате поступления химического элемента из различных сред: питьевой воды, пищи, атмосферного воздуха (А.В. Гудков, В.Н. Багрянце, 1994г.).
Медь. Медь - один из первых металлов, которые стал применять человек. Период использования меди ознаменовал целую эпоху развития человечества под названием «медный век». Латинское название меди - Cuprum - произошло от названия острова Кипр, где уже в третьем веке до н.э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди. Медь признана в качестве важного микроэлемента, который, аналогично натрию, калию и др., требуется для метаболических процессов, но не может быть синтезирован в организме (В.В. Ковальский, А.П. Дмитроченко, 1970г.). Медь тесно связана с цинком и железом. Период полувыведения равен -310-1500 лет (В. Орлов, Л. Мамышна, 1991г.). Дефицит отрицательно сказывается на всасывании железа, кроветворении, синтезе гемоглобина, состоянии соединительной ткани, процессах миелинизации в нервной системе, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопати-ям, нарушает менструальную функцию у женщин, вызывает нарушение сердечно-сосудистой системы, общую слабость, угнетение дыхания. Повышенное содержание отмечается при острых и хронических воспалительных заболеваниях, бронхиальной астме, заболеваниях почек, печени, инфаркте миокарда, некоторых злокачественных новообразованиях. Хроническая интоксикация медью и ее солями может приводить к функциональным расстройствам нервной системы, печени и почек, изъязвлению и перфорации носовой перегородки, аллергодерматозам. Избыток меди приводит к дефициту цинка и молибдена, а также марганца (Ф.Я. Беренштейн, 1966г.). В Индии, еще за две тысячи лет до нашей эры описаны методы лечения заболеваний кожи и глаз солями меди. Медь необходима животным для нормального течения многих физиологических процессов: кроветворения, пигментации, остеогенеза, воспроизводительной функции, абсорбции и утилизации железа, участвует в формирование эритроцитов, синтезе соединительной ткани, передаче нервных импульсов. Обладает противовоспалительными, антисептическими и вяжущими свойствами. Многие животные (крупный рогатый скот, овцы, птицы) лучше усваивают медь из неорганических солей, чем из кормов. Существует физиологический антагонизм между медью, молибденом, селеном. Высокое содержание в кормах цинка, кадмия, свинца и серебра увеличивает выделение меди с калом. Кадмий и серебро ухудшают усвояемость меди. Медь освобождается в желудке и кишечнике, до 30% меди всасывается в тонком отделе кишечника (В.В.Ковальский, А.П. Дмитриченко, 1970г.). Медь постоянно содержится в крови, концентрация ее в плазме составляет в среднем у крупного рогатого скота около 80 мг/кг (Н.А. Уразаев, 1990г.). По данным Е.Е. Текуцкой и Л.В. Бойчук (2001г.) содержание в крови меди составляет 1,39 мг/л. Микроорганизмы, обитающие в преджелудках, используют медь. Выделение и использованной, и избыточной меди из организма осуществляется через пищеварительный тракт с калом и, в небольших количествах, с мочой Недостаточность меди в кормах сопровождается развитием у животных лизухи. Суточная потребность животных в меди составляет 5,0-8,0 мг/кг сухого корма. Человеку требуется 2-5 мг в сутки меди (А.Г. Малахов, СИ. Вишняков, 1984г.). Содержание меди в молоке жвачных животных настолько мало, что не покрывает потребности в ней потомства (К.В.Маркова, А.Д. Альтман, 1963г.). Поэтому подкормка лактирующих животных медьсодержащими препаратами . ч просто необходима, но нужно учитывать, что при одновременной подкормке хлористыми солями цинка усвоение меди животными сокращается почти в два раза (А.П. Дмитроченко, 1973г.). Режим содержания скота (пастбищный, стойловый) при прочих равных условиях не оказывает влияния на содержание меди в молоке. Максимальное содержание меди наблюдается в начале лактации, потом оно уменьшается в 3-10 раз (А.