IMPROVING THE QUALITY OF LIVESTOCK PRODUCTS IN AREAS OF RISKY AGRICULTURAL PRODUCTION WITH UNFAVORABLE ENVIRONMENTAL FACTORS
Rubrics: BIOLOGY
Abstract and keywords
Abstract (English):
S global'nym zagryazneniem okruzhayuschey sredy (vody, vozduha, pochvy, kontaminacii pischevyh produktov). izmeneniem struktury pitaniya naseleniya v poslednee desyatiletie uhudshaetsya zdorov'e naseleniya Rossii. V svyazi s etim poyavilis' strategicheskie potrebnosti, svyazannye s sohraneniem zdorov'ya naseleniya, t. e. rezervy proizvodstva takih produktov, kotorye pri sistematicheskom upotreblenii ne stol'ko obespechivayut organizm energeticheskimi i plasticheskimi funkciyami, skol'ko okazyvayut ozdorovitel'nyy effekt putem vosstanovleniya mikroekologii zheludochno-kishechnogo trakta, regulirovaniya obmena veschestv, povysheniya immuniteta. Molochnoe skotovodstvo Ural'skogo regiona v slozhnyh ekologicheskih usloviyah za istekshie 20 let proshlo put' intensivnogo razvitiya, v rezul'tate chego proizvodstvo moloka stanovitsya odnim iz samyh produktivnyh, vysokotehnologichnyh i avtomatizirovannyh v zhivotnovodstve. Slozhnaya ekologicheskaya situaciya bol'shinstva regionov Rossii, v tom chisle i Ural'skogo, uhudshenie struktury pitaniya naseleniya opredelyayut znachimost' poiska prirodnyh resursov bogatyh biologicheski aktivnymi veschestvami, obladayuschih vozmozhnost'yu povysheniya adaptacii organizma cheloveka. Aktual'nost' problemy ohrany okruzhayuschey sredy v sel'skom hozyaystve usilivaetsya v sovremennyh usloviyah v svyazi s processami zagryazneniya prirodnyh resursov, ispol'zuemyh v agrarnom proizvodstve. Eti zagryazneniya vedut k snizheniyu plodorodiya pochv i ih produktivnosti, uhudsheniyu kachestva vod, atmosfery, nanosyat uscherb rastenievodstvu i zhivotnovodstvu, chto vlechet snizhenie ob'ema sel'skohozyaystvennoy produkcii i uhudshenie ee kachestva.

Keywords:
ekologicheskaya obstanovka, molochnoe skotovodstvo, kormovaya dobavka, molochnaya produktivnost', vybros vrednyh veschestv, tyazhelye metally, kachestvo produkcii.
Text
Publication text (PDF): Read Download

Цель и методика исследований

Экологическая обстановка в зоне Среднего Урала и в частности в Свердловской области остается сложной. В регионе функционирует большое количество предприятий химической промышленности, машиностроительного профиля, он перенасыщен автотранспортом. По уровню развития промышленности Свердловская область входит в число наиболее промышленно развитых регионов России и относится к зоне с высокой степенью экологической напряженности. В результате загрязнения земель часть продукции животноводства характеризуется повышенным содержанием солей тяжелых металлов [1, 4, 2, 8].

Цель исследования – разработать научно обоснованную систему повышения качества молочной продукции в сельскохозяйственных предприятиях, расположенных в зонах промышленного воздействия.

Исследования проводились с 2014 по 2017 гг. на кафедре инфекционной и незаразной патологии, микробиологии и вирусологии Уральского ГАУ, агропромышленном предприятии Сысертского округа Свердловской области. Для научно-хозяйственных опытов формировали группы коров в количестве 50 голов черно-пестрой породы, подобранных по принципу пар-аналогов с учетом возраста, состояния здоровья, времени отела (окота) и осеменения, живой массы и продуктивности.

Предметы исследования – крупный рогатый скот при промышленных технологиях содержания; сыворотка крови; кровь крупного рогатого скота; полиминеральная кормовая добавка, в состав которой входит 80 % содалитоподобных алюмосиликатов натрия, обладающих высокими сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам. Отбор проб биоматериала и лабораторные исследования проводились в Свердловской областной ветеринарной лаборатории (согласно ГОСТ).

