Содержание к диссертации
Введение
1. Цель и задачи исследований 5
2. Обзор литературы 7
3. Собственные исследования 36
3.1. Характеристика биогеохимических условий хозяйств, в которых находился крупный рогатый скот на откорме 36
3.2. Условия и методика проведения исследований 46
3.3 Содержание тяжелых металлов в кормах, скармливаемых крупному / рогатому скоту на откорме 56
3.4. Накопление свинца (РЬ), кадмия (Cd), pTyra(Hg), мышьяка (As) в мясных продуктах крупного рогатого скота в зависимости от упитанности, породы и климатических условий Амурской области 67
3.4.1. Оценка качества мясопродуктов 67
3.4.2. Накопление свинца, кадмия, ртути и мышьяка в мясе крупного рогатого скота в зависимости от породы, упитанности и зональных особенностей Амурской области 78
3.4.3. Накопление свинца, кадмия, ртути и мышьяка в субпродуктах в зависимости от упитанности крупного рогатого скота и зональных особенностей Амурской области 80
3.5 Результаты научно-хозяйственного опыта на откармливаемом молодняке крупного рогатого скота герефордской породы 82
4. Обсуждение результатов исследований 88
Выводы 97
Предложение производству 98
Список литературы
- Характеристика биогеохимических условий хозяйств, в которых находился крупный рогатый скот на откорме
- Содержание тяжелых металлов в кормах, скармливаемых крупному / рогатому скоту на откорме
- Накопление свинца, кадмия, ртути и мышьяка в мясе крупного рогатого скота в зависимости от породы, упитанности и зональных особенностей Амурской области
- Результаты научно-хозяйственного опыта на откармливаемом молодняке крупного рогатого скота герефордской породы
Введение к работе
Одной из наиболее актуальных проблем в сельском хозяйстве России является производство и улучшение качества животноводческой продукции. Рост производства продуктов скотоводства требует совершенствования структуры производства, системы нормирования кормления скота, прогрессивных технологий заготовки и хранения кормов.
Химический состав кормов и их питательность зависит в первую очередь от зональных почвенно-климатических условий. Поэтому, в каждом районе страны вопросы кормопроизводства следует решать с учетом биогеохимических и экономических условий[142].
В связи с этим все вопросы кормления животных и кормопроизводства следует решать в зависимости от природно-климатических и экономических условий конкретного региона. В соответствии с этим вся территория страны подразделена на почвенно-климатические зоны, имеющие свои особенности в химическом составе и питательности кормов, а, следовательно, и в ведении сельского хозяйства в целом и в животноводстве в частности.
Приамурье относится к неблагоприятным экологическим зонам. По сравнению со среднероссийскими показателями в Амурской области на 15 - 20 % понижена витаминно-минерально-белковая питательность основных сельскохозяйственных культур [1,4, 5, 15, 35, 85, 94,138].
В состав Амурской области входят ряд биогеохимических провинций, в различной степени бедных йодом, кобальтом, железом, кальцием, фосфором, и другими минеральными веществами. Дефицит этих веществ в кормах и продуктах питания приводит к снижению продуктивности и возникновению ряда эндемических заболеваний у человека и животных.
(, Но наряду с установленным дефицитом отдельных минеральных
веществ в биосфере Амурской области [85, 92] наблюдается избыток таких элементов, как стронций, свинец, кадмий, ртуть и другие.
Загрязнение атмосферы, сточных вод и почв токсичными металлами приводит к их накоплению в растительных кормах и отрицательно влияет на организм животных и качество получаемых от них мясомолочных продуктов.
Присутствие свинца, ртути, кадмия и других токсичных элементов в кормах и продуктах питания выше максимально допустимого уровня (МДУ) способно вызвать в организме животного и человека ряд серьезных заболеваний, связанных с отравлением, сердечными заболеваниями, анемией, ломкостью костей и т.д.
Основным путем (до 70%) поступления тяжелых металлов в
организм человека являются пищевые продукты. Сельскохозяйственная
% ' продукция, а именно продукция животноводства, является одним из
основных источником снабжения населения продовольствием. В связи с этим продукты животного происхождения (в первую очередь молоко и мясо) могут являться основными поставщиками тяжелых металлов в организм человека.
В условиях Амурской области недостаточно данных о концентрации ряда тяжелых металлов и причинах их накопления в такой, наиболее употребляемой людьми сельскохозяйственной продукции, как мясо и субпродукты.