Г. Храмцов, 1986г.). Следует, однако, заметить, что концентрация меди в молоке, полученном от разных коров одной породы, при прочих равных условиях, может варьировать в пределах 30% (Ю.Б. Филлипович, 1985г.). С поверхностью жировых шариков связано от 10% до 30% всей меди. Причем, только 5% всей меди прочно связано с оболочечным белком и липо-протеинами, остальное количество меди соединено с казеином (около 35%) и белками сыворотки (около 28%). Относительное содержание меди в жировой фазе не постоянно. Установлено также, что медь замедляет молочнокислое и пропионово— кислое брожение. Это имеет большое значение при производстве швейцарского сыра (Г.М. Туников, 1999г.). Доказано, что высокосортный швейцарский сыр можно получить лишь в медных ваннах, так как не наблюдается пороков самокола. Последнее объяснитется тем, что медь способна блокировать сульфгидрильиые группы белков молока, вступая с ними в химическое взаимодействие. Блокированные сульфгидрильиые группы не отщепляются от белковой цепи, во время созревания сыра, что уменьшает газовыделение и способствует образованию более правильного рисунка (З.Х. Диланян, Р.В. Саакян, 1976г.). В цельном молоке в оболочках жировых шариков содержится 15,0-20,0% нативной меди, а в обезжиренном 80,0-85,0%, из которых 39,0% связано с казеином и 28,0% находится в молочной сыворотке. Среднее содержание меди в цельном молоке 102,0 мкг/кг. Из исходного количества 66,6% содержится в обезжиренном молоке, 24,2% - в сливках, 42,7% - в твороге и 26,4% — в молочной сыворотке. Из 24,0% меди, определен-, \ ных в сливках 16,4% переходит в пахту и 5,6% - в сливочное масло. При близ-ком по величине показателю распределения меди в сливках и молочной сыворотке (соответственно 24,2 и 26,4%) фактическая концентрация в одном килограмме продукта значительно различается: 197,0 мкг/кг в сливках и всего лишь 36,0 мкг/кг в молочной сыворотке. Самая высокая концентрация меди установлена в твороге и пахте, что превышает аналогичный показатель цельного молока соответственно в 3,2 и 2,1 раза (Н.В. Барабанщиков, Л.П. Хрисанова, 1983г.). Количество потребленных с кормом тяжелых металлов оказало значительное влияние на выделение их с молоком коров.
Краткая характеристика загрязненности территории Орловской области тяжелыми металлами
Поиск и применение человеком активных природных компонентов в профилактических и лечебных целях, известны с глубокой древности. Еще до новой эры в Египте, Китае, Тибете, Индии и других странах Востока сложились стройные системы терапии растительными, животными и минеральными препаратами (Е.Ю. Шасс, 1952г.). С древнейших времен человек использовал их универсальные целебные свойства. Их высокую эффективность при лечении различного рода заболеваний отмечали еще Плиний, Аристотель, Гален, Авиценна, Марко Поло, Конфуций и др. (А. Алтымышев, 1974г.).
Видные представители современной классической медицины СП. Боткин, А.Н. Покровский, Г.А. Гельман и другие использовали лекарственные растения при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, психических расстройств, заболеваний щитовидной железы, а так же печени и желудочно-кишечного тракта (А.Н. Борьков, 2001г.).
Эффективность средств природного происхождения для профилактики и терапии функциональных нарушений у сельскохозяйственных животных, а так же для повышения продуктивности и репродуктивной способности убедительно доказаны в работах проведенных на кафедре частной зоотехнии и биотехнологии ОГАУ (A.M. Гуськов и др. 1994г.; A.M. Гуськов, 1996г.; A.M. Гуськов, А.В. Мамаев, Н.В. Знихаева 1996г.; A.M. Гуськов, А.В. Мамаев, 1996г.; A.M. Гуськов и др., 1998г.; A.M. Гуськов, Н.В. Знихаева, А.И. Дедкова. А.В. Мамаев, 1998г.; A.M. Гуськов, А.В. Мамаев, М.И. Хорев, 1998 г.; A.M. Гуськов, А.И. Шилов, А.В. Мамаев, П.А. Сучков, 1999 г.; A.M. Гуськов с соавт., 1999г.; A.M. Гуськов и др., 2000г.; A.M. Гуськов, Н.В. Ермакова, 2000 г.).