Экономическая эффективность использования изучаемых кормовых добавок определялась по методике, предложенной ВАСХНИЛ (1983). Материалы исследований были обработаны методом вариационной статистики (Н. А. Плохинский, 1969) с использованием пакета программ Microsoft Office на ПК и определением критерия достоверности разности по Стьюденту, Фишеру. Определялись три порога достоверности (*Р > 0,95; **Р > 0,99; > 0,999).

Результаты исследований

Свердловская область выпускает в атмосферу около трети вредных выбросов Уральского региона, поэтому большинство городов области страдают от загрязнения. Больше всего вызывает опасение экологическая обстановка в Екатеринбурге, Кировограде, Первоуральске, Нижнем Тагиле [2, 5, 6, 7].

В регионе насчитывается более 1500 промышленных предприятий, выбрасывающих вредные вещества (фенол, окиси азота и углерода, сероводород, соединения металлов и др.), среди них основная доля загрязнения приходится на металлургические предприятия (более 50 %), предприятия теплоэнергетики (свыше 30 %): это Качканарский ГОК, Свердловская ГРЭС, ОАО «Богословское рудоуправление». В общий объем атмосферных выбросов большой вклад вносит автотранспорт. Особо страдает население крупных городов Свердловской области, на Екатеринбург приходится более 70 % от всей массы выбросов вследствие загрязнений от автотранспорта. Неблагоприятным фактором является наличие неорганизованных загрязняющих выбросов, которые проникают в атмосферу в обход общей вентиляционной системы. Их возникновение происходит в результате неудовлетворительной работы промышленного оборудования, его устарелых, негерметичных конструкций и невыполнение правил и норм эксплуатации оборудования. На основании экологических сводок региона наиболее загрязненной рекой Свердловской области признана Исеть. Основная токсическая нагрузка приходится на реку в участки, приближенные к двум крупнейшим промышленным городам – Екатеринбург и Каменск-Уральский. Только в части Екатеринбурга ежегодно в реку сбрасывается более 2000 т органических веществ, около 150 т нефтепродуктов, примерно 100 т железа и более 700 т азота [3, 7, 9].

Не лучше ситуация с состоянием питьевых водоемов, здесь отмечается загрязнение органическими соединениями, тяжелыми металлами и прочими вредными веществами. При обследовании проб воды Волчихинского водохранилища – главного источника снабжения водой города Екатеринбурга – обнаружено превышение концентрации меди, марганца, цинка, нитратов и прочих вредных веществ, а также загрязнение микроорганизмами. Водоочистные сооружения не в состоянии проводить очистку до нормативных показателей, поэтому в отдельные периоды содержание хлорорганических соединений в воде превышает допустимую норму в несколько раз. В связи с этим в Екатеринбурге водопроводную воду признали технической, поэтому перед употреблением в пищу она требует локальной доочистки. Изучаемый нами Сысертский район был частично захвачен в 1957 году Восточно-Уральским радиоактивным следом (его ось проходит примерно на середине пути от Екатеринбурга до Челябинска).

Лабораторные исследования показали, что вблизи г. Сысерти на отдельных полях в пахотном слое почвы кормовых угодий цинка содержалось больше ПДК на 16,2; 20,4 и 14,2 %, кадмия – соответственно на 13,3; 10,0 и 30,3 %, свинца – н а 14,7; 8,7 и 12,7 %. В траве определенных пастбищ содержание цинка превышало ПДК на 12,6 %. Анализ полученных результатов по содержанию тяжелых металлов в окружающей среде Сысертского округа свидетельствует о том, что имеется опасность аккумуляции токсичных веществ в организме лактирующих животных.

Во всех кормах хозяйства отмечен низкий уровень сырого протеина, присутствуют тяжелые металлы. Наибольшая концентрация кадмия отмечалась в сухом веществе сенажа (0,28 и 0,36 мг/кг). Наличие токсикоэлементов в кормах хозяйства может способствовать их аккумулированию в органах и тканях животных, возникновению у них самой разнообразной незаразной патологии. Кроме того, эти элементы могут выделяться в составе молока, снижая их качество.

