Содержание к диссертации
Введение
2 Обзор литературы 12
2.1.Основные источники техногенного загрязнение агроэкосферы 12
2.2. Токсикологическая характеристика токсичных элементов 15
2.3. Природные токсины (микотоксины и микотоксикозы) 24
2.4. Миграция токсичных элементов и природных ксенобиотиков в систему почва-растение-животные и их влияние на организм .28
2.5. Пути снижения поступления токсикантов в
сельскохозяйственную продукцию 34
2.6. Радиационный фон и радионуклиды 38
3 Собственные исследования 41
3.1. Материалы и методы исследований 41
3.2. Результаты исследований 47
3.2.1 Анализ контаминации токсичными элементами почвы сельскохозяйственных угодий Тукаевского района РТ .47
3.2.2. Определение концентрации и суточного поступления токсикантов в организм лактирующих коров 52
3.2.3. Контаминация молока коров токсичными элементами в хозяйствах Тукаевского района 59
3.2.4. Определение эффективности применения комплексного адсорбента «Elitox» для повышения качества молока коров 62
3.2.5. Определение контаминированности кормов микроскопическими грибами и эффективности применения комплексного адсорбента «Elitox» 65
3.2.6. Определение радиационного фона и содержания радионуклидов в
почве в хозяйстве вблизи техногенной зоны 71
3.2.7. Экономическая эффективность применения комплексного адсорбента «Elitox» в рационах лактирующих коров для получения безопасного и чистого молока 74
4 Заключение 76
5 Список сокращений и условных обозначений 88
6 Список использованной литературы 89
7 Список иллюстрированного материала
- Природные токсины (микотоксины и микотоксикозы)
- Анализ контаминации токсичными элементами почвы сельскохозяйственных угодий Тукаевского района РТ
- Определение контаминированности кормов микроскопическими грибами и эффективности применения комплексного адсорбента «Elitox»
- Экономическая эффективность применения комплексного адсорбента «Elitox» в рационах лактирующих коров для получения безопасного и чистого молока
Введение к работе
Актуальность темы. Ухудшение экологической ситуации, почти во всех регионах мира, обусловленное антропогенной деятельностью, оказывает негативное влияние на состав продовольственного сырья и продукции, в конечном счете, на организм человека. По пищевым цепям мигрирует значительное количество ксенобиотиков природного и антропогенного происхождения, которые попадая в организм человека, могут вызывать ухудшение здоровья.
Влияние на человека и животных вредных факторов вызывают постоянную мобилизацию компенсаторно-защитных механизмов организма, резервы которых ограничены. Поэтому интенсивное и длительное воздействие ксенобиотиков могут приводить к снижению систем адаптивных процессов гомеостаза организма (П.Д. Горизонтова, 1981; В.П. Нефедов и др.,1991). В этом аспекте важной задачей является мониторинг качества и безопасности кормов и продовольственного сырья растительного и животного происхождения на содержание биологических и абиотических токсикантов (А.М. Алимов и др.,2012). Вблизи промышленных зон наиболее распространенными ксенобиотиками являются токсичные элементы. Кроме того, представляют реальную угрозу здоровью людей и животных микотоксины и радионуклиды. Однако комплексные исследования на содержание токсических элементов, микотоксинов, радионуклидов в сельхозугодиях, растениях и продукции животноводства вблизи техногенных объектов Закамской зоны почти отсутствуют, что затрудняет оценку качества и безопасности производимой сельскохозяйственной продукции.
Результаты подобных исследований будут служить основанием для разработки системы мероприятий по получению безопасных кормов и продукции животноводства.
Степень разработанности проблемы. В связи с расширением
промышленного производства и появлением их и в зонах
сельскохозяйственных предприятий возрастает угроза загрязнения объектов окружающей среды различными токсическими элементами, которые с почвы мигрируют по пищевым цепям в растения, организм животных и человека (В.В. Добровольский,1983; Р.Г. Ильязов и др., 2002; Б.Э. Крутских и др., 1989). Поэтому становится очевидной актуальность изучения их содержания в сельскохозяйственных угодьях, растениях в организме продуктивных животных и продукции животноводства. Кроме того, применение химических средств в растениеводстве и земледелии способствует загрязнению пищевых продуктов и кормов. По этой причине важен эффективный мониторинг за безопасностью продовольственного сырья, продуктов, кормов и кормовых добавок (Алимов, А.М., Кабиров, Г.Ф.,2009).
