Влияние содержания тяжелых металлов в кормах на плодовитость кобыл русской рысистой породы в техногенно загрязненных условиях

Скачать 495.01 Kb.

Название	Влияние содержания тяжелых металлов в кормах на плодовитость кобыл русской рысистой породы в техногенно загрязненных условиях
страница	1/5
Дата публикации	02.12.2014
Размер	495.01 Kb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Право > Автореферат

1 2 3 4 5

На правах рукописи

МИРОШНИЧЕНКО Ольга Николаевна

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В

КОРМАХ НА ПЛОДОВИТОСТЬ

КОБЫЛ РУССКОЙ РЫСИСТОЙ ПОРОДЫ В

ТЕХНОГЕННО ЗАГРЯЗНЕННЫХ УСЛОВИЯХ

06.02.08 – кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных

животных и технология кормов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Курск – 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курская государственная

сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Глебова Илона Вячеславовна

Официальные оппоненты: Швецов Николай Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры разведения и частной зоотехнии ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Я. Горина»
Казначеева Ирина Алексеевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры разведения сельскохозяйственных животных и зоогигиены ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова».

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Брянская государственная

сельскохозяйственная академия»
Защита состоится 27 июня 2012г. в 14.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.040.04 при ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова».

Автореферат разослан «_» мая 2012г. и размещен на сайтах www.kgsha.ru и referat_vak@mon.dov.ru.
Ученый секретарь

совета по защите докторских и

кандидатских диссертаций

д

октор сельскохозяйственных наук,

профессор Л.И. Кибкало

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Мощные техногенные нагрузки на территории многих хозяйств, приводят к изменению природного состава почв, водоемов и растительности, что в свою очередь негативно сказывается на репродуктивных функциях животных (Кашин А.С. и др., 2008).

На современном этапе развития коневодства вопрос повышения плодовитости кобыл является одним из приоритетных, т.к. деловой выход жеребят в призовых породах приближается к критически малому – 45-50% на 100 кобыл, что резко сокращает возможность при малом количестве маточного поголовья (1200 маток по стране) вести интенсивный отбор и поднять экономическую эффективность развития рысистого коневодства (Агеев В.Е., 2004; Яковлева С.Е. 1997-2005; Мартынова Н.Л., 2004, Козлов М.Е., 1984; Пэрн Э.М., 1989).

Большое влияние на плодовитость оказывают паратипические факторы, наиважнейшими из которых являются уровень и качество кормления, т.е. наряду с полноценностью кормления, корма не должны представлять опасность для здоровья животных (Мотовилов К.Я. и др.2010; Миколайчик И.Н., 2010).

Учитывая это, особую актуальность приобретают вопросы поступления, перераспределения и аккумуляции токсикоэлементов по звеньям трофической цепи почва-растение (кормовые культуры)-животное и поиск различных способов детоксикации компонентов рациона и защитных механизмов проникновения токсических концентраций элементов в организм животных с целью предотвращения их отрицательного влияния (Бокова Т.И., 2005;Селимов Р.Н., 2009).

В последнее время в качестве эффективных сорбентов в связи признанной нетоксичностью в практике животноводства стали широко использоваться цеолиты. Назрела необходимость полного научного мониторинга проблемы и анализа устранения при помощи сорбентов негативного влияния загрязненных тяжелыми металлами (ТМ) кормов на плодовитость лошадей. Однако при этом крайне необходима детализация таких исследований с точки зрения регионального аспекта, что позволит интенсифицировать развитие отрасли с учетом местных особенностей.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с плановыми научными исследованиями Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова в рамках научного направления по теме 7.8, раздел 7.8.7 «Сорбционные явления, миграции, трансформации эссенциальных и токсичных веществ в системе почвы-растения-животные» на 2011–2015 гг. (Решение научно-технического Совета академии, протокол № 6 от 27.12.2010г.), а также основной стратегической линией идеологии и системы мероприятий Концепции по достижению цели и решению задач развития коневодства России, разработанной Российской академией сельскохозяйственных наук Всероссийского научно-исследователь-ского института коневодства и одобренной Ученым Советом ВНИИК (26 октября 2001 г., протокол № 7), генеральной идеей которой, является обеспечение расширенного воспроизводства лошадей всех видов народно-хозяйственного использования.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - оценить степень техногенного загрязнения кормов, используемых в рационах лошадей, тяжелыми металлами и их влияние на плодовитость кобыл русской рысистой породы. Экспериментально обосновать эффективность применения цеолита, как сорбента, для устранения токсичного влияния повышенного содержания тяжелых металлов I и II класса опасности в используемых кормах.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

