Введение к работе
Актуальность темы исследования. С вступлением России во Всемирную торговую организацию увеличивается риск снижения развития мясной отрасли животноводства (Лисицын А. Б., Захаров А. Н., Кубышко А. А. Мясная промышленность и ВТО: перспективы выживания «разменной карты» // Все о мясе. Научно-технический и производственный журнал. 2013. № 1. С. 4-8). Одной из основных отраслей мясного животноводства является свиноводство. Она является наиболее выгодной, так как свиньи обладают биологическими особенностями, выражающимися повышенной энергией роста, высоким приростом, скороспелостью, коротким периодом супоросности, многоплодием и высокой оплатой кормов. Однако, как отмечает В. Н. Шарнин (2012), по потреблению этого вида мяса Россия отстает от ведущих стран. И тот факт, что объемы поставок импорта свинины составляют почти четвертую часть от внутреннего производства, снижает продовольственную безопасность не только страны в целом, но и регионов (Ушачев И. Г. О мерах по обеспечению конкурентоспособности продукции Российского сельского хозяйства в условиях присоединения к ВТО // Агропродовольственная политика России. 2012. № 7. С. 2-7). В связи с этим отечественные свиноводы должны ставить перед собой задачи по внедрению в отрасль ресурсосберегающих, экологичных технологий, улучшающих конверсию корма, повышающих не только безопасность животноводческой продукции, но сохраняющих экологическое равновесие окружающей среды (Шелухи-на Е. А. Экологизация животноводства в условиях глобализации и развития международного учета // Международный бухгалтерский учет. 2012. № 34. С. 32-42).
Проблема обеспеченности физиологически необходимыми макро- и микроэлементами кормов для животных, а также продуктов питания населения, связь их содержания в продуктах растениеводства и животноводства с концентрацией их в почве и воде в агроэкосистемах является одной из насущных задач современной биологии, так как от данных экологических составляющих непосредственно зависит здоровье животных и людей, населяющих конкретные регионы и субрегионы не только России, но и других стран (Горлов И. Ф., Мосолова Н. И., Злобина Е. Ю. Методы повышения экологической безопасности продукции животноводства // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. № 1. С. 54-56).
В условиях интенсивной технологии содержания сельскохозяйственные животные испытывают влияние абиотических и биотических факторов как естественной, так и все нарастающей искусственно созданной среды обитания. Так, внутривидовые, межвидовые, поведенческие факторы, состав кормов, воды и воздуха, тепловой и радиационный режим, особенности природно-климатических и микроклиматических условий действуя в комплексе, становятся причиной дезадаптации, нарушений обмена веществ, токсикопатий, эндокринных заболеваний, послеродовых и других органопатологий. Морфо-функциональная основа восприимчивости организма к перечисленным выше факторам определяется состоянием иммунной системы и ее связью с эндокринной и другими системами организма (Алексеев В. В., Арестова И. Ю. Особенности роста свиней в постнатальном онтогенезе при использовании биогенных препаратов // Наука и образование XXI века: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. Уфа : РИЦ БащГУ, 2013. Ч. 4. С. 31-34).
Животные по-разному приспосабливаются к меняющимся условиям окружающей среды. В связи с этим возникает необходимость выявления их адаптивных возможностей к конкретным экологическим условиям и поиска способов снижения негативного воздействия на организм на всех этапах онтогенеза и уровнях развития.
Поэтому повышается роль мониторинговых исследований, которые позволяют получить объективную информацию, отражающую эколого-агрохимическое состояние в системе почва-растение-продуктивные животные.
Агроресурсный потенциал сельскохозяйственных предприятий нарушен, местные, региональные и глобальные экологические бедствия угрожают состоянию сельскохозяйственного производства.
В сложившейся ситуации возникает острая потребность в необходимости разработки комплексных мер, базирующихся на агроландшафтном подходе, обеспечивающих повышение эффективности использования имеющихся природных ресурсов и создание оптимальных условий для формирования рационального сельскохозяйственного производства (Семенов В. В., Кононенко С. И. Нетрадиционные кормовые средства в составе комбикормов // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. 2012. Т. 1. № 5. С. 110-113).
Степень разработанности темы. В результате научных исследований в практику широко внедрены методы стимуляции и коррекции морфо-функционального состояния организма продуктивных животных с использованием специфических гормональных средств, биологически активных веществ: антиоксидантов, иммуномодуляторов, витаминных препаратов, адаптогенов природного происхождения, синтетических и комбинированных, эффективных микроорганизмов, про-, пре- и синбиотиков, а также природных минеральных сорбентов (Котомцев В. В Возрастные приспособительные реакции крупного рогатого скота на нагрузку уксуснокислым свинцом, сернокислой медью и способ их коррекции : автореф. дис. ... докт. биол. наук. Казань, 2004. 45 с; Любина Е. Н., Любин Н. А. Функциональная взаимосвязь Бета-каротина, витамина А и минеральных веществ в ангиоксидантной защите организме: монография. Ульяновск: УГСХА им. П. А. Столыпина, 2013.178 с.)