Необходимо учитывать контаминированность сельскохозяйственного сырья и продукции токсикантами природного происхождения, в частности микотоксинами. Несмотря на то, что многие токсиканты в кормовых культурах и сельскохозяйственной продукции содержатся в пределах
предельно допустимых концентраций, но при комплексном поступлении их в организм возможно явление синергизма (Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнева,1989; Л.П. Зарипова, Ф.Г. Шарафеева, 1995).
Для снижения поступления токсикантов продуктивным животным и
сокращения их поступления в продукцию рекомендуют использовать
адсорбенты, цеолиты, бентониты, ферроциониты (В.А. Большаков и др.,1978;
Р.Г. Ильязов, П.Н. Цынгвинцев,2001; К.Х. Папуниди и др., 1997; Л.М.
Романов, Д.М. Костюк,1993). Однако не все из них способны адсорбировать
разные токсиканты и восполнять организм макро-микроэлементами.
Обеспеченность организма животных в макро-микроэлементах имеет важное
значение в регуляции водно-соленого обмена и других процессов
метаболизма. В этом аспекте наиболее эффективными могут оказаться
комплексные препараты и адсорбенты с оптимальным содержанием макро
микроэлементов. В связи с тем, что сведения по использованию таких
препаратов недостаточны, актуальной задачей является оценка
эффективности применения комплексных препаратов для повышения качества животноводческой продукции, производимой в техногенных зонах. С учетом этого оценивали эффективность применения нового комплексного сорбента «Elitox».
«Elitox» – новый элиминатор микотоксинов, по данным изготовителя («Импекстрако» Бельгия) благодаря многокомпонентному составу, обладает мощным детоксикационным действием в отношении широкого спектра микотоксинов; препарат не только связывает и выводит токсины, но и инактивирует их, а также снижает неблагоприятные последствия токсического стресса.
Цель и задачи исследования. Целью исследований явилось изучение
контаминированности тяжелыми металлами, микотоксинами и
радионуклидами сельскохозяйственных угодий и продукции, производимой в отдельных хозяйствах в условиях повышенной техногенной нагрузки, а также разработка методов снижения их влияния на организм животных. Исходя из этого были выдвинуты следующие задачи:
- провести мониторинг и дать агроэкологическую оценку
контаминированности ксенобиотиками сельскохозяйственных угодий и
кормов в отдельных хозяйствах Закамской зоны Республики Татарстан;
- определить суточное поступление ксенобиотиков в организм
лактирующих коров в условиях стойлового и пастбищного содержания;
- провести исследование эффективности комплексного адсорбента
«Elitox», содержащего микро- и макроэлементы, при включении в состав
кормов лактирующих коров для снижения их поступления в организм и
получаемую продукцию;
- определить экономическую эффективность использования
комплексного адсорбента «Elitox» для лактирующих коров;
- определить радиационный фон и содержание радионуклидов в почве,
вблизи техногенной зоны;
Научная новизна результатов исследований. Проведением
комплексного мониторинга сельскохозяйственных угодий, кормов и
продукции животноводства в Закамской техногенной зоне Республики
Татарстан на контаминированность токсическими элементами и
микотоксинами впервые установлено, что сельскохозяйственные угодья,
производимые корма и продукция животноводства в основном
соответствуют требованиям по безопасности. Однако в 20-30 % случаев
имеет место превышение предельно допустимых концентраций в почвах
сельскохозяйственных угодий и кормах, особенно подвижных форм
отдельных токсичных элементов. В фуражных культурах выявлена высокая
контаминированность микроскопическими грибами родов Fusarium,
Aspergillus, Penicillium, Mucor, Alternaria, а в отдельных партиях комбикорма выявлялось наличие афлотоксина. Установлено, что переход отдельных токсических элементов и микотоксинов из кормов в молоко в хозяйствах, расположенных в техногенной зоне, зависит от вида и фазы роста сельскохозяйственных культур, сроков их созревания и уборки.