Провести мониторинг содержания подвижных форм тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Ni) в почвах сельхозугодий, источнике водоснабжения (Cu, Zn, Pb, Cd), кормах, используемых для кормления маточного поголовья кобыл русской рысистой породы в хозяйстве, выбранном в качестве экспериментальной базы для выполнения данной работы.
Определить питательную ценность и минеральный состав кормов, коэффициенты накопления тяжелых металлов, коэффициенты биологического поглощения ТМ из почвы в растительные корма и коэффициенты перехода тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Cd) из рационов в организм кобыл.
Изучить и сопоставить содержание некоторых биохимических показателей, кальция, фосфора, железа и тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Cd) в сыворотке крови, моче, кале и конском волосе кобыл до и после устранения негативного влияния загрязненных тяжелыми металлами кормов посредством применения сорбента, в дозе 0,5 г на 1 кг живой массы животного.
Произвести расчет и анализ баланса тяжелых металлов в организме кобыл, изучить корреляционную связь транслокации ТМ из кормов в кровь, мочу, кал и % аккумуляции их в конском волосе.
Провести мониторинг показателей и параметров плодовитости кобыл русской рысистой породы.
Рассчитать экономическую эффективность повышения делового выхода жеребят в результате включения в рацион кобыл русской рысистой породы цеолитсодержащего сорбента в качестве средства детоксикации тяжелых металлов.

Научная новизна работы. В работе впервые комплексно изучено содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Cd) в кормах, биологических жидкостях, в конском волосе, кале до и после детоксикации кормов посредством применения цеолитсодержащего сорбента. Установлено, что закономерности миграции металлов в трофической цепи кобыл русской рысистой породы имеют свои особенности и ограничиваются строго определенными коэффициентами. Впервые проведен мониторинг зажеребляемости, параметров и показателей плодовитости кобыл русской рысистой породы на фоне повышенного содержания ионов кадмия в растительных кормах и разных уровнях концентрации тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb).

Основные положения, выносимые на защиту:

Повышенная степень токсичного загрязнения организма маток русской рысистой породы тяжелыми металлами (Cu, Zn, Pb, Cd) на фоне умеренного суммарного загрязнения почв и значительно превышающим значение ПДК загрязнением кормов ионами кадмия.
Высокий уровень миграции ионов кадмия по трофической цепи почва-растительные корма-животные.
Возможность детоксикации организма кобыл от тяжелых металлов и повышения их плодовитости за счет использования в рационах каркасных сорбентов цеолитовой группы.
Высокие региональные коэффициенты накопления, коэффициенты биологического поглощения и перехода тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Cd) из рационов в организм кобыл и процент аккумуляции в конском волосе.
Экономическая оценка эффективности повышения делового выхода жеребят русской рысистой породы в результате детоксикации каркасными сорбентами-цеолитами кормов, загрязненных тяжелыми металлами.

Практическая значимость. Результаты работы позволяют расширить научную базу в области коневодства, а именно представлений об особенностях повышения плодовитости маточного поголовья кобыл русской рысистой породы при устранении сорбентами негативного влияния кормов, загрязненных тяжелыми металлами. На основе результатов исследований определена целесообразность применения в рационах кобыл каркасных сорбентов цеолитовой группы. Установленные корреляционные зависимости и коэффициенты позволяют прогнозировать количество ТМ в кормах, а, следовательно, регулировать доступность их животным. Разработанные элементы научной базы формируют основу дифференцированной системы зоотехнических мероприятий АПК. Полученные эмпирические данные можно использовать при разработке выходных практических нормативных документов по использованию и реабилитации сельскохозяйственных угодий с повышенным загрязнением тяжелыми металлами для создания полевого кормопроизводства и соответствующей кормовой базы. Материалы диссертационной работы могут быть использованы в педагогической практике по кормлению сельскохозяйственных животных и других дисциплин зооинженерного профиля.