Однако в настоящее время возникает необходимость проведения всесторонних исследований по определению морфо-физиологических параметров структур и систем организма продуктивных животных с учетом породы, пола, возраста, продуктивности и т.д. в связи с эколого-географическими условиями. Данные, полученные в ходе таких исследований для каждой конкретной агроландшафтной зоны позволят выявить фактические показатели всех систем организма продуктивных животных в норме и в патологии, определить адаптационные возможности выращиваемых пород сельскохозяйственных животных, оптимизировать экономические затраты, разработать новые методы, схемы, подходы в кормлении в конкретной административно-географической зоне (Ильязов Р. Г., Алексахин Р. М, Фисинин В. И., Смирнов А. М., Гусманов У. Г. Методология исследований и экспериментов в агроэкосфере при различных типах техногенеза II Сельскохозяйственная биология. 2010. № 2. С. 3-17).
Работа является частью комплексных исследований кафедры биоэкологии и географии ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева» в соответствии с государственным планом НИОКР (№/№ госрегистраций 01201051722; 01201358284).
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось изучение морфо-физиологических особенностей щитовидной железы, тимуса, надпочечников, гонад, половых клеток у свиней в постнатальном онтогенезе, содержавшихся в животноводческих комплексах, расположенных в разных агроландшафтных зонах Чувашии с применением Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина .
Для достижения цели были выдвинуты следующие задачи:
-
Изучить воздействие Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина на морфо-функциональные показатели щитовидной и вилочковой желез, надпочечников у боровков, а также семенников и спермиев у хрячков в различные периоды раннего постнатального онтогенеза.
-
Оценить характер изменения клинико-физиологических и ростовых показателей у подопытных животных в зависимости от моделируемых условий.
-
Изучить динамику содержания макро- и микроэлементов в мышечной ткани у подопытных животных в экспериментальных условиях.
-
Выявить динамику и зависимость физиологических показателей организма и микро-морфологических параметров изучаемых эндокринных желез у свиней от назначения изучаемых биогенных препаратов и содержания в разных агроландшафтных зонах Чувашии.
5. Разработать практические предложения по коррекции морфо-
функционального состояния свиней, содержавшихся в животноводческих ком
плексах разных агроландшафтных зон Чувашской Республики с учетом особенно
стей индивидуального развития организма.
Научная новизна. Впервые для оценки функциональной зрелости щитовидной железы, тимуса, надпочечников, семенников и реакции эндокринной системы организма свиней в разные периоды раннего постнатального онтогенеза проведены микроморфологические исследования в моделируемых экспериментальных условиях. Проведена комплексная оценка становления и развития эндокринных желез у продуктивных животных в ранний постнатальный период, содержавшихся в агроландшафтных условиях северной подзоны Приволжского, центральной подзоны Цивильского и южной подзоны Юго-восточного районов Чувашской Республики, с назначением Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина .
Определены онтогенетические аспекты в характере изменений ростовых показателей и функционирования репродуктивной системы у свиней, выращенных с назначением на фоне основного рациона биогенных препаратов в агроландшафтных условиях Приволжского, Цивильского и Юго-восточного районов Чувашской Республики.
Впервые экспериментально доказана эффективность использования Пермамика совместно с Кальцефитом-5 и Пермамика в сочетании с Седимином для коррекции морфо-физиологического состояния организма боровков и хрячков, содержавшихся в трех эколого-географических районах Чувашии.
Экспериментально установлена зависимость содержания макро- и микроэлементов в мышечной ткани подопытных животных от назначения испытуемых
биогенных препаратов. Отмечено, что применение боровкам и хрячкам Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина в различных сочетаниях и дозах не вызывает превышения предельно допустимой концентрации макро- и микроэлементов в мышечной ткани и нарушения гомеостаза.
Теоретическая и практическая значимость. Выявлены закономерности структурно-функционального профиля эндокринных желез у свиней в периоды раннего постнатального онтогенеза при воздействии на организм испытуемых биогенных препаратов, что дополняет современными данными возрастную физиологию, экспериментальную эндокринологию и морфологию продуктивных животных.
Разработаны и научно обоснованны схемы комплексного применения свиньям Пермамика с Кальцефитом-5 и Пермамика с Седимином с учетом почвенно-климатических особенностей Чувашии, предназначенные для повышения адаптивных, продуктивных и репродуктивных качеств животных.
Полученные данные и разработанные схемы применения испытуемых биогенных препаратов рекомендуются к внедрению в животноводческих комплексах в целях коррекции и стимуляции морфо-физиологического состояния организма продуктивных животных и профилактики эндемических заболеваний.