Доказана эффективность использования в составе кормов
комплексного адсорбента «Elitox», который обеспечивает снижение поступления ксенобиотиков в организм лактирующих коров и их переход в молоко. Добавление адсорбента способствует улучшению обменных процессов, повышению молочной продуктивности, тем самым позволяет получение экологически чистой продукции и дает определенный экономический эффект.
Установлено, что радиационный фон сельскохозяйственных угодий вблизи техногенных объектов и содержащихся в этом регионе продуктивных животных соответствуют требованиям МУ 2.6.1.2398-08, СанПиН 2.6.1.2523-09, хотя в почвах вблизи техногенных объектов обнаруживается превышение по содержанию отдельных радионуклидов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Комплексными
исследованиями сельскохозяйственных угодий, растений и
животноводческой продукции вблизи техногенных объектов установлена
степень контаминированности их токсическими элементами,
микроскопическими грибами, микотоксинами и радионуклидами. Для снижения содержания поступления токсикантов в организм коров и в молоко, необходимо соблюдать севообороты, учитывать сроки созревания и скашивания трав и, при необходимости, использовать комплексный адсорбент «Elitox».
Соблюдение севооборотов, сроков уборки кормовых культур и
использование комплексного адсорбента обеспечивает снижение
поступления токсикантов в организм коров. Применение комплексного
адсорбента позволяет получить качественное молоко даже при
контаминированности кормов.
Методология и методы исследования. Проведены исследования почвы сельскохозяйственных угодий, растений фуражного зерна и молока на
содержание токсических элементов, микроскопических грибов и
микотоксинов с использованием современных приборов (атомно-
адсорбционный спектрофотометр Analyst 200 компании PerkinElmer) и
стандартных методов. Наличие микроскопических грибов выявляли путем
микробиологических исследований, микотоксины определяли тонкослойной
хроматографией; радионуклиды определяли на спектрометрическом
комплексе УСК «Гамма-Плюс» с программным обеспечением «ПРОГРЕСС-2000», радиационный фон определяли с помощью прибора радиометр-рентгенметр СРП-68-01 и современных методов анализа.
Проведены производственные хозяйственные опыты по определению поступления токсикантов в организм коров и молока, а также по установлениюэффективности применения комплексного адсорбента «Elitox».
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
– Содержание в почве токсических элементов и радионуклидов в почве зависит от близости к техногенным объектам и поступление их в сельскохозяйственные культуры обусловлено концентрацией, свойствами почвы, вида и фазы роста растений.
– Контаминированность сельскохозяйственных угодий и растений вблизи техногенной зоны ксенобиотиками (токсичными элементами) в 20-30 % случаев превышает предельно допустимые концентрации.
– Для снижения поступления токсикантов в организм и молока
продуктивных животных целесообразно использовать комплексный
адсорбент «Elitox», который обеспечивает нормализацию обменных процессов и получение продукции высокого качества.
Степень достоверности и апробация результатов научных исследований. Исследования проведены на достаточном уровне для статистической обработки и не менее 3-5 повторов. Достоверность полученных цифровых данных подтверждена статистической обработкой с использованием стандартной компьютерной программы Microsoft Office Excel. Данные представлены в виде М±m (среднее значение ± среднеквадратичное отклонение). Для оценки достоверности различий между результатами в вариантах опыта использовали критерий Стьюдента для множественных сравнений. Научные выводы и практические предложения вытекают из фактических и экспериментальных данных, полученных в производственных и лабораторных условиях.
Апробация: основные материалы диссертационной работы доложены,
обсуждены и одобрены на Международной научно-практической
конференции «Теоретические и практические вопросы развития научной
мысли в современном мире» (Уфа, март, 2013 г.), на III Международной
научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности
жизнедеятельности: Настоящее и будущее» (Казань, 27-28 февраля 2014г.),
на Всероссийской научно-практической конференции студентов и
аспирантов «Химия в сельском хозяйстве» (Уфа, июнь 2014г.), на VII
Международная научно-практической конференции «Современная биология: Актуальные вопросы» (Санкт-Петербург, 17-18 апреля 2015 г.).
