CC BY
92
Литература
1. 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. 81-85.
2. Гумеров А.Б., Белооков А.А., Лоретц О.Г., Горелик О.В., Асенова Б.К. Молочная продуктивность коров при использовании пробиотических ферментных препаратов // Аграрный вестник Урала. - 2018. - № 4(171). - С. 5-10.
3. Шувариков А.С. Использование современных факторов в повышении качества молока // Доклады Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 288-2. - С. 371-374.
4. Бодрова О.С., Донник И.М. Применение иммуномодулирующих препаратов Достим и Мастим сухостойным коровам с выраженным иммунодефицитным состоянием // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2016. - № 2. - С. 48-59.
5. Горелик О.В. Оценка разных способов доения коров // Зоотехния. - 2002. - №6. - С. 23-24.
Literatur
1. Donnik I.M., Voronin B.A., Loretc O.G. Obespechenie prodovol'stvennoj bezopasnosti: nauchno-proizvodstvennyj aspekt (na primere Sverdlovskoj oblasti) // Agrarnyj vestnik Urala. -2015. - № 7 (137). - S. 81-85.
2. Gumerov A.B., Belookov A.A., Loretc O.G., Gorelik O.V., Asenova B.K. Molochnaya produktivnost' korov pri ispol'zovanii probioticheskih fermentnyh preparatov // Agrarnyj vestnik Urala. - 2018. - № 4(171). - S. 5-10.
3. SHuvarikov A.S. Ispol'zovanie sovremennyh faktorov v povyshenii kachestva moloka // Doklady Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii. - 2016. - № 288-2. - S. 371-374.
4. Bodrova O.S., Donnik I.M. Primenenie immunomoduliruyushchih preparatov Dostim i Mastim suhostojnym korovam s vyrazhennym immunodeficitnym sostoyaniem // Kormlenie sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh i kormoproizvodstvo. - 2016. - № 2. - S. 48-59.
5. Gorelik O.V. Ocenka raznyh sposobov doeniya korov // Zootekhniya. - 2002. - №6. - S. 23-24.
УДК 616:615.1-636 DOI 10.24411/2078-1318-2018-14138
Доктор с.-х. наук А.С. МИТЮКОВ (ФГБУН Институт озероведения РАН, e-mail: mitals@yandex.ru) Доктор с.-х. наук Г.С. ЯРОШЕВИЧ (Директор Псковского НИИСХ РАН e-mail: pniish@tllink.ru)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ САПРОПЕЛЯ
В ЖИВОТНОВОДСТВЕ
Сапропель - в переводе с греческого языка означает «гниющий ил». Название «сапропель» было дано озерному илу в конце прошлого столетия Лаутернборном. Сапропель - вещество преимущественно биологического происхождения, образующееся под водой, на дне пресноводных водоемов из остатков планктонных и бентосных организмов, при большой роли бактериальных процессов, происходящих в поверхностных слоях отложений при малом доступе кислорода. Донные отложения пресноводных водоемов давно привлекают внимание ученых и практиков как ценное органическое и органоминеральное сырье для различных отраслей экономики. Органическое вещество сапропеля представляет собой совокупность растительных и животных остатков, а также продуктов их распада. В его состав входят продукты гидролиза биополимеров, полимерные соединения, образовавшиеся в процессе биотической и абиотической деструкции, продукты синтеза органических веществ, а также
продукты жизнедеятельности микроорганизмов - витамины и другие биологически активные вещества [2,6].
Групповой состав органического вещества сапропеля представлен битумоидами, гуминовыми веществами, легко гидролизуемыми (углеводный комплекс) и трудно гидролизуемыми (целлюлозные и лигниновые компоненты) веществами, негидролизуемым остатком. Биологически активная компонента сапропеля включает в себя целый комплекс разнообразных веществ: азотистые и гормоноподобные соединения, ферменты, каротины, пигменты, органические кислоты, спирты и др. В минеральной компоненте сапропелей примерно в равных частях содержится SiO2 и СаО, а также соединения железа, магния, калия, алюминия, серы, фосфора и других макро- и микроэлементов [1,5].