Лекарственные растения весьма разнообразны. Лекарства из растительного сырья, как правило, обладают более эффективными лечебными свойствами, чем средства, полученные химическим синтезом, и нередко являются единственными лечебными препаратами при отдельных заболеваниях (А. Алтымы шев, 1974г.).
Преимущество лекарственных растений перед многими синтетическими препаратами заключается в том, что они содержащимися в них различными веществами действуют на организм комплексно. Подмечено, что лечебное влияние растительных средств действует тем эффективней, чем полнее сохранено природное сочетание действующих начал. При разрушении природного комплекса устраняется или значительно ослабляется желаемый эффект (Н.Г. Ковалева, 1971г.).
Практическое использование растительного сырья, из которого готовят лекарственные препараты, занимает особое место, поскольку они стоят дешевле и могут с успехом конкурировать с дорогостоящими синтетическими препаратами, заменять их и тем самым способствовать снижению себестоимости продукции животноводства (М.И. Рабинович, 1987г.).
Мировые исследования показали, что химические препараты, применявшиеся ранее для выведения из организма тяжелых металлов и радионуклидов, недостаточно эффективны и вызывают обеднение организма микроэлементами. Более эффективно использовать вещества, содержащиеся в натуральных пищевых продуктах: они не вызывают побочного действия и дают защитный эффект (В.П. Махлаюк, 1967г.). Ниже представлены характеристики лекарственных растений (мята перечная, рябина обыкновенная), которые были использованы в наших опытах. Диапазон лечебных возможностей этих добавок необычайно широк, о чем свидетельствует многочисленная литература (Ю.Н. Прутский, 1995г; Г.В. Семенова, 1994г; СМ. Мартынов, 1993г.).
Мята перечная (Menta Piperita L.) многолетнее травянистое растение, высотой 30-100 см с сильным ароматным запахом. В качестве лекарственного сырья собирают листья, бутоны и стебли в начале цветения. Их быстро сушат в тени при невысокой температуре. Хранят в сухом месте 2 года в плотнозакупо-ренных коробках.
В листьях мяты, найдено эфирное масло (2,5-3%), аскорбиновая кислота (до 25 мг %), каротин (до 40 мг %), рутин (14 мг %). Листья мяты перечной обладает болеутоляющим действием, а при нанесении на поверхность тела местно сужают сосуды и рефлекторно расширяют сосуды сердца, легких, головного мозга. После приема внутрь увеличивается секреция желез желудочно-кишечного тракта и печени. Мята действует противорвотно, вяжуще, противовоспалительно, дезинфицирующе и обезболивающе, усиливает перистальтику кишечника.
Из листьев перечной мяты и травы готовят настои, настойки и другие препараты. В ветеринарной практике листья и траву мяты используют в форме настоя 1:20 - 1:50. Дозы внутрь: крупному рогатому скоту 25-50 г, лошади 20-40 г, мелким жвачным 5-10 г, свиньям 1-3 г(М.И. Рабинович, 1987г.).
В свежих плодах рябина обыкновенной (Sorbus Aucuparia L.) содержится до 18 мг/% каротина, витамин Р, витамин С (40-200 мг/%), органические кислоты (лимонная, яблочная), дубильные вещества, спирт и сорбоза. В семенах имеется гликозид амигдава и жирное масло; в листьях -около 200мг/% витамина С.
