Введение к работе
1.1 Актуальность темы. В связи с введением Федеральных законов «О санитарно-эпидемиологическом благополучии» (1999г.) и в рамках реализации программы «Об утверждении Концепции экологической безопасности Республики Татарстан (на 2007-2015 годы)» проблема организации надзора и контроля в области обеспечения качества и безопасности продуктов питания в последние годы получила принципиально новое развитие. Проблема разработки технологии производства экологически безопасной продукции животноводства – многогранна и определяется общим экологическим состоянием среды, главной причиной ухудшения которой - экотоксиканты. Опасными среди них являются тяжелые металлы (ТМ), вследствие их высокой миграционной способности, склонности к «биоаккумуляции», а также специфическому токсическому действию (Шаяхметов Д.А., 1997; Тремасов М.Я. и др., 2002, 2010; Папуниди К.Х. и др., 2000, 2005, 2007; Шабунин С.В., 2009; Soghorian, S., 2009).
Активная антропогенная деятельность способствует созданию техногенных биогеохимических провинций с аномальным содержанием тяжелых металлов. Комплексная оценка обстановки в регионе нефтедобычи юго-восточной зоны Республики Татарстан установила ее высокую напряженность с проявлением деградации почв и растительности, превышением ПДК тяжелых металлов в земельных угодьях (Шакиров В.З., 1997; Файрушина С.М., 2008) кормовых культурах и животноводческой продукции (Зарипова Л.П., 2000; Иванов А.В. и др., 2001).
Формирование антропогенных аномалий отрицательно сказывается и на здоровье сельскохозяйственных животных, а вследствие этого и на их продуктивности и качестве молока (Самохин В.Т., 1996, 2000; Рабинович М.И. и др., 1996, 1999; Ахметзянова Ф.К., 2008, 2009; Смирнов А.М., 2009, 2010; Смирнов А.М., Дорожкин В.И., 2011).
До сих пор нет четких данных о степени перехода токсичных элементов (ТЭ) из почв в растения и животноводческую продукцию. Поэтому изучение процесса ограничения миграции тяжелых металлов (свинец, кадмий, цинк и медь) в системе «почва – растение – животное – молоко» является важной проблемой биологии и экологии.
В систему мер комплексного подхода к решению вопросов защиты животных от техногенных воздействий необходимо включать препараты, которые снижают всасывание ксенобиотиков путем использования комплексообразующих соединений растительного происхождения- пектинов, которые благодаря широкому спектру фармакологической активности обладают свойствами адсорбента (Трахтенберг И.М., 1995; Иванов С.Д., 2000; Хотимченко М.Ю., 2007, 2009; Истомин А.В., 2009; Schepetkin I.A., 2006; Masuelli M.A., 2011).
Исследованиями последних лет установлена способность бентонитовых природных минералов сорбировать и выводить из организма животных тяжелые металлы и другие токсиканты (Зухрабов М.Г., Папуниди К.Х., 1997; Рабинович М.И., 1999; Ежкова А.М., 2005; Крюков Н.И., 2011 и др.).
Все это обусловило актуальность и выбор темы диссертационной работы и основные направления научного поиска.
1.2 Цель и задачи исследований. Цель работы – проанализировать миграцию токсических элементов в трофической цепи «почва – растение – животное – молоко» для разработки рекомендации по снижению уровня токсикантов в организме лактирующих коров и молоке с применением энтеросорбентов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Проанализировать экологическую ситуацию по ТМ в Республике Татарстан с выяснением ее особенностей в условиях базового хозяйства юго-восточного региона;
2. Выявить закономерности накопления токсичных элементов в сыром молоке коров по сезонам года и исследовать их влияние на его физико-химические свойства;
3. Определить коэффициенты миграции и накопления токсикантов в хозяйствах юго-восточной зоны Республики Татарстан;
4. Оценить сорбционные свойства энтеросорбентов различных групп в отношении ТЭ;
5. Изучить влияние цинка и меди на организм лабораторных животных с проведением исследования крови, патологоморфологических и гистологических изменений тканей на фоне применения низкоэтерифицированного пектина и бентонита Биклянского месторождения;
6. Изучить эффективность бентонита раздельно и совместно с пектином в рационах лактирующих коров в зоне с повышенной техногенной нагрузкой.
1.3 Научная новизна. Установлен уровень загрязнения и коэффициенты перехода и накопления свинца, кадмия, меди, цинка в цепи «почва- корма - молоко» в хозяйствах РТ.
Впервые проведена коррекция токсичных элементов в рационе и молоке с помощью комплексного применения низкоэтерифицированного пектина и высокодисперсного бентонита in vitro и изучено их влияние на лабораторных и сельскохозяйственных животных.
1.4 Практическая ценность работы. Мониторинговыми исследованиями в хозяйствах юго-восточной зоны Республики Татарстан установлена загрязненность токсичными элементами в пищевой цепи «почва – растение – животное – молоко». Полученные результаты использованы при разработке мероприятий по применению пектина и бентонита для получения экологически безопасного молока и снижения содержания тяжелых металлов в организме животных. По результатам исследований, проведено картографирование с нанесением зон, неблагополучных по содержанию ТМ в почве, кормах, молоке. Разработаны Методические рекомендации – «Отравление солями тяжелых металлов (миграционная способность, этиология, детоксикация, профилактика и лечение)», утвержденные первым заместителем Министра сельского хозяйства и продовольствия РТ (20.11.2012г.).
1.5 Апробация материалов диссертации. Основные материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных сессиях ФЦТРБ-ВНИВИ по итогам НИР за 2007–2012 г.г.; ежегодных республиканских, всероссийских, международных научно- практических конференциях и симпозиумах (Казань, 2008, 2009, 2010; Москва, 2008, 2009, 2010, 2012; Ульяновск, 2010; Харьков, 2010; Краснодар, 2011).
1.6 Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ, в том числе 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
1.7 Основные положения, выносимые на защиту:
Экологическая ситуация по ТМ в Республике Татарстан с выяснением ее особенностей в условиях базового хозяйства юго-восточного региона;
Накопление токсичных элементов в сыром молоке коров по сезонам года и его физико-химические свойства;
Коэффициенты миграции и накопления свинца, кадмия, меди, цинка в цепи «почва – корма – молоко»;
Сорбционные свойства энтеросорбентов различных групп в отношении свинца, кадмия, цинка, меди in vitro;
Гематологические, патоморфологические и гистологические показатели при хроническом отравлении животных цинком и медью на фоне использования низкоэтерифицированного пектина и высокодисперсного бентонита.
Эффективность бентонита совместно с пектином в рационах лактирующих коров в зоне с повышенной токсической нагрузкой.
1.8 Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 165 страницах компьютерного текста и включает: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, собственные исследования, обсуждение результатов, выводы, практические предложения, список использованной литературы и приложения.
Работа иллюстрирована 35 таблицами и 32 рисунками. Список литературы включает 286 источников, в том числе 34 – иностранных. В приложении представлены документы, подтверждающие результаты основных этапов работы.