По процентному соотношению содержания органических и минеральных веществ отложения сапропелей разделяются на 4 типа:
- органические (зольность до 30%);
- органоминеральные (зольность 30-50%);
- минерально - органические (зольность 50-70%);
- минерализованные (зольность 70-85%).
Классификация сапропелей должна учитывать как состав органической части, так и особенности минеральных компонентов сапропеля. В Центральной части России часто встречаются водорослевые сапропели: цианофицейно-протококковые (12,2%), смешанно-водорослевые (8,9%), хризомонадово-диатомовые (8,3%) и протококково-цианофицейные. В центральных областях европейской части России распространены диатомово-кремнеземистые (6,8%), глинистые (6,3%), известковистые (4,9%), водорослево-торфянистые (4,4%) и торфянистые (3,9%) сапропели [2,3].
В настоящее время, в силу специфики экономических условий, сложилась благоприятная ситуация для возобновления работ по проблеме добычи, переработки и использования этого уникального органического сырья. Продукция, вырабатываемая из сапропеля, уже сейчас востребована на рынке, и есть возможности использования производных сапропеля во многих отраслях. Появившееся в последние годы понятие о «бионефти», «синтетической нефти» и современных методах её переработки позволяют вновь взглянуть на сапропель как на источник ценного химического сырья и компонентов топлива.
Цель исследований. Сапропель, как природный возобновляемый ресурс, является перспективным сырьем для выделения и получения гуминовых веществ. 20000-летний природный синтез создал уникальный по составу продукт, аналогов которому сегодня нет. Применяется это средство в народе как природное удобрение в растениеводстве. В животноводстве используется с профилактической целью и для улучшения состояния желудочно-кишечного тракта, стимуляции минерального и витаминного обмена, восстановления имунной системы животных.
Уникальная способность гуминовых препаратов интенсифицировать обменные процессы растительной клетки, как было показано рядом серьёзных научных исследований, проявляется не менее эффективно на комплексное живых организмах. Гуминовые вещестр обладают широким спектром биологической активности, оказывая непосредственное воздействие на обменные процессы в организме животных и человека. В России эксперименты по использованию гуминовых препаратов в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных начаты в 60-х годах и продолжаются в настоящее время. В результате накоплен обширный экспериментальный материал, доказывающий, что использование гуматов приводит к ускорению роста животных, снижению заболеваемости и падежа, повышению устойчивости организма к токсинам в кормах и к неблагоприятным условиям среды. Следствием указанных факторов является повышение продуктивности [5].
Результаты, приведенные выше, и наши собственные исследования стали целью и основой для более детального и глубокого исследования как структуры и свойств сапропеля, так и ее производных, для последующего внедрения их в производство.
Материалы, методы и объекты исследований. Исследования проводились в филиале ФГУП ОПХ «Каложицы» опытно-производственном хозяйстве «Родина» по общепринятым методикам по контрольному выращиванию молодняка крупного рогатого скота. Для первого опыта были созданы 2 группы телок черно-пестрой породы в возрасте 6 месяцев (± 0,5 мес.) по 10 глов в группе. Одна из 2-х групп была контрольной. Во второй группе опытные телки дополнительно к основному рациону получали по 200 г натурального сапропеля и получали ее в смеси с комбикормами.
Во втором опыте были созданы 3 опытные группы, одна из которых была контрольной. Рацион этой группы был стандартным, как у всех телок этого возраста. Вторая группа телок (первая опытная) дополнительно стандартному рациону получала по 20 мл ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензии (УДГСС) (смесь гуматов калия, натрия и фосфора), полученного из натурального природного сапропеля весь период опыта. В третьей группе телки (вторая опытная) получали к основному рациону по 20 мл УДГСС только один месяц вначале опыта. Все подопытные животные содержались в клетках, при групповом содержании, и обслуживались одной телятницей.