Поэтому изучение содержания тяжелых металлов и других токсичных веществ и причины их накопления в мясных продуктах является актуальной проблемой для условий Приамурья.
Характеристика биогеохимических условий хозяйств, в которых находился крупный рогатый скот на откорме
Амурская область лежит в умеренном климатическом поясе. Ее климат ультраконтинентальный с муссонными чертами. Годовая суммарная солнечная радиация 107 - 117 ккал на 1 кв. см. Господствует умеренный континентальный воздух, зимой вторгается арктический. Преобладает западный перенос воздушных масс, развита циклоническая деятельность.
Континентальность климата выражается большими годовыми (45 -50) и суточными (до 20) амплитудами температур воздуха; муссонность - почти исключительно северо-западными ветрами зимой, резким преобладанием летних осадков. Континентальность климата Амурской области (81 - 100%) больше, чем на любой другой территории земного шара, лежащей в тех же широтах.
Среднегодовая температура воздуха от 0 до -8. Средняя температура воздуха в июле - от 17 на севере до 21 на юге. Абсолютный максимум 42 (Константиновка). Безморозный период от 57 дней на севере до 144 дней на юге. Вегетационный период со средними температурами воздуха выше 10 - от 86 дней на севере, до 134 дней на юге. Зимой отрицательная температурная аномалия до 17. Средние температуры воздуха в январе от -26 на юге, до -32 на севере. Абсолютный минимум -58 (бассейн р.Нюкжи).
Годовое количество осадков - от 430 мм на западе до 800 мм на востоке. Они выпадают преимущественно в теплый период (90 - 92% год.). Дожди ливневые и обложные, бывает град. Значительные колебания щ количества осадков по годам - в Благовещенске, например, от 260 до 785 мм (при норме 575 мм). Зимой снежный покров от 17 см на юге, до 42 см на севере. Среднегодовая скорость ветра до 3,6 м/сек. Весной и осенью, в отдельные дни, она достигает 20 м/сек. Облачность в июле 6,5 балла, в январе 3 балла (Благовещенск). По количеству часов солнечного сияния зимой Амурская область занимает одно из первых мест в стране.
В южной части зимой образуется слой сезонной мерзлоты до 2,5 - 3 м, максимально - более 3,2 м, полностью оттаивающий к началу июля. В средних и северных частях - максимально до 70 - 80 м.
Четко выражены времена года. Лето - преимущественно жаркое, на севере теплое, дождливое, но со значительным количеством солнечного сияния. Зима холодная, сухая, с маломощным снежным покровом, с большим количеством солнечного сияния [2, 8, 9],
Растительность области слагается из нескольких флор (рис.1): и восточно-сибирская (типичные представители - лиственницы Гмелина и даурская, ель сибирская), маньчжурская (бархат амурский, лимонник китайский), охотско-камчатская (ель-аянская, пихта белокорая), монголо-даурская (леспедеца двухцветная, ковыль), тихоокеанская (стланник кедровый, водяника черноплодная). Каждая флора насчитывает до 2000 видов высших сосудистых растений, среди которых есть реликты. В местных флорах преобладают древесные и кустарниковые, распространены также болотные и луговые формации. Лесистость составляет 63% от площади области и уменьшается с севера на юг.
Основные лесообразующие виды - лиственница Гмелина и даурская, сосна обыкновенная, береза плосколистная, рододендрон даурский. Растительность располагается зонально. В горах - вертикальная поясность.
Зона тайги охватывает весь север области до 52 северной широты, на востоке зоны заметно участие ели аянской и пихты белокорой. В поймах рек - тополь душистый, чозения, рябина, ольха. В подлеске багульник, рододендрон. Много марей, в них карликовые березы. В тайге много ягодников - брусники, голубики, смородины.
Содержание тяжелых металлов в кормах, скармливаемых крупному / рогатому скоту на откорме
Природные условия в каждом регионе страны сказываются на интенсивности роста, сроках уборки и на питательности кормовых культур. Одноименные корма, выращенные в различных природно-климатических зонах, будут значительно различаться между собой не только по содержанию органических веществ, но и по минеральному составу.
Корма Амурской области имеют существенные зональные отличия от состава одноименных кормов в среднем по России в сторону снижения основных нормируемых минеральных веществ.
Накопление в растительных кормах токсичных металлов отрицательно влияет на организм животных и качество получаемых от них мясомолочных продуктов. В связи с этим изучение зональных особенностей содержания токсичных элементов в кормах, а так же разработка доступных методов по их выведению из организма животных с целью получения экологически чистой продукции, является серьезной экологической проблемой в условиях Амурской области.
