Содержание к диссертации
Введение
1. Цель и задачи исследований 7
2. Обзор литературы , 10
2.1. Радиошстивность, ее действие на человека и сельскохозяйственных животных 10
2.1.1. Основные свойства радиоактивных веществ и радиоактивных излучений 10
2.1.2. Распространение радиоактивных веществ в окружающей среде 12
2.2. Пути поступления радиоактивных веществ в организм животных и человека .15
2.2.1. Цезий-137 19
2.2.2. Калий-40 21
2.3. Действие радиации на организм животных и человека 22
2.4. Ведение сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения 25
2.5. Мероприятия по снижению содержания радионуклидов в продукции животноводства ..27
2.5.1. Снижение поступления радиоактивных веществ в растения 27
2.5.2. Переход радионуклидов в организм животных и человека 30
2.6. Характеристика растительных компонентов, использованных в рационах коров 35
2.7 Заключение по обзору литературы 39
3. Результаты исследовании 40
3.1. Материал и методы исследований 40
3.2. Использование растительных кормовых добавок (муки листьев крапивы и плодов рябины красной) в рационах коров айрнтирской породы в период затухания лактации 43
З.З.Влияние скармливания рационов с включением лекарственных растений на повышение молочной продуктивности и увеличение живой массы коров айрширской породы в период затухания лактации 50
3.4.Поведение радионуклидов в звене рацион - продукты выделения у коров айрширской породы в период затухания лактации 53
3.4.1. Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион-продукт выделения (моча) 53
3.4.2. Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - продукт выделения (кал) 57
3.4.3. Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - продукт животноводства (молоко) 60
3.5. Экскреция и ретенция радионуклидов организмом коров айрширской породы в период затухания лактации в зимне-стойловый период 64
3.6. Использование растительных кормовых добавок (муки листьев крапивы и плодов рябины красной) в рационах коров айрширской породы в стельный сухостойный период 61
3.7. Поведение радионуклидов в звене рацион - продукты выделения (кал, моча), и рацион - околоплодные воды, плацента у стельных сухостойных коров айрширской породы 71
3.7.1. Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - продукт выделения (моча) 72
3.7.2. Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - продукт выделения (кал) 76
3.7.3. Влияние лекарственных растении на поведение радионуклидов в звене рацион - околоплодные воды 80
3.7.4. Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - плацента 84
3.8. Сравнительная оценка выведения радионуклидов с калом и мочой у лактирующих и стельных сухостойных коров при использовании лекарственных растений 85
3.9. Заключение 90
3.10.. Эффективность использования лекарственных растений в рационах лшстирующих коров 94
4. Выводы 97
5. Предложения производству 98
Список использованной литературы
- Радиошстивность, ее действие на человека и сельскохозяйственных животных
- Пути поступления радиоактивных веществ в организм животных и человека
- Использование растительных кормовых добавок (муки листьев крапивы и плодов рябины красной) в рационах коров айрнтирской породы в период затухания лактации
- Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - продукт животноводства (молоко)
Введение к работе
Организация рационального кормления молочного скота основывается на знании его потребности в энергии, питательных и биологически активных веществах, необходимых для синтеза молока, сохранения в норме воспроизводительных функций и здоровья. Большое значение при этом имеет совершенствование зоотехнического анализа кормов, который в настоящее время должен соответствовать показателям детализированных норм, а так же выявлять присутствие различных токсических веществ, в том числе и радионуклидов. Необходимость в этом продиктована проблемой повышения качества производимой и реализуемой сельскохозяйственной продукции, повышением ее конкурентноспособности.
Организм коров в период затухания лактации и в сухостойный период активно загрязняется радионуклидами. Поэтому целесообразно изыскивать местные, доступные, дешевые компоненты, эффективно способствующие выведению их из организма на фоне зимних рационов кормления.
Недостаточное количество экспериментального материала по загрязненности кормов и продуктов животноводства радионуклидами сдерживает ведение целенаправленной работы по совершенствованию методов и систем учета, регулирования и прогнозирования взаимосвязей организма молочного скота айрширской породы с окружающей средой. В специальной сельскохозяйственной литературе крайне мало информации о содержании радионуклидов в рационах кормления коров при затухании лактации и в сухостойный период.