С целью получения суспензии гуматов калия, натрия и фосфора разработана методика, в основу которой заложена щелочная обработка экологически чистого природного покровного сапропеля из месторождения «Ермолино» Псковской области. Методика позволяет проводить разложение гелиевой структуры сапропеля для получения суспензии водных растворов веществ (гуматов), микроэлементов и микрофлоры, содержащихся в сапропеле. При использовании этих реактивов происходит обогащение сусуспензии калием, фосфором и натрием, а ультразвуковая кавитация на установке ПСБ-ГАЛС 18035-05 (частота 35 кГц, давление 2 Вт/см2) позволяет повышать биологическую активность суспензии за счет увеличения количества нано-частиц [4].
Физико-химический и гранулометрический анализ образцов суспензии базировался на возможностях энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного спектрометра EDX-720/800HS (SHIMADZU) и лазерного анализатора частиц Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments).
Контроль за ростом и развитием животных подопытных групп осуществляли по данным эжемесячных индивидуальных взвешиваний и постоянным наблюдениям. На основании изменения живой массы за месяц рассчитаны среднесуточные приросты живой массы телочек опытной и контрольной групп.
Кормление телочек было организовано таким образом, что все скармливаемые корма давались телятам трех групп в равных количествах. Кормовая добавка суспензии сапропеля скармливалась подопытным телятам в смеси с комбикормами. Кормление телок осуществлялось по принятому в хозяйстве распорядку дня, двукратно.
Рационы кормовой кормления разработаны по нормам ВИЖа и сбалансированы по 26 показателям. Определение химического состава и питательной ценности используемых в опыте кормов проводили в лаборатории Псковского НИИСХ.
Рацион в среднем за период опыта состоял из 4 кг сена, 15 кг силоса и 2,5 кг концентрированных кормов из расчета получения среднесуточных приростов телок 750 грамм.
Результаты исследования. Для проверки предположений о влиянии сапропелей на продуктиность животных нами проведены специальные исследования. Исследования проведены в ОПХ «Каложицы» и в Псковском НИИ сельского хозяйства на телках черно-пестрой породы в период в от 6 до 18-месячного возраста.
Для того чтобы использовать в качестве кормовой добавки сапропели, нами проведены исследования их химического состава, питательной ценности и безопасности для животных.
Таблица 1. Химический состав и питательная ценность кормов, использованных в эксперименте
Показатель Сено Силос К/к для КРС Сапропель
Кормовых ед. 0,69 0,78 1,24
Обменной энергии 9,21 9,81 12,37
Суховго вещества, % 81,8 37,8 89,4 44,6
Сырой протеин, % а.с.в. 12,81 9,25 21,06 8,59
Переваримый протеин, % а.с.в. 8,22 5,00 16,85 —
Сырая свинец клетчатка, % а.с.в. 28,32 28,48 9,95 8,57
Сырой жир, % а.с.в. 2,95 4,20 6,18 0,027
Сырая зола, % а.с.в. 7,34 8,54 6,74 61,23
Углеводы, % а.с.в. 8,37 10,0 7,15 1,43
Кальций, % а.с.в. 1,02 0,99 1,08 2,10
Фосфор, % а.с.в. 0,28 0,26 0,77 0,10
Сера, % а.с.в. 0,14 0,03 0,22 0,23
Железо, мг/кг 188,04 403,37 221,75 5703,6
Медь, мг/кг 6,33 5,68 19,87 16,67
Цинк, мг/кг 14,81 16,40 146,5 365,5
Кобальт, мг/кг <0,1 0,184 2,65 7,55
Марганец, мг/кг 51,66 41,17 70,61 118,4
Каротин, мг/кг в н.к. 5,57 12,01 — —
Таблица 2. Результаты исследований образца сапропеля, включенного
в качестве кормовой добавки
Наименование показателей Ед. изм. Результат испытаний Погрешность
Химические элементы (в натур.в-ве)
Железо мг/кг 840 ± 168
Иод мг/кг 0,97 ±0,19
Калий % 0,04 ± 0,01
Кальций % 19,69 ± 1,65
Магний г/кг 3,07 ± 0,26
Марганец мг/кг 200 ± 35,2
Медь мг/кг 0,37 ± 0,09
Натрий % 0,09 ± 0,02