Плоды рябины в свежем и сушеном виде используют как поливитамины с большим количеством каротина. Свежие плоды перерабатывают на витаминные сиропы, сухие входят в состав витаминных сборов. Их применяют в качестве диуретических и желчегонных средств, при атеросклерозе, гипертонической и почечнокаменной болезнях. Назначают внутрь в форме настоя 1:10 в дозах: крупным животным 100—200 г, мелким 10-30 г; телятам по 100-200 мл пред каждым поением молоком (С.С. Землинский 1958г.).
По результатам работ О.А. Михайловой (2002г.) можно сделать вывод, что выпойка свиноматкам настоев крапивы, рябины и витаминного чая (крапива + рябина 3:7) (за 20 дней до опороса ежедневно до кормления по 200 мл 3 раза в день) способствуют повышению их репродуктивной способности — сокращению продолжительности опоросов, увеличению многоплодия, снижению эмбриональной смертности. Поросята, полученные от маток опытных групп, отличались более высокой жизнеспособностью, были более устойчивы к заболеваниям и лучше выздоравливали; имели высокую сохранность и быстрее росли. Наилучшие результаты наблюдались при обработке свиноматок настоем крапивы и витаминным чаем. Между репродуктивной и иммунной системами организма существует тесная функциональная взаимосвязь. Установлено влияние настоев на улучшение гематологических показателей у свиноматок — наблюдается повышение количества эритроцитов; гемоглобина; лейкоцитов и тромбоцитов в пределах физиологической нормы. В лейкоцитарной формуле выявлено увеличение удельного веса палочкоядерных (на 92,3-123,1%) и сегментоядерных нейтрофилов (на 5,3-6,7%), а так же эозинофилов (на 8,0-8,9%) и моноцитов (на 96-130%). В крови маток опытных групп возросло содержание глюкозы, а так же витаминов А и С.
Настои крапивы, рябины и витаминный чай стимулируют неспецифические (фагоцитоз) и специфические (антителогенез) защитные силы организма. Об этом свидетельствует увеличение процента фагоцитоза - на 4,2— 13,3%, показателей функциональной активности нейтрофилов (фагоцитарного числа через 30 минут и 2 часа) и индекса завершенности фагоцитоза (ИЗФ) на 14,7-28,0%; повышение концентрации глобулинов (в абсолютном выражении на 40,6-48,3% и относительном на 6,8-8,4%) в крови свиней опытных групп (в основном за счет IgG и IgM). Это сопровождается более активной дифференциацией лимфоидных клеток: повышается количество Т (на 20,4— 43,1%) и В-лимфоцитов (на 21,3-61,3%) при одновременном снижении уровня нулевых клеток (36,7-59,4%). Одновременно возрастает и функциональная активность лимфоцитов — в крови маток повышается уровень Т-хелперов на 37,4-66,9% и иммунорегуляторный индекс на 33,3—46,3% при некотором уменьшении относительного количества Т-супрессоров (на 6,2-8,2%) [110].
Переход тяжелых металлов в цепи почва - корма — молоко
Учитывая, что в кормлении жвачных используются корма растительного происхождения, важным представляется контроль за уровнем тяжелых металлов в кормовых растениях и приготовленных из них консервированных или концентрированных кормах.
Необходимо отметить, что до последнего времени ни в Российской Федерации, ни за рубежом рационы кормления сельскохозяйственных животных не контролировались на содержания в них тяжелых металлов. Конкретные нормы содержания тяжелых металлов в растительных кормах для отдельных видов и групп сельскохозяйственных животных пока не разработаны. «Временный максимально-допустимый уровень (МДУ) содержания некоторых химических , элементов в кормах и кормовых добавках для сельскохозяйственных животных (Москва. 1987)» содержит сведения лишь по некоторым видам кормов. В нем отсутствуют данные о концентрации тяжелых металлов в питьевой воде (В.Л. Владимиров, А.П. Терещенко, 1995г.).