Высокая доступность тяжелых металлов р растение определяется их подвижными формами, которые зависят от рН почвы. В исследуемых хозяйствах почвы кислые (рН ниже 5). С увеличением кислотности почв концентрация тяжелых металлов в почве увеличивается, что приводит к их избыточному накоплению в кормовых культурах.
Содержание тяжелых металлов в кормах сельскохозяйственных районов, из которых скот поступал на Благовещенский мясокомбинат k отражено в таблице 3 и 4. Оценка уровня загрязнения растительных кормов проведена по трем группам: зерновые, грубые и сочные.
Концентрация свинца во всех видах кормов в среднем превышает фоновый уровень (ФУ) в 1,2 раза, содержание титана и бария отмечено в пределах ФУ.
Низким уровнем содержания свинца отличаются овощные культуры, такие как свекла кормовая и морковь, концентрация металла здесь в среднем составляет 0,04 мг/кг. Концентрация свинца в картофеле выше этого значения в 1 - 8,2 раза и в среднем по районам равна 0,18 мг/кг. Наибольшая концентрация свинца обнаружена в картофеле, собранном в Тамбовском районе (на 0,15 мг/кг выше среднего показателя), а также Бурейском (выше на 0,06 мг/кг) и Благовещенском (выше на 0,02 мг/кг) районах.
Концентрация свинца в сене в среднем составляет 0,94 мг/кг, что также выше ФУ. В сене луговом Благовещенского района содержится свинца больше, чем в сене других районов. Концентрация свинца здесь превышает среднее значение в 2,2 раза. Высока концентрация свинца в сене луговом Архаринского района (на 0,18 мг/кг выше среднего). Низким содержанием свинца отличается сено луговое Ивановского района (в 2,1 раза ниже среднего значения). Наименьшее количество свинца обнаружено в сене тимофеечном Завитинского района (в 2,1 раза ниже среднего показателя), наибольшее - в сене тимофеечном Бурейского района (в 1,2 раза выше реднего). Достаточно высокий уровень содержания свинца в сене, приготовленном из всех видов злаковых однолетних и многолетних трав большинства районов. Концентрация металла здесь на 0,01 мг/кг выше среднего значения в Ивановском районе, на 0,13 мг/кг - в Тамбовском, на 0,17 мг/кг- в Бурейском, на 0,3 6 мг/кг - в Архаринском.
В траве лугов и пастбищ уровень содержания свинца относительно высок, хотя и ниже ФУ. Так, в траве естественного луга концентрация f свинца в среднем составила 1,28 мг/кг. Сравнительно небольшое количество свинца обнаружено в траве луговой Завитинского и Ивановского районов в 3,4 и 2,7 раза ниже среднего показателя соответственно, больше - в траве луговой Благовещенского района - в 1,3 раза выше среднего, Тамбовского - в 1,6 раза и Бурейского - в 1,8 раза.
Несколько ниже концентрация свинца в траве разнотравно-злакового луга, в среднем по районам она равна 0,93 мг/кг. Выше среднего отмечена концентрация свинца в злаковом разнотравье Завитинского и Архаринского районов (на 0,18 и 0,07 мг/кг выше среднего значения соответственно). В траве многолетних культурных пастбищ (тимофеевка и костер безостый) уровень содержания свинца, так же как и в предыдущих материалах исследования (сено, трава естественного разнотравно-злакового луга), подвержен значительным колебаниям. Концентрация свинца в среднем составляет 0,78 мг/кг (тимофеевка) и 0,81 мг/кг (костер » безостый). Низким уровнем содержания свинца отличается тимофеевка и костер безостый Завитинского района (в 1,9 и 2,0 раза ниже среднего соответственно), высоким - Благовещенского района (в 1,5 и 1,2 раза выше среднего). Анализируемые образцы проб клевера содержали в среднем 0,89 мг/кг свинца. Как видно из таблицы 6 содержание элемента здесь находится примерно на одном уровне.
Таким образом, в травостое лугов и пастбищ наибольшее количество свинца содержалось в траве естественного луга.