Личный вклад автора. Диссертантом проведены научные исследования, выполнена статистическая обработка и анализ результатов исследований, сформулированы общие положения, выносимые на защиту, выводы и практические рекомендации.

Апробация работы. Полученные результаты научных исследований докладывались в рамках круглого стола «Влияние качества кормов и кормовых добавок на продуктивность, воспроизводство и здоровье животных» (Курск, 2010), Юбилейной Международной научно-практической конференции «Наука и инновации в сельском хозяйстве» (Курск, 2011), Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (Курск, 2011) в рамках круглого стола «Модернизация производства и переработки продукции животноводства», Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2012).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, определенных ВАК Минобразования и науки.

Структура и объем работы. Работа изложена на 142 страницах основного текста, состоит из 4 глав, содержит 2 рисунка, 32 таблицы и приложения, список литературы включает 233 источника, в том числе 23 зарубежных наименований.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперимент проводили в 2010-2012 гг. на базе ООО «Троицкое» Орловского района Орловской области и кафедр кормления сельскохозяйственных животных и кормопроизводства, частной зоотехнии Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И. Иванова в соответствии с общей структурой (Рис. 1).

Объектами исследований негативного влияния тяжелых металлов являлись: почва, растительные корма, вода, маточное поголовье кобыл русской рысистой породы. Все матки содержались в конюшнях для маточного поголовья. Условия содержания, кормления и поения маток, а также параметры микроклимата были одинаковыми и соответствовали зоотехническим нормам, предъявляемым к данному виду животных.

Комплексно-аналитические и биохимические исследования почв, кормов, воды, крови, мочи, кала, конского волоса кобыл проведены в Испытательной лаборатории по агрохимическому обслуживанию сельскохозяйственного производства ФГУ ГСАС «Курская», испытательном центре ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет» и ГУ «Курская областная ветеринарная лаборатория». Определение тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Cd) выполнено на атомно-абсорбционном спектрометре с электротермической атомизацией пробы (прибор ААС ЭА «КВАНТ - Z.ЭТА») в соответствии с требованиями ГОСТ 26931-86, ГОСТ 26932-86, ГОСТ 26933-86, ГОСТ 26934-86.

Исследования проводились в строгом соответствии с классической Методологией исследований, разработки мероприятий и технологий адаптивного животноводства в условиях техногенного загрязнения территорий, разработанной Р.Г. Ильязовым, Р.М. Алексахиным, В.И. Фисининым, У.Г. Гусмановым (Ильязов Р.Г. и др., 2010), которая рекомендует для снижения содержания токсикантов в организме животных применять различные защитные мероприятия, направленные, с одной стороны, на уменьшение потребление солей тяжелых металлов с кормом, с другой – на предотвращение всасывания поллютантов в желудочно-кишечном тракте и ускорение их выведения из организма.

Используя сопряженный анализ, определяли содержание токсикантов в пробах почвы, в растительных кормах с уточнением коэффициентов их перехода по пищевой цепи, в результате чего оценивали спектр токсикантов (меди, цинка, свинца, кадмия), соотношение их количества с ПДК, влияние почвенных условий на накопление токсикантов.

При проведении исследований растительных кормов использовались общепринятые методики зоотехнического анализа (сырой протеин определяли согласно ГОСТ Р 51417-99 (по Къельдалю), сырой жир – ГОСТ 13496.15-97 (по Сокслету), сырую клетчатку – ГОСТ Р 52839-07 (по Геннебергу и Штоманну), каротин – колориметрически при помощи ФЭК (ГОСТ 13496.17-95), сырую золу – озолением в муфельной печи при температуре 450-500^оС (ГОСТ 26226-95), кальций – объемным методом по Усовичу А.Т. (ГОСТ 26570-95), фосфор – колориметрически по Бригсу (ГОСТ 26657-97).

Физиологическое состояние животных оценивали по биохимическому составу сыворотки крови и мочи с использованием общепринятых методик. Критерием диагностики микроэлементоза, определения микро- и макроэлементного баланса в организме являлось содержание токсичных металлов в организме в сыворотке крови, моче, кале и конском волосе.