Селен мг/кг 0,12 ±0,05
Фосфор 0/ % 0,008 -
Цинк мг/кг 3,72 ± 0,78
Показатели качества
Витамин А МЕ/г 0,29 ±0,07
Массовая доля влаги % 42,64 ±0,3
Массовая доля сырого протеина % 2,23 ±0,37
Массовая доля легкогидроли-зуемых углеводов % 0,05 ±0,23
Массовая доля сырого жира % не обнаружено -
Массовая доля сырой золы % 51,29 ±2,00
Массовая доля сырой Клетчатки % 1,29 ±0,98
Переваримый протеин % 1,52 ±0,35
Ъксичные элементы
Кадмий мг/кг 0,018 ±0,005
Мышьяк мг/кг 0,09 ± 0,03
Ртуть мг/кг менее 0,005 -
Свинец мг/кг 0,27 ±0,09
Исследованиями установлено, что используемый сапропель имеет в своем составе практически все жизненно необходимые микро- и макроэлементы. Кроме того, выявлено, что в сапропелях имеются, хотя в небольших количествах, сырой протеин, переваримый протеин, легкогидролизуемые углеводы, витамин А (табл.1,2).
Проведены исследования и на содержание токсичных элементов, таких как кадмий, мышьяк, ртуть, свинец. Установлено, что эти элементы в образце используемого сапропеля присутствуют, но в таких небольших количествах, что даже близко не доходят до предельно допустимых концентраций (ПДК).
Важной особенностью органической части сапропеля является высокое содержание (до 50%) гуминовых соединений, которые во многом определяют характер и свойства илов данной составной частью. Гуминовые кислоты, содержащиеся в сапропелях, имеют различные уровни химической активности, а от этого зависит бактерицидное действие сапропелей. Более выраженным антимикробным действием обладают гуминовые кислоты кремнеземных сапропелей.
Опытной группе животных добавляли в ежедневный рацион кормления по 200 г натурального сапропеля на каждого животного. Эксперимент длился 253 дня с момента постановки телок на зимний стойловый период.
Исследованиями установлено, что от введения в рацион сапропеля животные дополнительно получали в день 111,5 г сухого вещества, 7,7 г сырого протеина, 0,44 г кальция, 8,3 мг меди, 73,1 мг цинка, 3,8 мг кобальта и 23,7 мг марганца. Эффективность от введения в рацион сапропеля составила 38,2 г, и среднесуточный прирост опытной группы с сапропелем составил 764 г. Превышение в среднесуточном привесе телок, получавших сапропель, от контроля составил 5,26% (табл.3).
Таблица 3 . Результаты использования натурального сапропеля в качестве кормовой добавки
Показатель Ед.изм. Контроль Опыт 1 (сапропель)
Живая масса телок при постановке на эксперимент кг 128,4±10,7 111,5±12,1
Живая масса телок при окончании эксперимента кг 272,7±16,6 272,7±16,6
Прирост живой массы за период опыта кг 144,2±12,4 150,0±16,4
Среднесуточный прирост г 726,1±49,0 764,3±85,2
± к контролю г — 38,2
% к контролю % — 5,26
Эти исследования подтвердили результаты исследования других авторов, но в то же время показали, что необходимо искать какие-то наиболее эффективные пути и варианты использования сапропеля, чем использование в натуральном виде.
В связи с тем, что хотя и получен положительный результат при использовании натурального сапропеля, однако результаты низкие, которые не устраивают исследователей, а также производственников.
Поиски получения высокоэффективного препарата из природного сапропеля дали хорошие результаты. Используя существующий метод щелочной экстракции и дополнительно обработав экстракт сапропеля ультразвуком, были впервые получены ультрадисперсные гумато-сапропелевые суспензии с частицами размером 86-89 нм. Было установлено, что полученные суспензии эффективно дезактивируют распространенные в окружающей среде экотоксиканты ряда тяжелых металлов, которые при включении в рацион питания сельскохозяйственных животных приводят к значительному среднесуточному приросту живой массы.