По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 – в рецензируемых изданиях и рекомендованных ВАК РФ, в которых отражены основные положения и выводы диссертации.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах печатного текста, состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, заключения, практических предложений, списка сокращений и условных обозначений, списка иллюстрированного материала, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 29 таблиц и 2 рисунка. Список литературы включает 263 источника, в том числе 42 зарубежных авторов.
Природные токсины (микотоксины и микотоксикозы)
Загрязнение окружающей среды происходят в результате естественных процессов, но наиболее опасные антропогенные источники [52,63]. Радиус воздействия среднего металлургического предприятия зависит от высоты выбросов и природных особенностей территории рельефа и ветрового режима, и достигает десятки километров [111]. Фоновые уровни содержания в почве кадмия – составляло 0,5 мг/кг, цинка от 50 до 100 мг/кг, свинца – 10 мг/кг. Однако их показатели могут меняться в зависимости от почвенно-климатических условий, географического местоположения и ряда других факторов [27].
Республика Татарстан находится на востоке Восточно-Европейской равнины на стыке реки Камы и Волги. В Татарстане образовано три экономической зоны, приписываемые к группе риска промышленными загрязнителями [41]: – Северо-Восточный, г. Набережные Челны, Нижнекамск, Елабуга, Заинск, Менделеевск, в которых расположены предприятия автомобилестроения, энергетики, химии и нефтехимии; – Юго-Восточный, развивается автомобилестроение с нефтедобычей; – Северо-Западный, включает в себя Казанско-Зеленодольскую техногенную агломерацию с развитыми ветвями легкой и химической промышленности и машиностроения.
В Почве аккумулируются большое количество токсикантов техногенного происхождения. Исследованиями [14] обнаружено, что содержание меди в почве РТ составляет от 9,5 до 25,8 мг/кг почвы; ртути – от 0,001 до 0,038мг/кг; цинка – 24,6-52,0 мг/кг; свинца – от 9,8 до 23,5 мг/кг; кадмия – от 0,3 до 0,9 мг/кг. Известно, что земельные угодья Заинского, Тукаевского, Нижнекамского и Азнакаевского районов отличаются относительно высоким содержанием тяжелых металлов [12,143,212].
Основными техногенными источниками загрязнений являются предприятия автомобильной, нефтехимической промышленности, а также ТЭЦ, ГРЭС и автотранспорт. В составе техногенных отходов обнаруживается, кроме тяжелых металлов, формальдегиды, неорганическая и органическая пыль, диоксид серы, бензапирен, различные углеводороды и другие химические поллютанты [78]. Комплексная оценка агроэкологической ситуации, проведенная в начале XXI века Республики Татарстан на территории нефтехимии юго-восточной зоны РТ (Заинский, Нижнекамский, Елабужский и Альметьевский районы) и нефтедобычи обнаружила ее напряженную ситуацию с разнообразными проявлениями. Особенно существенное превышение предельно допустимых концентраций тяжелых металлов (кадмия, свинца, цинка) в продуктах животноводства (молоке), а также в зерновых и кормовых культурах, деградации растительности и почвы [74,77,80].
В 2005 году на очистку поступило 34,566 тыс. т. загрязняющих веществ. Из них без очистки 33,650 тыс. т., 30,786 тыс. т обнаружено и обезврежено, что является 45,1% от общей концентрации загрязняющих веществ. В г. Альметьевске эти показатели составили соответственно– 4,685тыс. т, 5,08 тыс. т, 23,5%, 14,839т. Повышение выброса загрязняющих веществ на 0,584 тыс. т., что объясняется с увеличением добычи нефти. Основными загрязнителями являются предприятия по добыче, переработке угля и нефти, производящие стройматериалы [54,4,128,186,46,130,212], сжигание этилированного бензина [58], производство и применение пестицидов, инсектицидов, фармацевтических препаратов [191,25,131,1,144], люминофоров, красителей [154,260,131,136,53].