Кровь для исследований отбирали из яремной вены в утренние часы до кормления и водопоя. В сыворотке крови определяли: содержание общего белка – методом рефрактометрии, кальция – комплексономерией с индикатором Арсеназо-III, неорганического фосфора – колориметрией по Белл-Дойзу с изменениями Юденовича в модификации Ивановского, резервной щелочности - титрометрически по И.П.Кондрахину, железа – колориметрическим методом с применением диагностичнеских приборов НПФ АВА-3 (анализатор вольтамперометрический, НПП «Буревестник»), меди, цинка, свинца, кадмия – методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

ООО «Троицкое» Орловского района Орловской области

Общий белок

Кальций

Фосфор

Железо

Резервная щелочность

Cu, Zn,

Pb, Cd

рН,

сахар,

белок,

Cu, Zn,

Pb, Cd

Почва

Корма

Вода

Кровь

Моча

Кал

Статистическая обработка полученных результатов
Рис.1 Общая структура исследования

Отбор проб мочи для исследования проводили в утренние часы перед кормлением, собирая мочу методом катетеризации с фиксацией животного в станке и определяли: pH - потенциометрическим методом; сахар – глюкозо-оксидазным методом; белок - колориметрическим методом; медь, цинк, свинец, кадмий – методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

Отбор и подготовка проб конского волоса осуществлялась в соответствие с общепринятым методом индикации биогеохимических аномалий по химическому составу волос (ХЭСВП). Отбор проб волоса у маток осуществляли в станке с фиксацией, путем срезания волос с хвоста по всей длине на расстоянии 1-2 см от репицы хвоста в количестве 1,5-2 г.

Отбор проб конского кала проводили непосредственно из прямой кишки через анальное отверстие. Концентрацию меди, цинка, свинца и кадмия в конском волосе и кале определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизации пробы.

При определении количественно-миграционного характера тяжелых металлов в трофической цепи и выявления влияния на него различных факторов были определены коэффициенты перехода и накопления ТМ в звеньях системы почва-растительные корма-организм маток кобыл русской рысистой породы.

Коэффициенты накопления тяжелых металлов рассчитывали по формуле, предложенной А.Н. Сироткиным и Р.Г. Ильязовым (2010):

, (1)

где

- коэффициент накопления i-го элемента из 1 кг почвы в 1 кг корма; Ci (К) – содержание i-го элемента в корме, мг/кг; Ci (П) – содержание i-го элемента в почве, мг/кг.

Коэффициенты перехода тяжелых металлов из кормов в организм животного определяли по формуле:

, (2)

где КП- коэффициент перехода i-го элемента из суточного рациона в кровь животного; Ci (К) – содержание i-го элемента в крови, мг/кг; Пi – содержание i-го элемента в рационе, мг/сут.

В качестве средства детоксикации ТМ животные получали основной рацион хозяйства с добавкой сорбента «Цамакс» на основе природных цеолитов (Ме_nO_mAl₂O₃xSiO₂yH₂O) в форме порошка в дозе 0,5 г на 1 кг живой массы в сутки в течение 1 месяца (табл. 1.).
Таблица 1 – Схема научно-хозяйственного опыта

Группы животных	Количество животных, гол.	Особенности кормления
Контрольная	20	Основной рацион (ОР)
Опытная	20	Основной рацион (ОР)+ сорбент «Цамакс» (0,5 г/кг ж.м.)

Показатели и параметры плодовитости кобыл рассчитывались по стандартным методикам, разработанным Всероссийским научно-исследовательским институтом коневодства.

При анализе плодовитости использовали следующие показатели: зажеребляемость, прохолосты, количество абортов, слабо- и мертворожденных жеребят, деловой выход жеребят; параметры: продолжительность жеребости, сервис-периода, межродового периода и периода от выжеребки до 1-го покрытия используя данные ведомостей выжеребки и случки за 2008-2010гг.

Стандартные анализы различных вариационных рядов проводили по общепринятым методикам методами вариационной статистики. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента. Результаты исследований считали высокодостоверными при p<0,001 и достоверными при p<0,01, p<0,02 и p<0,05.