На протяжении лактационной деятельности, особенно второй половины, в организме в разной степени накапливаются радионуклиды цезий-137 и калий-40. Для получения здорового потомства необходимо заботиться о полноценном кормлении стельных сухостойных коров.
Питательные вещества, проходя через плацентарный барьер, попадают в организм плода, новорожденного.
Оздоровление плода и новорожденных при стельности с фетоплацентарной недостаточностью (ФПН) - одна из важнейших задач современной ветеринарной медицины и скотоводства (А.В. Картелишев, Г.Н. Вяйзенен, 2004). Длительно существующая дисфункция плаценты приводит при ФПН к нарушению нормального функционирования системы "мать - плацента - плод" со значительными изменениями основных видов обмена веществ между матерью и плодом.
По концентрации радионуклидов в продуктах выделения можно судить о чистоте организма коров при затухании лактации и в сухостойный период.
По данному направлению исследований проведено чрезвычайно мало работ, в частности, при сено-силосном типе кормления коров айрширской породы в условиях Северо-Запада РФ.
Радиошстивность, ее действие на человека и сельскохозяйственных животных
Широкое использование атомной энергии в нашей стране и в мире в целом, ставит задачу перед специалистами различного профиля, в том числе и перед работниками сельского хозяйства, глубоко и всесторонне изучать влияние радиоактивных излучений на окружающую среду и живые организмы.
Прежде всего необходимо изучить саму природу радиоактивных излучений и их свойства.
Все живое и неживое на земле состоит из химических элементов, наименьшей составной частью которых являются атомы, сохраняющие все свойства элементов. Атомы состоят из ядер, включающих в себя протоны и нейтроны, сумма протонов и нейтронов называется массовым числом (59).
Значительная часть химических элементов состоит из смеси атомов с различным числом нейтронов, то есть атомов с неодинаковыми массовыми числами. Эти атомы, с одинаковыми химическими свойствами, но с различными массовыми числами, принято называть изотопами ( например, природный калий состоит из трех изотопов; К-39, К-40, К-41) [63].
Изотопы элементов подразделяются на две категории — стабильные и радиоактивные. Отличие радиоактивных изотопов в том, что их ядра, имея избыточное число нейтронов, со временем самопроизвольно, испуская частицы и выделяя энергию, превращаются в ядра других химических элементов. Свойство неустойчивых атомов переходить в атомы стабильных элементов с выделением альфа-, бета-частиц или гамма-квантов и является сутью радиоактивности.
При взаимодействии альфа-,бета- и гамма-излучений с веществом происходит его ионизация. Биологическое действие ионизирующих излучений обусловлено поглощением выделяющейся энергии тканями живых организмов
Распределение ионов в пространстве при поглощении энергии различных видов излучений неодинаково и зависит от проникающей способности излучений. Проникающая способность альфа-частиц очень низкая - распространение их в тканях обычно не превышает 0,1 мм. В то же время на этом коротком пути альфа-частицы образуют огромное количество ионов.
Длина пробега бета-частиц зависит от их энергии и плотности вещества, через которое движется частица. Глубина проникновения бета-частиц в растительные и животные ткани обычно не превышает 1 см, однако это расстояние не в полной мере характеризует длину пробега частиц так как путь их движения в веществе извилист.
Гамма-кванты не имеют заряда и массы покоя, поэтому от источника они распространяются равномерно и прямолинейно во все стороны, обладая сильной проникающей способностью.
Если атомы отличаются друг от друга не только массовым числом, но и химическими свойствами, то их называют нуклидами, а в том случае, если они обладают свойствами радиоактивности, радионуклидами. Мерой количества радионуклидов служит активность - количество атомов, распадающихся в радиоактивном препарате за секунду [44,63,304].
Количественную характеристику излучения можно дать, используя единицы измерения системы СИ:
І.Беккерель (Бк) - единица измерения активности радиоактивного образца, равная одному распаду в секунду.