Содержание свинца в зерновых культурах имеет свои особенности. Непосредственно в зерне уровень содержания свинца в каждом конкретном случае ниже, чем в соломе (табл. 3). Так, концентрация металла в зерне пшеницы Благовещенского района была в 1,3 раза меньше, чем в соломе; Ивановского - в 2,9 раза; Тамбовского - в 2,2 раза; Завитинского - в 1,5 раза; Бурейского - 1,6 раза и Архаринского - в 1,3 к раза. В среднем концентрация свинца в зерне пшеницы равна 0,40 мг/кг, в соломе - 0,71 мг/кг. Такая же картина наблюдается и при рассмотрении остальных зерновых культур. Средняя концентрация РЬ в зерне сои составляет 0,51 мг/кг, в соломе - 0,79 мг/кг (на 0,28 мг/кг выше, чем в зерне); в зерне ячменя - 0,36 мг/кг, в соломе - 0,59 мг/кг (на 0,23 мг/кг выше); в зерне овса - 0,32 мг/кг, в соломе - 0,69 мг/кг (выше на 0,37 мг/кг).
Накопление свинца, кадмия, ртути и мышьяка в мясе крупного рогатого скота в зависимости от породы, упитанности и зональных особенностей Амурской области
Как показали наши исследования накопление свинца, кадмия, ртути и мышьяка в субпродуктах зависит от упитанности, породы откармливаемого крупного рогатого скота и от биохимических особенностей отдельных районов Амурской области (табл. 9).
Химическим анализом субпродуктов (печень, почки, сердце, язык, легкое) на содержание в них свинца, кадмия, ртути и мышьяка установлен их повышенный уровень в тушах тощих животных (Ш-я категория) из Свободненского района. Наибольшая концентрация всех изучаемых токсичных элементов была в печени. Таким образом накопление токсичных веществ в субпродуктах зависит как #-вчя#б&.от упитанности животных и от уровня содержания их в биосфере, т.е от зональных особенностей Амурской области.
Научно-хозяйственный опыт проведен на откармливаемом молодняке крупного рогатого скота симментальской породы в период с 1 октября по 10 декабря 2002 года в агрофирме АНК «Ленинское» Тамбовского района, Амурской области. Возраст телят в начале опыта был 8-9 месяцев.
При выращивании молодняка крупного рогатого скота на мясо его кормление было организовано с расчетом получения высоких приростов (не менее 750 г в сутки) и достижения живой массы 400-450 кг и более в возрасте 17-18 месяцев. Для достижения таких результатов необходимо полноценное кормление молодняка в молочный и послемолочный периоды его развития.
Основу рациона молодняка в научно-хозяйственном опыте составляли сенаж, злаково-разнотравное сено, зерносмесь и минеральные подкормки.
При проведении опыта за учетный период молодняку обеих групп было скормлено одинаковое количество основных кормов. При анализе кормовых рационов молодняка в возрасте 8-9 месяцев установлен дефицит нормируемых микроэлементов и жирорастворимых витаминов.
В процессе проведения научно-хозяйственного опыта молодняк первой (контрольной) группы получал рацион, принятый в хозяйстве. Молодняк из опытной группы получал рационы, обогащенные балансирующей кормовой добавкой, рецепт которой разработан с учетом фактической питательности кормов и дефицита нормируемых минеральных веществ (табл. 10).
Содержание токсичных металлов в суточных рационах контрольной и опытных групп было одинаковым и в среднем составило (на одну голову): свинца 53,2 мг; мышьяк 0,09 мг; ртути 0,65 мг и кадмия 18,5 мг.
В результате проведения научно-хозяйственного опыта установлено, что обогащение рациона балансирующей добавкой с целью ликвидации в нем нормируемых питательных веществ, способствовало- не только снизить содержание токсичных веществ, но и улучшить мясную продуктивность молодняка (табл. 11). Так, среднесуточный прирост крупного рогатого скота увеличелся с 612 г до 664 г, а живая масса - на 8,5%.
Для изучения возможности и эффективности оптимизации кормовых рационов откармливаемого молодняка симментальской породы в период доращивания был проведен научно-хозяйственный опыт, по приведенной выше схеме (табл.1). Бычки опытной группы получали в составе основного хозяйственного рациона БКД, рецепт которой разработан в соответствии с фактическим содержанием в кормах нормируемых питательных веществ. Каких-либо различий в поедаемости кормов между животными контрольной и опытной группы не наблюдалось.
Показатели прироста живой массы бычков за 95 дней учетного периода от каждого животного опытной группы выше на 21,2кг, чем в контрольной (таблЖ f/Среднесуточный прирост живой массы в контрольной группе составил 528 г, а в опытной - 751 г, или на 223 г больше. Указанное увеличение прироста живой массы можно объяснить, по-видимому, положительным кумулятивным воздействием на организм животных нормируемых веществ, присутствующих в балансирующей кормовой добавке.