Существенный вклад в загрязнение вносят предприятия по черной и цветной металлургии, от которых тяжелые металлы поступают в почву в виде техногенной пыли (более 95%). Количество тяжелых металлов в регионах техногенеза существенно превышает естественные фоновые обозначения [150,167,30,4,88,128,165,32]. Тяжелые металлы, попадающие в окружающую среду, переносятся на большие расстояния в различных направлениях в зависимости от розы ветров, являясь одним из источников глобального кругооборота веществ [239,99], и в виде пыли загрязняют все элементы экологии [48,157,45,164,94,187,29]. Уровень загрязнения и распространения во много зависит от мощности источника. Применение минеральных добавок в качестве удобрений в свою очередь контаминируют биосферу тяжелыми металлами, а также использование сточных вод и твердых отходов [39,88,60,248,180]. Наибольшими загрязнителями по содержанию примесями тяжелых металлов является фосфаты, в том числе те удобрения, которые были получены с использованием экстракционной ортофосфорной кислоты (нитрофоски, аммофосы, двойные суперфосфаты, аммофоски) [4]. Например, даже в простом суперфосфате концентрация тяжелых металлов колеблется в широких пределах (цинка 50-1430 мг/кг, меди 4-79мг/кг, хрома 66-243мг/кг, ванадия 70-180мг/кг, кадмия 50-170мг/кг, никеля 7-32 мг/кг). При анализе сельскохозяйственных земель на содержание нитратов, пестицидов, тяжелых металлов, проведенный Минсельхозпродом России на участке в 41,0 млн. га (1997), обнаружено 1,0 млн. га земель сельскохозяйственного назначения, контаминированных тяжелыми металлами. Содержание их в почве не превышает 0,5 предельно допустимых концентраций. По промышленным выбросам тяжелых металлов в окружающую среду главным загрязнителем является Pb. Оценивая содержание наиболее опасных веществ в почве, можно сопоставить в виде: Cd Pb As Zn Ni Co Se [3].
Обобщая приведенные данные следует отметить, что экологическая обстановка в Закамской зоне Республики Татарстан, испытывает интенсивное проявление техногенной нагрузки. Поэтому становится очевидным необходимость эффективного мониторинга за безопасностью продовольственного сырья, кормов и продукции животноводства для выявления их контаминации биологическими и абиотическими агентами в нынешних условиях [6].
Анализ контаминации токсичными элементами почвы сельскохозяйственных угодий Тукаевского района РТ
Присутствие в объектах окружающей среды радионуклидов искусственного происхождения является следствием применения ядерной энергии в военных и мирных целях. Основным источником загрязнения среды искусственными радионуклидами являются ядерные взрывы, которые регулярно проводились с 1945 г. в разных регионах земного шара, аварии на ядерных объектах и при транспортировке ядерных материалов, а также предприятия ядерно-топливного цикла (ЯТЦ). В условиях нормального режима работы предприятий ЯТЦ дополнительное загрязнение природных объектов естественными и искусственными радионуклидами носит незначительный и локальный характер. Наиболее серьезное загрязнение окружающей среды происходит в результате работы радиохимических заводов, чем за счет работы АЭС (атомная электростанция).
При применении низкосортных углей в качестве топлива, доля содержащихся в нем в виде примесей естественных радионуклидов уносится с отходящими газами на значительные расстояния. Часть из них поступает в золоотвалы ТЭЦ, а оттуда в атмосферу, почву и воды прилегающих территорий.
Миграция естественных радионуклидов из хвостохранилищ твердых отходов происходит под влиянием атмосферных осадков, ветра и растительности. В присутствии радионуклидов сильно изменяется структура вод, которые в процессе фильтрации обогащаются многими относительно растворимыми элементами, содержащимися в составе хвостов. В грунтовых водах способен во много раз увеличивать концентрации анионов (SO42-, Cl-, HCO3-, NO3- и др.) и катионов (K, Na, Mg и др.). В результате сильно увеличивается химическая активность грунтовых вод в толще отходах, что способствует переходу радионуклидов в эти воды вследствие выщелачивания.