2.Поглощенная доза (Грей) - энергия ионизирующего излучения, поглощенная излучаемым телом (тканями организма), в пересчете на единицу массы.
3.Эквивалентная доза (Зиверт) - поглощенная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к излучению.
4.Эффективная эквивалентная доза (Зиверт) - суммарный эффект облучения для организма.
5.Коллективная эквивалентная доза (человеко-Зиверт) — произведение эффективной эквивалентной дозы и числа подвергнутых излучению индивидуумов [21,83,105].
Пути поступления радиоактивных веществ в организм животных и человека
После поступления в окружающую среду радионуклиды могут в определенной мере попадать в сельскохозяйственные объекты и загрязнять их. При рассмотрении сельскохозяйственных животных и птиц с точки зрения возможных источников радиоактивного загрязнения рациона человека необходимо располагать сведениями о происхождении радионуклидов, путях их поступления в организм животных и степени участия в обменных процессах [77].
В естественных условиях поступление радионуклидов в организм животных может происходить через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, поврежденные и неповрежденные кожные покровы.
Кормовые продукты растительного происхождения, необходимые для жизнедеятельности организма животных, а так же для производства животноводческой продукции, всегда содержат некоторое количество естественных радиоактивных элементов. Но при значительном радиоактивном загрязнении внешней среды концентрация радионуклидов в кормах повышается. Частично радионуклиды в органы пищеварения поступают с водой [22,97].
Слизистая оболочка всех отделов желудочно-кишечного тракта обладает способностью абсорбировать радионуклиды. В ротоваой полости и пищеводе радионуклиды практически не усваиваются из-за малой продолжительности их пребывания. В желудке (преджелудках) радионуклиды слабо абсорбируются, главным местом абсорбции большинства радионуклидов являетсяч кишечник. Усвоение радионуклидов у различных сельскохозяйственных животных может варьировать в широких пределах. [6]. У молодняка всасывание радионуклидов может приближаться к 100 %, снижение поглощения радионуклидов у взрослых животных объясняется более слабой проницательностью мембран кишечной стенки и меньшей потребностью взрослых животных в минеральных веществах [51].
По данным Г.Н.Вяйзенена, А.А. Федотова (1995, 1996) радионуклидьі поступают в организм молочных коров в основном с кормами зимних и летних рационов [24,28,32].
Количество радиоактивных веществ в этом случае будет небольшим, но вследствие длительного кормления такими кормами животных в их организме постепенно накапливаются долгоживущие радионуклиды, вызывая хроническое облучение отдельных органов. Если даже эти количества не будут вызывать заболевании животных, то использование мяса от таких животных может быть опасным для человека [76].
Поступление радиоактивных веществ в организм сельскохозяйственных животных и птиц через органы дыхания практического значения, как правило, не имеет, поскольку не все радиоактивные частицы, попавшие с воздухом, задерживаются в дыхательных путях, часть их удаляется при выдохе. По мнению С.Комара (1971), большая часть радиоактивных частиц, диаметр которых превышает 5-10 мкм, оседает на слизистой мембране носовой полости, стенках верхних дыхательных путей, откуда с помощью мерцательного эпителия они удаляются в ротовую полость и заглатываются. Следует также иметь в виду, что накопление радионуклидов в органах дыхания не может достигать больших размеров, так как срок пребывания радиоактивных частиц в нижних слоях атмосферы короткий. Все это позволяет говорить о том, что органы дыхания, как путь поступления радионуклидов в организм животных, существенного значения в загрязнении получаемой от них продукции иметь не могут [69,78].
В незначительных количествах происходит накопление радионуклидов у сельскохозяйственных животных и в результате контакта радиоактивных веществ с их кожей. По данным Л.А.Ильина и других (1972), неповрежденная кожа является эффективным барьером для проникновения большинства радионуклидов [45].
