Россия
сотрудник
Россия
Россия
С глобальным загрязнением окружающей среды (воды, воздуха, почвы, контаминации пищевых продуктов). изменением структуры питания населения в последнее десятилетие ухудшается здоровье населения России. В связи с этим появились стратегические потребности, связанные с сохранением здоровья населения, т. е. резервы производства таких продуктов, которые при систематическом употреблении не столько обеспечивают организм энергетическими и пластическими функциями, сколько оказывают оздоровительный эффект путем восстановления микроэкологии желудочно-кишечного тракта, регулирования обмена веществ, повышения иммунитета. Молочное скотоводство Уральского региона в сложных экологических условиях за истекшие 20 лет прошло путь интенсивного развития, в результате чего производство молока становится одним из самых продуктивных, высокотехнологичных и автоматизированных в животноводстве. Сложная экологическая ситуация большинства регионов России, в том числе и Уральского, ухудшение структуры питания населения определяют значимость поиска природных ресурсов богатых биологически активными веществами, обладающих возможностью повышения адаптации организма человека. Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет снижение объема сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества.
экологическая обстановка, молочное скотоводство, кормовая добавка, молочная продуктивность, выброс вредных веществ, тяжелые металлы, качество продукции.
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; P > 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/л 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 %.
1. Аткина Л. И., Жукова М. В., Морозов А. М., Данилов Д. А. Загрязнение почв парка им. 50 ВЛКСМ г. Екатеринбурга тяжелыми металлами [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. URL: www. science-education.ru/119-15153.
2. Байтимирова Е. А., Михеева Е. В., Беспамятных Е. Н., Донник И. М., Кривоногова А. С. Оценка загрязнения рекреационных зон мегаполиса тяжелыми металлами (на примере Екатеринбурга) // Аграрный вестник Урала. 2016. № 04 (146). С. 71-77.
3. Донник И. М. Деградация природных экосистем в районах промышленных предприятий как фактор риска для ведения животноводства // Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: теория и практика: материалы II международной научно-практической конференции. 2012. С. 130-133.
4. Донник И. М., Воронин Б. А., Лоретц О. Г. Обеспечение продовольственной безопасности научно-производственный аспект (на примере Свердловской области) // Аграрный Вестник Урала. 2015. №°7 (137). С. 81-86.
5. Карамаева А. С. Связь показателей молочной продуктивности и естественной резистентности организма животных // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 1. С. 87-91.
6. Кривоногова А. С., Исаева А. Г., Кривоногов П. С. Макро- и микроустойчивость организма в условиях негативного воздействия окружающей среды // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2015. № 2. С. 301-303.
7. Шкуратова И. А., Донник И. М., Исаева А. Г., Кривоногова А. С. Эколого-биологические особенности крупного рогатого скота в условиях техногенеза // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2015. № 2. С. 366-369.
8. Лоретц О. Г. Реализация генетического потенциала животных в условиях техногенного загрязнения окружающей среды // Аграрный вестник Урала. 2014. № 7. С. 44-46.
9. Чубенко Н. В., Малышева Л. А. Обеспечение качества и безопасности молока и молочной продукции // Ветеринарная патология. 2012. №°1. С. 135-139.