Научные разработки диссертации могут быть использованы в биологической и ветеринарной практике, в научно-исследовательской работе, а также в учебном процессе и написании учебников, учебно-методических пособий по физиологии, эндокринологии и морфологии животных.
Методология и методы исследования. Предметом исследования служила ответная морфо-физиологическая реакция организма свиней на добавление к основному рациону биогенных соединений Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина.
Объектом исследования служили эндокринные железы, мышечная ткань у боровков, а также семенники и спермин у хрячков, содержавшихся в животноводческих комплексах, расположенных в трех различных почвенно-климатических зонах Чувашии. В работе использованы следующие методы исследования: клини-ко-физиологические - оценка основных физиологических показателей организма, учет динамики живой массы, среднесуточного прироста и коэффициента роста; физико-химические - определение в мышечной ткани содержания микро- и макроэлементов; морфологические - проведение морфометрической оценки структур щитовидной, вилочковой, надпочечниковой желез, семенников и спермиев; математические - статистическая обработка данных с использованием прикладной программы Microsoft Excel 2007 с проверкой гипотезы нормальности распределения и гипотез о равенстве групповых средних.
Положения, выносимые на защиту:
-
Микро-морфологические и функциональные особенности щитовидной, вилочковой желез, надпочечников у боровков, а также семенников и спермиев у хрячков находятся в зависимости от критических периодов раннего постнатального онтогенеза и назначения им Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина.
-
Совместное применение Пермаита, Пермамика, Кальцефита-5 и Седимина в различных сочетаниях и дозах свиньям, выращенным в трех агроландшафтных зонах Чувашии, способствует коррекции клинико-физиологических, морфологи-
ческих, иммунологических, физико-химических показателей организма в раннем постнатачьном онтогенезе.
-
Применение Пермамика с Кальцефитом-5 или Седимином способствует улучшению функционирования репродуктивной системы свиней.
-
Динамика морфо-физиологических параметров эндокринных желез, обеспечивающие процессы жизнедеятельности и поддержание гомеостаза организма свиней в критические периоды постнатального онтогенеза обусловлена применением научно обоснованных схем назначения испытуемых биогенных соединений в животноводческих комплексах, расположенных в различных почвенно-климатических зонах Чувашии.
Степень достоверности и апробация результатов исследований. Экспериментальные данные, полученные в результате исследований, обрабатывались по методикам, предложенным О. Г. Берестневой и соавт. (2012). Достоверность результатов работы подтверждена применением методов статистической обработки Microsoft Excel 2007. Статистическая обработка части данных из раздела морфологические особенности половых клеток проводилась в центре БИОСТАТИСТИКА (E-mail: .
Основные научные положения, выводы и рекомендации диссертации доложены и обсуждены на Пятой международной научной школе (Йошкар-Ола, 2010); Международных (Курск, 2009-2013; Щелково, 2009; Москва, 2010, 2011; Одесса, 2010; Красноярск, 2010; Томск, 2010; Ульяновск, 2010; Киров, 2010; Przemysl, 2011; Киев, 2011; Praha, 2012; London, 2012, Уфа, 2013); Всероссийских (Чебоксары, 2008-2012; Казань, 2009; Москва, 2009; Уфа, 2010; 2013); региональных (Чебоксары, 2008, 2009) и республиканских (Чебоксары, 2008-2013) научно-практических конференциях; научных сессиях докторантов, научных сотрудников, аспирантов и соискателей ЧГПУ им. И.Я. Яковлева (Чебоксары, 2008-2013), межкафедральном заседании факультета естествознания и дизайна среды ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева» (Чебоксары, 2013).
Научные положения и выводы диссертационного исследования используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева», Чебоксарского политехнического института (филиал) ФГБОУ ВПО «Московский государственный открытый университет им. B.C. Черномырдина», ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана», производственной деятельности трех сельскохозяйственных предприятий: Чебоксарского, Янтиковского и Яльчикского районов Чувашской Республики, а также в практике БУ ЧР «Чувашская республиканская станция по борьбе с болезнями животных» Госветслужбы Чувашии.
Материалы диссертационной работы использованы при написании учебных пособий для студентов вузов естественнонаучных специальностей «Цитология» (Чебоксары, 2010), «Краткий курс гистологии с основами эмбриологии (Чебоксары, 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 работ (общий объем 18,88 п. л., в том числе 15 (общий объем 4,66 п. л.) в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенных ВАК России (4 из них включены в международную базу цитирования), 1 монография.
Структура и объем диссертации. Работа включает следующие разделы: введе-
ниє (12 с), основную часть (310 с), заключение (4 с), список сокращений и условных обозначений (1 с), список литературы (55 с.) и приложения (4 с).
Диссертация изложена на 381 странице компьютерного исполнения, содержит 176 таблиц, 1 рисунок. Список литературы включает 496 источников, в том числе 75 зарубежных.