Распределение и накопление радионуклидов в организме происходит неодинаково. Различают три основных типа распределения: равномерный (диффузный), ретшсуло-эндотелиальный и скелетный (остеотропный). Такое деление, являющееся до некоторой степени условным, выражает наиболее общие закономерности распределения [39].
По первому типу в организме распределяются изотопы щелочных элементов ( натрия, калия, цезия). По второму - изотопы тяжелых естественных радиоактивных элементов (тория, полония и др.) По третьему - радиоактивные изотопы щелочноземельных элементов.
Радионуклиды с коротким периодом полураспада, как правило, не представляют долговременной опасности (исключая ситуации, связанные с радиационными авариями), поскольку их высокая активность сохраняется в течение короткого времени, так же, как и радиоактивные элементы с большим периодом полураспада (тяжелые естественные радионуклиды), которые характеризуются низкими значениями коэффициентов перехода по сельскохозяйственным цепочкам.
Использование растительных кормовых добавок (муки листьев крапивы и плодов рябины красной) в рационах коров айрнтирской породы в период затухания лактации
Наука о кормлении сельскохозяйственных животных включает несколько направлений исследований: изучение состава и питательности кормов, определение потребностей животных в питательных веществах и энергии с учетом их физиологического состояния и уровня продуктивности, изучение условий, обеспечивающих наилучшее использование кормов, разработку типовых рационов, включая технику кормления и технологию приготовления кормов.
Полноценность кормления обуславливается наличием в рационах определенного количества энергии и питательных веществ в соответствии с потребностями животных. В полноценных рационах должно быть оптимальное соотношение между грубыми, сочными и концентрированными кормами. Необходимое условие полноценности рационов - корма высокого качества и хорошая поедаемость их животными.
Важнейшей задачей науки о кормлении животных является совершенствование зоотехнического анализа кормов, который в настоящее время должен соответствовать показателям детализированных норм, нельзя не отметить необходимость систематического изучения в кормах различных токсических веществ, в том числе и радионуклидов.
Человек является конечным звеном многих цепей питания, и в большинстве случаев именно его техногенная деятельность привносит в эти цепи нежелательные, а зачастую и опасные для его здоровья элементы. В то же время только человек способен предсказать поведение вещества в природе и предупредить нанесения вреда как окружающей среде, так и самому себе. Создание моделей распространения радионуклидов в природных и антропогенных системах, исследование миграции по различным схемам как раз и служат вышеуказанной цели.
Химические элементы переходят в каждое последующее звено цепи: растение (корм) - животное - продукт животноводства согласно определенным закономерностям. При этом они не только производят облучение внутренних органов животного, но и переходят в пищевой продукт - молоко.
Необходимы строгий контроль и регуляция содержания радионуклидов на каждом этапе пищевых цепей. По данным Г.Н.Вяйзенена и А.А.Федотова (1996), радионуклиды поступают в организм коров с кормами и водой питьевой, поэтому первой ступенью в нашем исследовании кроме определения питательности имеющихся кормов, стал анализ загрязненности рационов коров айрширской породы в период затухания лактации радиоцезием и радиокалием.
В связи с обострением энергетической проблемы в настоящее время как никогда раньше со всей остротой стоит вопрос о рациональном использовании растительных продуктов, а точнее местных лекарственных растений в рационах коров при различном физиологического состоянии для активизации обменных процессов, выведения накопленных в процессе жизнедеятельности токсических веществ а, следовательно, повышения продуктивности и получения более качественного с экологической точки зрения молока.
В качестве кормовых добавок для предполагаемого блокирования перехода радионуклидов в молоко использовали компоненты растительного происхождения (мука листьев крапивы и плоды рябины красной).
Химический состав и питательность кормов и растительных кормовых добавок представлены в таблице 2.
На основании питательности кормов и согласно схеме опыта были составлены рационы для коров айрширской породы в период затухания лактации.
Во второй период лактации корова должна восполнить запас питательных веществ тела, использованных в первый период на синтезе молока. Уменьшение продуктивности с ходом лактации не должно служить основанием для снижения полноценности кормления животного, поскольку в этот период происходит рост плода, на формирование тканей и органов которого расходуется значительное количество органических и минеральных веществ. Особенно важно обеспечить потребности стельных коров в последние 2-3 месяца до отела, в период интенсивного роста плода.