Содержание в почве и растениях K и тяжелых естественных радионуклидов способно колебаться в широких пределах. Однако имеющие высокий период полураспада тяжелые естественные радионуклиды, как правило, присутствуют в почве в прочно связанной форме и обладают невысокую скорость перехода в растения.
Радионуклиды. 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. Наиболее опасны долгоживущие радионуклиды с высокой миграционной способностью, среди которых выделяют 137Cs и 90Sr. Эти радионуклиды, являясь химическими аналогами K и Ca, накапливаются в значительных количествах в продукции сельского хозяйства и, как следствие, в организме человека. Почва является исходным звеном миграции радионуклидов в агроэкосистемах.
На сорбцию радионуклидов почвами оказывает влияние концентрация и свойства их изотопных и неизотопных носителей: для Cs137 – стабильный цезий и калий, для Sr90 – стабильный стронций и кальций.
Для обеспечения безопасности человека необходимо соблюдать санитарно гигиенические меры. С этих позиций необходимо подходить к оценке техногенного загрязнения и в последствии их влияния на агроэкологические системы. При этом необходимо учитывать санитарно-гигиенические нормативы содержания в сельскохозяйственной продукции токсичных элементов (Pb, As, Cd, Hg, Cu, Zn), микотоксинов, пестицидов, антибиотиков, полихлорированных буфенилов, бенз(а)пирена, азотсодержащих соединений, радионуклидов, патогенных микроорганизмов [123].
Одним из факторов, определяющих поведение радионуклидов, является время его взаимодействия с почвой. В ходе этого процесса Cs137 участвует в кристаллохимических реакциях с вхождением в межпакетные пространства кристаллических решеток глинистых минералов, где он значительно прочнее закрепляется.
Загрязнение агроэкосистем химическими веществами учитывают: уровень фактического содержания элементов; класс их опасности; подвижность элементов в почве, буферная активность почвы; характер землепользования. Согласно уровня влияния на агроэкосистемы загрязняющие вещества существенно различаются. Так, в настоящее время серьезные проблемы при ведении сельскохозяйственного производства отмечаются в зонах интенсивного радиоактивного загрязнения, где значительная доля производимой сельскохозяйственной продукции не соответствует нормативам.
Определение контаминированности кормов микроскопическими грибами и эффективности применения комплексного адсорбента «Elitox»
Содержание меди в молоке коров составила 1,3±0,5 мг/кг, цинка -4,3±1,5мг/кг. При этом максимальные количество цинка в одной пробе было на уровне 5,3 мг/кг. В пробах молока концентрация кадмия достигла 0,04±0,02 мг/кг, свинца – 0,12±0,04 мг/кг, что выше ПДК соответственно в 1,3 и 1,2 раза.
Полученные данные свидетельствуют о необходимости постоянного мониторинга за качеством молока, даже в относительно благополучном экологическом отношении хозяйств.
Таким образом, молоко, получаемое в ПК «Биклянь» Тукаевского района, в 20-30 % образцах не соответствовало требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 [33] по содержанию свинца, кадмия, цинка. В относительно благополучном в экологическом отношении хозяйстве СХП имени «Сайдашева» в молоке отмечалось превышение ПДК по содержанию кадмия и свинца. Полученные данные свидетельствуют о необходимости использования методов детоксикации. Это указывает о необходимости постоянного мониторинга и создания методов уменьшения поступления токсиканта из рациона в молоко.
Определение эффективности применения комплексного адсорбента «Elitox» для снижения перехода токсичных элементов в молоко коров
Использование адсорбентов и активирование защитных функций организма животных являются важными факторами по сокращению перехода тяжелых металлов из растений в продукцию (молоко, мясо). Благодаря сорбентам большая часть токсикантов может задерживаться в просвете желудочно-кишечного тракта и удаляться через выделительную систему.