Результаты научно-хозяйственного опыта на откармливаемом молодняке крупного рогатого скота герефордской породы
Современный этап развития скотоводства характеризуется все возрастающими требованиями к количественному увеличению продукции, улучшению ее качества и снижению себестоимости. Решение этого вопроса в Дальневосточном регионе имеет свои специфические особенности, которые обусловлены целым комплексом природно-климатических условий, оказывающих непосредственное влияние на характер развития и продуктивные возможности местной кормовой базы.
Сельскохозяйственное производство во многом зависит от биогеохимических и климатических условий Приамурья. Амурская область относится к биогеохимическому региону с резким недостатком в биосфере целого ряда жизненно важных нормируемых макро- и микроэлементов и избытком особо токсичных химических элементов: свинца (РЬ), кадмия (Cd), ртути (ЩХмышьяка (As) и др.
Загрязнение атмосферы, сточных вод и почв токсичными металлами приводит к их накоплению в растительных кормах и отрицательно влияет на организм животных и качество получаемых от них мясомолочных продуктов.
Присутствие свинца, ртути, кадмия и других токсичных элементов в кормах и продуктах питания выше максимально допустимого уровня (МДУ) способно вызвать в организме животного и человека ряд серьезных заболеваний, связанных с отравлением, сердечными заболеваниями, анемией, ломкостью костей и т.д.
Основным путем (до 70%) поступления тяжелых металлов в организм человека являются пищевые продукты. Сельскохозяйственная продукция, а именно продукция животноводства, является одним из основных источником снабжения населения продовольствием. В связи с этим продукты животного происхождения (в первую очередь молоко и мясо) могут являться основными поставщиками тяжелых металлов в организм человека.
В условиях Амурской области недостаточно данных о концентрации ряда тяжелых металлов и причинах их накопления в такой, наиболее употребляемой людьми сельскохозяйственной продукции, как мясо и субпродукты.
Поэтому изучение содержания тяжелых металлов и других токсичных веществ и причины их накопления в мясных продуктах является актуальной проблемой для условий Приамурья.
Основной целью работы явилось изучение накопления ртути, свинца, кадмия и мышьяка в мясе и субпродуктах крупного рогатого скота в зависимости от упитанности, породы и зональных особенностей Амурской области.
Антропогенная нагрузка на природную среду достигла такого уровня, когда отсутствие контроля за последствиями хозяйственной деятельности грозит большими убытками, а иногда и бедствиями, связанными в первую очередь с загрязнением окружающей среды вредными компонентами [104, 128].
По мере ускорения темпов научно-технического прогресса в природу внедряется все больше и больше новых веществ, чуждых ей, порой сильно токсичных для организмов. Часть из них не включается в естественный круговорот и накапливается в биосфере, что приводит к серьезным экологическим последствиям [122, 126].
Для нормального протекания жизненных процессов необходимо поступление в организм животного с кормами определенного количества минеральных веществ и определенное их соотношение между собой и другими веществами.
Нарушение минерального обмена в органах и тканях животного может стать серьезным лимитирующим фактором производства продукции. Последствия эти сводятся к следующему: 1) нарушения функциональной деятельности органов и систем, возникновение алиментарных заболеваний, 2) нарушение воспроизводительных способностей и рождение нежизнеспособного молодняка, 3) снижение продуктивности и качества продуктов, 4) ухудшение использования питательных веществ рациона и увеличение затрат кормов на образование продукции [97].
Избыточное поступление свинца в организм животного приводит к перерождению тканей печени и почек, расстройству функций нервной системы, поражению головного мозга [43]. Передозировка солей меди приводит к потере аппетита, жажде, одышке, желтушности. Резкий избыток кобальта вызывает нарушение роста, полицитемию крови, гиперплазию костного мозга [131]. Повышенное содержание кадмия в рационе животного способно вызвать хрупкость костей, сердечные заболевания [43]. Все эти примеры свидетельствуют об огромной роли тяжелых металлов в регуляции обменных процессов, в поддержании нормального физиологического состояния животных и в стимулировании продуктивности. Поэтому дополнить рационы сельскохозяйственных животных микроэлементами нужно всегда с большой осторожностью.
Сельскохозяйственная продукция, и особенно продукция животноводства, является важнейшим источником снабжения населения продовольствием, а пищевой промышленности - сырьем. В связи с этим продукты животного происхождения (в первую очередь молоко и мясо) могут быть основным поставщиком тяжелых металлов в организм человека [129].