Как показывают данные таблицы 1, у животных хозяйств имеет место нарушение кальций-фосфорного соотношения в сторону дефицита общего кальция и избытка неорганического фосфора. Уровень каротина у коров находится в пределах нормативных данных.

Таблица 1

Биохимические показатели крови подопытных коров (М ± m)

Table 1

Biochemical blood parameters of experimental cows (M ± m)

Показатель

Indicator

Средние нормативные данные

Average regulatory data

Фактическое содержание

Actual content

% к норме

% to normal

Общий кальций, ммоль/л

Total calcium, mmol/l

2,81

2,36 ± 0,20

–16,1

Неорганический фосфор, ммоль/л

Inorganic phosphorus, mmol/l

1,69

2,52 ± 0,25

+49,1

Щелочной резерв, об.% СО2

Alkaline reserve, vol.% CO2

56,0

39,17 ± 2,40

–30,1

Каротин, мг%

Carotene, mg%

0,72

0,88 ± 0,06

+22,2

При анализе морфологического состава крови (таблица 2) видно, что они имеют серьезные отклонения от нормативных данных – снижение общего количества эритроцитов и гемоглобина на 34,3 и 6,1 % соответственно, что может характеризовать развитие анемии, а значит, и снижение продуктивности.

Таблица 2

Морфологические показатели крови коров (М ± m)

Table 2

Morphological parameters of blood of cows (m ± m)

Показатель

Indicator

Средние нормативные данные

Average regulatory data

Фактическое содержание

Actual content

% к норме

% to normal

Эритроциты ×1012/л

Red blood cells ×1012/l

6,25

4,11 ± 0,20

–34,3

Лейкоциты ×109

Leukocytes ×109/l

8,25

7,76 ± 0,30

–6,0

Гемоглобин, г/л

Hemoglobin, g/l

115,0

108,0 ± 9,5

–6,1

Глюкоза, ммоль/л

Glucose, mmol/l

2,75

1,25 ± 0,10

–54,6

Данные таблицы 3 показывают, что у коров имеет место выраженный дисбаланс минерального состава крови в сторону дефицита эссенциальных минеральных элементов. Погрешности в кормлении, достаточно высокая молочная продуктивность способствует выносу минеральных веществ из организма коров, что требует тщательной коррекции.

Таблица 3

Содержание химических элементов в крови, мг/л (М ± m)

Table 3

Content of chemical elements in blood, mg/l (M ± m)

Химический элемент

Chemical element

Средние нормативные данные

Average regulatory data

Фактическое содержание

Actual content

% к норме

% to normal

Железо, мкмоль/л

Iron, µmol/l

23,2

14,3 ± 1,9

–38,4

Медь

Сopper

1,0

0,53 ± 0,02

–47,0

Цинк

Zinc

5,0

2,33 ± 0,15

–53,4

Кобальт

Cobalt

0,04

0,020 ± 0,001

–50,0

Свинец

Lead

0,25

0,17 ± 0,04

–32

Марганец

Manganese

0,15

0,070 ± 0,003

–53,4

Кадмий

Cadmium

0,05

0,040 ± 0,005

–20,0

Никель

Nickel

0,12

0,090 ± 0,007

–25

Для снижения содержания токсичных элементов в организме лактирующих коров и получаемой от них продукции нами изучалась эффективность использования полиминеральной кормовой добавки, в состав которой входит 80 % содалитоподобных алюмосиликатов натрия, обладающих высокими сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам. Лабораторные исследования, проведенные производителем минеральной кормовой добавки, показали высокое содержание в нем биологически активных веществ: каротиноидов, токоферолов, фосфолипидов, – которые выполняют важную роль в организме животных – предотвращают накопление перекисных соединений, способствуют оптимальному функционированию клеточных мембран в различных органах и тканях. Это явилось теоретической предпосылкой для изучения возможности применения минеральной кормовой добавки в качестве сорбента с целью нормализации обменных процессов у лактирующих коров, повышения их продуктивности, качества и экологической безопасности молока в сельхозпредприятиях с большой техногенной нагрузкой.

Скармливание в составе рационов лактирующим коровам минеральной кормовой добавки положительно отразилось на показателях содержания в крови тяжелых металлов (таблица 4).