С целью определения возможности снижения попадания ксенобиотиков из кормов в молоко нами был проведен научно-производственный опыт на дойных коровах в отделении ПК «Биклянь» Тукаевского района. Коровам опытной группы основной рацион дополняли комплексным адсорбентом «Elitox». Комплексный адсорбент давали в дозе 70г на одно животное в сутки. Контрольная группа коров получала бентонит Бикляньского месторождения в смеси с концентрированным кормами в дозе 100 г на одно животное в сутки.
Отбор молока осуществляли до начала применения комплексного адсорбента «Elitox», затем на 10-е, 20-е, 30-е сутки научно-производственного опыта при утренней дойке.
Примечание: (р 0,05) В процессе эксперимента обнаружилось, что включение в рацион дойных коров адсорбента способствовало снижению поступления токсических элементов в молоко. Так, на 10-е сутки опыта концентрация свинца в молоке коров опытной группы снизилась по сравнению с контрольной на 10 %. На 20-е сутки этот показатель у опытной группы сократился на 21,1 %. На 30-е сутки содержание свинца в опытной группе сократился на 50 %, что свидетельствует о соответствии молока требованиям ГОСТа, тогда как в контрольной группе существенных изменений не было.
Аналогичная тенденция отмечалось по содержанию кадмия в молоке, тогда как при применении бентонита на 20-е и 30-е сутки эксперимента снижение концентрации тяжелых металлов было незначительным.
Изменение концентрации цинка в молоке подопытных коров на фоне применения комплексного адсорбента, (мг/кг), (n=10) Группа Животных Исходное значение Содержание кадмия мг/кг по срокам исследования, (сут) 20 30 Опытная 6,0±0,57 5,19±0,6 4,79±0,63 3,72±0,68 Контрольная 6,17±0,73 6,06±0,68 5,56±0,48 6,03±0,54
Примечание: (р 0,05) Следовательно, исследование содержания цинка в молоке коров опытной групп выявило то, что равно как в начале, так и на десятые, двадцатые и тридцатые сутки скармливания адсорбента привело к уменьшению токсиканта, когда как в контрольной группе существенных изменений не отмечалось. Коэффициент перехода токсикантов из рациона в молоко отображен в таблице 18.
Таким образом, включение комплексного адсорбента в состав кормов способствовало существенному снижению поступления токсичных элементов в молоко. 3.2.5 Изучение контаминированности кормов микроскопическими грибами и эффективность применения комплексного адсорбента «Elitox»
Микологические исследования путем посева на питательные среды Сабуро и Чапека показали, что во всех анализируемых образцах фуражных зерновых обнаруживаются микроскопические грибы родов Fusarium, Penicillium, Aspergillus flavus, Mucor, Alternaria (таблица 19). Это свидетельствует о том, что при определенных условиях они могут интенсивно размножаться и продуцировать токсины. Однако, при постановке биопробы на 3 кроликах на выстриженном участке вытяжкой из экстракта комбикорма, приготовленного в этом хозяйстве, токсичность не проявлялась. При анализе методом тонкослойной хроматографии комбикорма, произведенного из фуражного зерна, было выявлено наличие афлатоксина. Содержание афлатоксина составляло 1,3±0,01 мкг/кг, что выше ПДУ. На фоне применения комплексного адсорбента «Elitox» в молоке токсин не выявлялся.
Экономическая эффективность применения комплексного адсорбента «Elitox» в рационах лактирующих коров для получения безопасного и чистого молока
Выявление степени концентрации токсичных элементов в биогеоценозе разных регионов и обнаружение закономерностей перемещении в пищевой цепи является актуальной задачей. На основе этих данных возможно создание защитных мер для получения безопасной и экологически чистой биологически полноценной продукции животноводства.
Проведение подобных исследований важны для выявления истинной экологической ситуации, установления механизмов и путей поступления токсикантов в агроэкологическую систему и обеспечения безопасности сельскохозяйственной продукции, производимой вблизи техногенных объектов.
Особую обеспокоенность вызывает сочетанное поступление токсичных элементов и микотоксинов, которые засоряют окружающую среду и производимую продукцию. Коровы выделяют с молоком до 2-3% полученного с кормами афлотоксина [194].