Также следует сказать, что, в целом, растения более устойчивы к повы шенным, нежели к пониженным концентрациям элементов. Устойчивость рас тений к повышенному содержанию микроэлементов и их способность накапли вать высокие концентрации микроэлементов могут представлять большую опасность для здоровья людей, т.к. допускают проникновение загрязнителей в пищевые цепи (Е.А. Черных, И.Н. Черных, 1995г.). Цель исследования — изучить особенности перехода тяжелых металлов по цепи почва-корма-молоко в зависимости от уровня загрязненности сельскохозяйственных территорий. Для достижения цели в хозяйствах с различным уровнем загрязненности территории намечалось решение следующих задач: Изучить содержание тяжелых металлов в почве под кормовыми растениями; Изучить содержание тяжелых металлов в кормах рациона; Изучить содержание тяжелых металлов в молоке коров. Установить коэффициенты перехода тяжелых металлов по цепи почва-корма-молоко. Нами в трех хозяйствах Орловской области, характеризующихся различной степенью загрязненности территории подвижными формами тяжелых металлов были отобраны по группе коров - аналогов. Знание природных концентраций тяжелых металлов в почвах и растениях дает возможность принимать своевременно меры по предупреждению их вредного влияния на функциональный гомеостаз животных и качество продукции. Почва является основным источником поступления тяжелых металлов в кормовые растения, через которые эти элементы поступают в организм животных (А.Н. Сироткин, 1991г.). Подкисление почв, ухудшение гидрологических условий местности, частые подтопления с течением времени способствуют переходу тяжелых металлов в растворимые формы, поступлению в растения и сопредельные среды. Таким образом, последствия загрязнения проявятся не сразу, а спустя какое-то время (J. Glinski, R. Turski, 1993г.). Большое значение имеет подвижность элементов. При антропогенном загрязнении она, как правило, больше, так как тяжелые металлы в этом случае поступают в окружающую среду после их извлечения из минералов в результате переработки исходного сырья. Поэтому повышение концентрации металлов в почвах под действием антропогенных факторов нередко приводит к заметному повышению их концентрации в растениях (В.И. Савич, 1996г.). Соединения тяжелых металлов в почве устойчивы и долго сохраняют свои токсические свойства (А.Н. Сироткин, 1991г.). Анализ проб почвы мы проводили на содержание в ней цинка, свинца, кадмия и меди. Образцы проб корма анализировали на содержание в них цинка, свинца, кадмия, меди, мышьяка и ртути. Почвенный покров исследованной площади в учебном хозяйстве «Лав ровское» представлен темно-серыми лесными среднесуглинистыми почвами. Почва в агрофирме «Мценская» относится к светло-серым лесным среднесуг линистым. Почвенный покров исследованной территории в АОА «Ново-Вол ковское» характеризуется как светло-серый лесной среднесуглинистый. Цинк - микроэлемент тесно связанный с медью и железом. Функциональными антагонистами являются медь, кадмий, свинец. Усвояемость цинка из кормов составляет около 75,0%. Цинк поступает в организм с кормом, где он находится в связанном состоянии с белками (В.И. Георгиевский, 1979г.). Богаты цинком отруби, зерна злаковых и бобовых, сухие дрожжи и мясокостная мука. В пастбищных травах содержится 30,0-50,0 мг цинка на 1,0 кг сухого вещества (К.П. Прокаш, 1994г.). Оптимальная потребность для всех сельскохозяйственных животных и птицы - 40-50 мг/кг сухого вещества (А.И. Кононский, 1992г.). Важнейшее физиологическое значение цинка связано с его участием в окислительно-восстановительных процессах организма. Особую роль он играет в формирование и функционирование антиоксидантной системы. Отсюда его связь с реакциями стресса и адаптации (A.M. Гуськов, А.В. Мамаев, 1996г.; A.M. Гуськов, А.В. Мамаев, 1997г.; A.M. Гуськов, Н.В. Знихаева, А.И. Дедкова, А.В. Мамаев, 1998г.; Гуськов A.M., Ярован Н.И., Ермакова Н.В., 1999г.; A.M. Гуськов соавт., 2000г.;). Учитывая большое значение цинка в обеспечении жизнедеятельности и высокой продуктивности лактирующих коров, в нашем опыте были изучены особенности его перехода из почвы в корма (таблица 8). Нами установлено, что содержание цинка в кормах при увеличении цинка в почве возрастает. Так, увеличение количества цинка в почве под кукурузой в аф. «Мценская» и ОАО «Ново-Волковское» на 35-74% в сравнении с контролем, привело к росту его содержания в силосе на 86-89% (Р 0,001) соответственно.