Таблица 4

Уровень содержания тяжелых металлов в крови коров, мг/кг

Table 4

The level of heavy metals in the blood of cows, mg/kg

Показатель

Indicator

ПДК

MPC

Контрольная группа

Control group

Опытная группа

Experimental group

Цинк

Zinc

2,1

3,1 ± 0,11

1,3 ± 0,02*

Кадмий

Cadmium

0,03

0,012 ± 0,001

0,007 ± 0,006*

Свинец

Lead

0,6

0,71 ± 0,02

0,41 ± 0,02*

Анализ полученных данных показал, что в крови коров контрольной группы установлено превышение ПДК по цинку в 1,45 раза, кадмию – в 1,40 раза, свинцу – в 1,06 раза. При этом в крови коров опытной группы содержание цинка уменьшилось в 2,0 раза, кадмия – в 2,33 раза, свинца – в 1,42 раза по сравнению с контролем. Таким образом, скармливание лактирующим коровам минеральной кормовой добавки способствует достоверному снижению уровня содержания тяжелых металлов в крови.

Выводы. Рекомендации

1. Мониторинг объектов сельскохозяйственного производства Сысертского округа Свердловской области показал, что наиболее экологически неблагоприятными являются сельскохозяйственные предприятия, расположенные в пригородной зоне г. Сысерти в непосредственной близости к промышленным объектам, транспортным магистралям, свалкам промышленных и бытовых отходов. Повышенный техногенез приводит к накоплению солей тяжелых металлов. К веществам, вызывающим техногенное загрязнение внешней среды в изучаемых регионах, относятся цинк, кадмий и свинец.

2. У животных хозяйства имеет место нарушение кальций-фосфорного соотношения в сторону дефицита общего кальция и избытка неорганического фосфора.

3. Использование в рационе коров минеральной кормовой добавки способствует снижению в их организме и продукции уровня содержания тяжелых металлов, повышению продуктивности на 3,1 % и улучшению качества молока, что позволяет повысить рентабельность его производства на 2,4 %.

References

1. Atkina L. I., Zhukov M. V., Morozov A. M., Danilov D. A. Contamination of the soil of park 50th anniversary of All-Union Leninist Communist Youth Union in Ekaterinburg by heavy metals [Electronic resource] // Modern problems of science and education. 2014. No. 5. URL: www. science-education.ru/119-15153.

2. Baytemirova E. A., Mikheeva E. V., Bespamyatnykh E. N., Donnik I. M., Krivonogova A. S. Assessment of contamination of recreational areas of the metropolis by heavy metals (on the example of Ekaterinburg ) // Agrarian Bulletin of the Urals. 2016. No. 04 (146). Pp. 71–77.

3. Donnik I. M. Degradation of natural ecosystems in the areas of industrial enterprises as a risk factor for livestock // Modern problems of life safety: theory and practice: proceedings of the II International Scientific and Practical Conference. 2012. Pp. 130–133.

4. Donnik I. M., Voronin B. A., Loretts O. G. Food security scientific and production aspect (on the example of Sverdlovsk region) // Agrarian Bulletin of the Urals. 2015. No.°7 (137). Pp. 81–86.

5. Karamaeva A. S. Connection of indicators of milk productivity and natural resistance of animals // Proceedings of the Samara State Agricultural Academy. 2015. No. 1. Pp. 87–91.

6. Krivonogova A. S., Isaeva A. G., Krivonogov P. S. Macro- and microstability of an organism in the conditions of negative influence of environment // Questions of normative legal regulation in veterinary medicine. 2015. No. 2. Pp. 301–303.

7. Shkuratova I. A., Donnik I. M., Isaeva A. G., Krivonogova A. S. Ecological and biological features of cattle in the conditions of technogenesis // Regulatory issues in veterinary medicine. 2015. No. 2. Pp. 366–369.

8. Loretts O. G. Realization of the genetic potential of animals in the conditions of technogenic pollution of the environment // Agrarian Bulletin of the Urals. 2014. No. 7. Pp. 44–46.

9. Chubenko N. V., Malysheva L. A. Ensuring the quality and safety of milk and dairy products // Veterinary pathology. 2012. No. 1. Pp. 135–139.