Исходя из вышеизложенной цели наших исследований явилось изучение контаминированности токсичными элементами, микотоксинами и радионуклидами сельскохозяйственных угодий и продукции, производимой в условиях повышенной техногенной нагрузки, и разработка методов снижения их влияния на организм животных и человека. Для достижения поставленных целей решались следующие основные задачи: провести мониторинг и дать агроэкологическую оценку контаминированности ксенобиотиками сельскохозяйственных угодий и кормов в базовых хозяйствах Закамской зоны Республики Татарстан; рассчитать суточное поступление ксенобиотиков в организм лактирующих коров в условиях стойлового и пастбищного содержания. Также провести исследование применения эффективности комплексного адсорбента «Elitox», содержащего микро- и макроэлементы при включении в состав кормов лактирующих коров для снижения их поступления в организм и получаемую продукцию. Определить радиационный фон и содержание радионуклидов в почве вблизи техногенной зоны; определить экономическую эффективность использования комплексного адсорбента для лактирующих коров.
Для достижения поставленных задач использовали новейшие приборы, такие как, высокочувствительный атомно-абсорбционный спектрометр Analyst 200 компании PerkinElmer, радиометрические исследования прибором СРП-68-01, ставили научно-производственные опыты. В частности, опыты проводили в хозяйствах Тукаевского района в ПК «Биклянь» и СХП имени «Сайдашева», расположенных на различном расстоянии от техногенных объектов. Почва является в основном черноземами луговыми и выщелоченными.
В результате проведенных нами исследований почв сельскохозяйственных угодий на содержание токсичных элементов установили, что них обнаруживаются кадмий, свинец, цинк и медь, концентрация которых в отдельных почвах, незначительно превышали нормативные значения. Однако валовое накопление токсичных элементов предоставляет понимание только о возможной угрозе, которая при конкретных обстоятельствах способна осуществляться и переключаться в мобильные, легкодоступные для растений, формы. По этой причине наиболее четкую характеристику прогнозируемого уровня засорения кормов можно представить на основе данных о сосредоточении в почве их подвижных форм.
Исследованиями определены большие сосредоточения в почвах подвижных форм меди в Тукаевском районе, которые в 1,3-2,8 раза превышают ПДК, превышение по свинцу – 1,2, цинку –1,1, кадмию – 1,6 раза, что свидетельствует о деградации почв в этом экологически напряженном районе.
Определена вариабельность аккумуляции токсикантов в почвенном покрове от вида сельскохозяйственных угодий. Например, наиболее загрязнены подвижными соединениями токсичных элементов почвы естественных кормовых угодий, в которых концентрация меди в Тукаевском районе в СХП «Сайдашева» в 2,3, в ПК «Биклянь» - в 2,8 раза было выше по сравнению с пахотными землями. Подобное явление имело место и в почвах по другим токсичным элементам (как валовых, так и подвижных их форм). Объяснить данную ситуацию, возможно, тем, что при вспашке оборотными плугами происходит перекладывание и переразмешивание слоев почвы на глубину 22-27 см. При этом химические токсиканты, в том числе и токсичные элементы, оседающие на поверхность почвы, взаимодействуют с нижними слоями в данной глубине. Природные естественные угодья вспашке не подвергаются, поэтому токсичные элементы в существенных долях аккумулируются в верхнем дернинном слое почвы, поэтому необходимо обращать внимание на их состояние в каждом хозяйстве. Аналогичного мнения придерживаются Ф.К. Ахметзянова, Р.М. Алексахин, Ю.В. Алексеев, Г.А. Гармаш, В.В. Добровольский, Р.Г. Ильязов [3,4,12,29,47,74,76,77,78,80,81,86,].
По этой причине становится актуальной концепция защитных мероприятий, нацеленная на понижение засорения сельхозпродукции. При этом в первую очередь в кормопроизводстве, необходим отбор конкретных типов зерновых культур, зеленого конвейера и их видов, и разработка рационов с определением удельного накопления токсикантов, а также физиологически аргументированное кормление лактирующих коров, гарантирующих получение молочной продукции, соответствующей нормативным показателям.