Разработка и научно-производственное испытание способа снижения тяжелых металлов в молоке коров
Исходя из поставленных перед данным исследованием задач, нами было определено наиболее эффективное сочетание препаратов растительного происхождения, применение которых повлекло за собой снижение в молоке коров уровня наиболее токсичных, среди встречающихся в условиях сельскохозяйственных предприятий тяжелых металлов.
Механизм эффективности испытанных препаратов заключается в том, что их ингредиенты связывают тяжелые металлы и способствуют их выведению из организма животных.
На основании проведенных исследований нами был разработан способ, заключающиеся во включение в состав рациона лактирующих коров настоя из ягод рябины и листьев мяты перечной в соотношении 1:1 по массе.
Рябина обыкновенная (Sorbus Aucuparia L.) относится к семейству розоцветных. Невысокое дерево (10-20 см) с гладкой серой корой. Листья очередные, сложные, непарноперистые, с 9-17 листочками. Последние продолговатые, остропильчатые. Соцветия -густой щиток. Цветки белые, правильные, мелкие. Плоды ягодообразные, оранжево-желтые или красные, блестящие. Цветет в мае -июне. Плоды созревают в сентябре.
Рябина растет в лесах, в подлесках, вдоль берегов рек и в поймах лесных зоне европейской части России, в Сибири, на Крайнем Севере и в горных районах Кавказа. Используют плоды как с дикорастущих, так и с культивируемых деревьев. Обрывают их после заморозков, когда они приобретают более приятный горьковато-кислый вкус. Сушат в сушилках или под навесом, предварительно обобрав от плодоножек. Хорошо высушенные ягоды не должны быть блеклыми или почерневшими. Срок хранения 2 года.
Мята перечная (Menta Piperita L.) из семейства губоцветные. Многолетнее травянистое растение, высотой 30-100 см с сильным ароматным запахом. Корневища располагается в почве горизонтально, корни мочковатые, тонкие. Стебли ветвистые, от самого основания четырехгранные, полые. Листья простые, короткочерешковатые, удлиненно-яйцевидные, заостренные, по краям остропильчатые; с обеих сторон покрыты эфирномасличными железками. Цветки легкие, розовые или бледно-фиолетовые, образуют на верхушках побегов колосовидные соцветия. Цветет с конца июня до сентября, плоды образует редко.
Мята перечная известна только в культуре и является естественным гибридом нескольких диких видов. Ее возделывают на Украине, в Молдавии, в Краснодарском крае, на Дальнем Востоке, в Белоруссии и Прибалтики.
Собирают листья, бутоны и стебли в начале цветения. Их быстро сушат в тени при невысокой температуре. Хранят в сухом месте 2 года в плотнозакупо-ренных коробках. (М.И. Рабинович, 1987г.).
Для приготовления настоя сырье предварительно измельчают (листья до размера не более 5 мм, плоды - 0,5 мм) и смешивают в соотношении 1:1 по массе, помещают в термостойкую емкость, заливают водой комнатной температуры (0,1 кг на 1000 мл воды), закрывают крышкой и нагревают в течение 25 минут при температуре 100С на водяной бане при частом помешивании. Затем настой охлаждают в течение 45 минут. Охлажденный настой процеживают через однослойную марлю. Полученный настой можно хранить в течение 2 суток в прохладном защищенном от света месте.
Настой давали 1 раз в день с концентратами из расчета 40 мл/100 кг массы тела ежедневно в течение 10 дней.