В связи с этим возникла необходимость проверить УДГСС в различных вариантах действия на организм телок, в том числе на прирост живой массы. Были проведены опыты по изучению влияния ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензии (УДГСС), полученного из натурального природного сапропеля, на развитие телок.
Одна из 3-х групп была контрольной. Во второй группе (первой опытной) опытные телки дополнительно к основному рациону получали по 20 мл ультрадисперсной гумато-сапропелевойой суспензии (УДГСС), полученного из натурального природного сапропеля. В третьей группе (вторая опытная) телки получали по 20 мл ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензии (УДГСС) только в течение одного месяца с начала эксперимента.
Таблица 4. Среднесуточные приросты живой массы телок при использовании
кормовой добавки УДГСС
Опытные группы Среднесуточный прирост живой массы, г
По группе ± к контролю %
Контроль 806 ±120,2 - 100
Первая опытная группа 952 ± 129,0 + 146 г 118,1
Вторая опытная группа 903 ± 87,0 + 97 г 112,0
Исследования показали высокий положительный эффект действия экстрактов сапропеля при разных вариантах использования. Эффект действия УДГСС получен на высоком фоне проводимого эксперимента на уровне 800-1000 г среднесуточного прироста.
Установлено, что высокие приросты живой массы получены при использовании в качестве кормовой добавки ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензии (УДГСС). Первая опытная группа, получавшая УДГСС, дала прирост живой массы за весь период эксперимента на 18,1% (146 г) больше, чем контрольная группа. Вторая опытная группа телок, которая только один месяц получала суспензию, также дала среднесуточный прирост +97 г, или +12% к контролю (табл. 4). Результаты показывают, что ультрадисперсная гумато-сапропелевая суспензия оказывает значительную положительную роль в развитии животных. Даже одномесячная дача суспензии оказывает долгосрочное положительное влияние на организм животных. Дальнейшие исследования должны подтвердить как долго, в какие возрастные периоды и как часто необходимо будет использовать ультрадисперсную гумато-сапропелевую суспензию для разных видов животных.
Выводы. Данные свидетельствуют о безусловном эффекте применения гуминовых веществ сапропеля в качестве натуральных пищевых биологически активных добавок. Заметим, что даже небольшой прирост живой массы крупного рогатого скота в масштабах фермы, региона и страны в целом имеет важное практическое значение. По-видимому, при взаимодействии экотоксикантов с гуминовыми веществами сапропеля с повышенным содержанием наночастиц происходит агрегация и последующее элиминирование ядовитых субстанций, возникают благоприятные условия для жизнедеятельности и повышения продуктивности сельскохозяйственных животных.
Литература
1. Nsengumuremyi, D., Barakova N.V., Romanov V.A., Mityukov A.S., Guzeva A.V. The effect of sapropel extractc on microflora and physicochemical parameters of dried distillers' grain / D. Nsengumuremyi, N. // Agronomy Research. - 2018. - Vol. 16. - № 2 Special Issue. - Pp. 1457-1465
2. Лиштван И.И., Лопотко М.З. Использование сапропелей в народном хозяйстве // Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве. - Минск: Изд. «Наука и техника», 1976. - С. 5-13.
3. Митюков А.С., Румянцев В.А., Крюков Л.Н., Ярошевич Г.С. Сапропель и перспективы его использования в аграрном секторе экономики // Общество. Среда. Развитие. - 2016. -№ 2 (39). - С. 110-114.
4. Митюков А.С., Ярошевич Г.С., Шондина О.В. Получение ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензии методом ультразвуковой кавитации: материалы международного конгресса («АгроРусь». XXVI Международная агропромышленная выставка.) - СПб., 2017. - С. 147-148.
5. Румянцев В.А., Митюков А.С., Крюков Л.Н., Ярошевич Г.С. Уникальность свойств гуминовых веществ сапропеля // Доклады Академии наук. - 2017. -Том 473. -№ 6. - С. 1-4.