Влияние лекарственных растений на поведение радионуклидов в звене рацион - продукт животноводства (молоко)
Известно, что с молоком и молочными продуктами в организм человека в разные периоды жизни может поступать от 50 до 100 % находящегося в кормах цезия-137 и заметное количество калия-40, поэтому, при изучении миграции указанных радионуклидов по биологическим и пищевым цепочкам, большое внимание уделяется переходу их из внешней среды в молоко.
Концентрация цезия-137 в молоке коров контрольной группы была на уровне 1,11 Бк/кг.. Использование в рационах в качестве растительных кормовых добавок 10 и 30 г плодов рябины снизило концентрацию данного нуклида до 0,74 Бк/кг, (td =0,76; td =0,84), а применение 30 г муки листьев крапивы позволило полностью очистить молоко от присутствия цезия-137 (табл. 13). Использование в рационах муки листьев крапивы в количестве 5 и Юг, а так же плодов рябины в количестве 5 г, привело к повышению уровня содержания нуклида цезия на 23%.. .44% по отношению к контролю.
В отношении концентрации в молоке радионуклида калий-40, особенно при включении в основной рацион 10 г муки листьев крапивы удалось снизить ее на 4,69 Бк/кг по отношению к контролю (td =1,1). В остальных опытных группах лекарственные растения не оказали существенного влияния на снижение концентрации радиокалия в молоке, напротив, в сравнении с контролем несколько ее увеличив. Минимальное увеличение концентрации калия-40 наблюдалось при использовании с основным рационом 5 г муки листьев крапивы — на 5 % по сравнению с контролем (td =0,2), максимально ее увеличили 30 г этого же ингредиента — на 39 % (td =3,0, Р 0,001). Плоды рябины красной во всех количествах, примененных в научном эксперименте, увеличили содержание радионуклида калия в молоке на 6,53 Бк/кг ...9,49 Бк/кг (td =1,04; 1,7; 1,2 соответственно увеличению массы плодов).
Использование в рационах лактирующих коров 30 г муки листьев крапивы способствовало прекращению трансформации цезия-137 в молоко, а 10 и 30 г плодов рябины красной снизило ее до 0,38 %. В других опытных группах коров отмечалось некоторое повышение трансформации радионуклида из рационов в молоко - в пределах 0ДЗ ... 0,25 % по сравнению с контрольной.
Одновременно трансформация калия-40 в молоко коров, потреблявших с основным рационом 5, 30 г листьев крапивы, 5,10 и 30 г плодов рябины ежесуточно, увеличилась по сравнению с контролем соответственно на 0,03 ... 0,15 %. И только включение в рацион 10 г муки листьев крапивы снизило поступление калия-40 в молоко из рациона на 0,09 %.
Выведение цезия-137 с молоком коров контрольной группы составило 3,42 % от поступившего с рационом (таблица 15).
Применение в рационах 10 и 30 г плодов рябины в сравнении с контролем уменьшило выведение данного нуклида с молоком на 1,41 %, а полностью очистить данный продукт животноводства от радиоцезия оказалось возможным, используя лишь 30 г муки листьев крапивы. В первой, второй и четвертой опытных группах, напротив, использование растительных кормовых добавок оказало обратный эффект. Так, использование в качестве добавки 5 и Юг муки листьев крапивы усилили экскрецию цезия-137 с молоком на 1,07% и 1,51% соответственно, по сравнению с контролем. Плоды рябины в количестве 5 г, увеличили выведение радиоцезия с молоком на 1,34%.
Нуклида калия во всех опытных группах (за исключением второй), с молоком коров выводилось больше, чем у контрольной. 10 г муки листьев
крапивы, которые получали ежесуточно коровы второй опытной группы, позволили снизить выведение калия-40 на 0,23 % по отношению к контрольной группе.
Похожие диссертации на Использование лекарственных растений в рационах коров айрширской породы