Способ успешно прошел научно-производственное испытание и внедрен в ОАО "Агрофирма "Мценская" Мценского района и в ОАО "Ново-Волковское" Мценского района. Применение настоя листьев рябины обыкновенной и мяты перечной, как показали результаты производственной проверки, было убыточным (табл. 31).
Экономическая эффективность от внедрения способа, предложенного нами, составила 32 рубля на лактирующую корову в год. Расчеты доходов от реализации продукции, полученной от опытных животных, производились в соответствии с ценами 2002 года.
Анализ экономической эффективности применения различных способов снижения концентрации в молоке коров тяжелых металлов показал, что доходностью характеризуется способ, рекомендуемый нами для внедрения (применение настоя ягод рябины и листьев мяты перечной).
Проведенная оценка всех трех способов снижения содержания тяжелых металлов в молоке указывает на то, что эффективным, как с точки зрения предупреждения загрязнения молока, так и рентабельности его производства является разработанный нами способ, заключающийся во включении в состав рациона лактирующих коров настоя из ягод рябины и листьев мяты перечной в дозе 40 мл/100 кг массы тела в сутки. Особо надо отметить, что данный способ позволяет значительно снизить содержание в молоке свинца и кадмия. Таким образом, была достигнута цель настоящей работы. 1. Увеличение в кормах суточного рациона лактирующих коров концентрации цинка, меди, свинца, кадмия, мышьяка и ртути, как в зимний стойловый период, так и в летний пастбищный сопровождается ростом их содержания в молоке до уровня 0,6-0,5 ПДК, 0,8-0,7 ПДК, 3 ПДК, 0,7-0,6 ПДК, 1 ПДК и 0,4-0,3 ПДК соответственно. 2. Повышение содержания мышьяка и ртути в кормах как в летний, так и в зимний периоды совпадает с увеличением коэффициентов их перехода в молоко, а в отношении цинка, меди, свинца и кадмия обнаружена противоположная тенденция. 3. Увеличение содержания тяжелых металлов в корме в изученных нами пределах (цинк 0,9 ПДК, медь 0,8 ПДК, свинец 4,7 ПДК и кадмий 1 ПДК) не вызывало изменений функционального состояния, продуктивности и морфо-биохимических показателей крови лактирующих коров 4. Введение в состав рациона лактирующих коров настоя листьев мяты перечной и ягод рябины сопровождается снижением в молоке содержания цинка на 56%, свинца на - 40%, кадмия на - 75%, ртути на - 33% при неизменной концентрации меди и мышьяка, увеличением в моче концентрации цинка на -84%, меди на - 5%, свинца на - 108%, кадмия на - 60%, а в кале на 21%, 14%, 7% и 5% соответственно. При этом в моче опытных животных выявлено содержание мышьяка и ртути, а в кале увеличение концентрации ртути на 21%. 5. Добавление к рациону лактирующих коров настоя листьев мяты перечной и ягод рябины вызвало снижение отложения в организме меди на - 2%, свинца на - 22%, кадмия на - 55%, ртути на - 69% и мышьяка на - 63%. 6. Разработанный способ снижения содержания тяжелых металлов в молоке коров, повышает качество продукции и позволяет получить годовой экономический эффект в размере 32 тыс. рублей на 1 тыс. коров. 1. При разработке в хозяйственных условиях экологически обоснованной технологии производства молока, рекомендуется использовать установленные коэффициенты перехода тяжелых металлов в цепи почва-корма-молоко. 2. В хозяйствах, неблагополучных по загрязненности территории тяжелыми металлами рекомендуется использовать разработанный и апробированный способ снижения уровня тяжелых металлов в молоке, предусматривающий введение в состав рациона коров 40 мл/100 кг массы тела настоя ягод рябины и листьев мяты.
Похожие диссертации на Особенности перехода тяжелых металлов в молоко на сельскохозяйственных территориях различной степени загрязненности