6. Штин С.М. Озерные сапропели и их комплексное освоение / Под ред. И.М. Ялтанца. - М.: Издательство МГГУ, 2005. - 373 с.
Literatura
1. Nsengumuremyi, D., Barakova N.V., Romanov V.A., Mityukov A.S., Guzeva A.V. The effect of sapropel extracte on microflora and physicochemical parameters of dried distillers' grain / D. Nsengumuremyi, N. // Agronomy Research. - 2018. - Vol. 16. - № 2 Special Issue. - Pp. 1457-1465
2. Lishtvan I.I., Lopotko M.Z. Ispol'zovanie sapropelej v narodnom hozyajstve // Problemy ispol'zovaniya sapropelej v narodnom hozyajstve. - Minsk.: Izd. «Nauka i tekhnika»., 1976. - S. 5-13.
3. Mityukov A.S., Rumyancev V.A., Kryukov L.N., YAroshevich G.S. Sapropel' i perspektivy ego ispol'zovaniya v agrarnom sektore ehkonomiki // Obshchestvo. Sreda. Razvitie. - 2016. -№ 2 (39). - S. 110-114.
4. Mityukov A.S., YAroshevich G.S., SHondina O.V. Poluchenie ul'tradispersnoj gumato-sapropelevoj suspenzii metodom ul'trazvukovoj kavitacii: materialy mezhdunarodnogo kongressa (<A.groRus'». HKHVI Mezhdunarodnaya agropromyshlennaya vystavka.) - SPb., 2017. - S. 147-148.
5. Rumyancev V.A., Mityukov A.S., Kryukov L.N., YAroshevich G.S. Unikal'nost' svojstv guminovyh veshchestv sapropelya // Doklady Akademii nauk. - 2017. -Tom 473. -№ 6. - S. 1-4.
6. SHtin S.M. Ozernye sapropeli i ih kompleksnoe osvoenie / Pod red. I.M. YAltanca. - M.: Izdatel'stvo MGGU, 2005. - 373 s.Shtin S.M. Ozernye sapropeli i ih kompleksnoe osvoenie / Pod red. I.M. Yaltintsa. М.: Izdatelstvo MGGU, контрольная 2005. наружно 373 s.
УДК 636. 087. 75 Б01 10.24411/2078-1318-2018-14144
Канд. биол. наук И.М. КОМИССАРОВ
(ФГБНУ ВНИИГРЖ, spbvniigen@mail.ru) Науч. сотрудник В.П. ПОЛИТОВ (ФГБНУ ВНИИГРЖ, v.pollitow2015@yandex.ru)
ПРИМЕНЕНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ, РАСТИТЕЛЬНЫХ АДАПТОГЕНОВ У ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ
Современные технологии получения продуктов животноводства, наряду с положительными сторонами (интенсификация и индустриализация получения продукции, внедрение наукоёмких технологий), имеют, как выяснилось, и некоторые издержки: недостаточно адекватные генетическим особенностям данных видов условия содержания при применении новых технологий, повышенная нагрузка на связанные с продуктивностью системы организма, связанные с этим стресс-факторы [1,2,6].Современные породы молочного скота обладают весьма высоким генетическим потенциалом по молочной продуктивности, который, однако, большей частью реализуется не полностью. Одна из причин этого - влияние техногенных факторов. В связи с этим очевидна необходимость стимуляции адаптивных процессов у сельскохозяйственных животных.
В биологической науке в настоящее время утверждается концепция наличия «особых», «критических» или «доминантных» периодов как в онтогенезе организма в целом, так и в функционировании отдельных его систем [9]. Для систем, связанных с воспроизводством и лактацией, таким периодом, безусловно, является ранний послеродовый период [2,6]. У выокопродуктивных коров на её поддержание работают практически все системы организма, и животное в течение длительного времени находится в состоянии, напоминающем стресс. Это негативно сказывается на других функциях, в частности, воспроизводительной [6]. Одними зоотехническими, селекционными мерами эту ситуацию разрешить невозможно: селекция на пригодность животных к эксплуатации в условиях
