CC BY
164
ДЕЙСТВИЕ КАДМИЯ И СВИНЦА НА ОРГАНИЗМ МОЛОДНЯКА СВИНЕЙ НА ОТКОРМЕ
О.С. Чалая
Аннотация. Представлены результаты изучения влияния разных доз кадмия и свинца, их отдельного и совместного действия на откормочные качества, гематологические показатели и минеральный состав крови свиней. Установлено негативное влияние кадмия и свинца, как при отдельном, так и совместном их скармливании на рост и физиолого-биохимические процессы в организме молодняка свиней. На фоне интоксикации животных кадмием и свинцом экспериментальная добавка снижала негативные воздействия изучаемых токсинов и способствовала повышению интенсивности роста, нормализовала гематологические показатели крови.
Ключевые слова: кадмий, свинец, свиньи на откорме, живая масса, среднесуточные приросты, альбумины, гемоглобин, эритроциты, лейкоциты, кальций, фосфор, цинк, медь.
Процесс загрязнения окружающей среды сопровождается избыточным поступлением в биосферу химических элементов, которые отображают неблагоприятное экологическое состояние, характерное для многих стран мира.
Среди многочисленных хемотоксикантов, которые поступают в окружающую среду, особое место занимают тяжелые металлы. Тяжелые металлы - это условное название металлов, которые имеют плотность более 6 г/см3 , относительную атомную массу более 50 а.о.м., большинство из которых токсичные (цинк, кадмий, меркурий, хром, свинец и другие) [1]. Существует также мнение, что это металлы с атомным номером 20 а.о.м. и более [2].
Эти микроэлементы имеют высокую токсичность и могут влиять на живые организмы даже в небольших концентрациях. Накапливаясь в растениях, они поступают по трофическим цепям в организм животных, приводят к нарушению процессов метаболизма, тормозят рост и развитие, а так же могут стать причиной снижения биологической ценности и экологической безопасности животноводческой продукции [3,4,5].
Из всех тяжелых металлов наиболее токсичныу для организма животных являются кадмий и свинец.
Наиболее интенсивными источниками поступления этих металлов в окружающую среду являются предприятия металлургической и химической промышленности, сгорание твердого и жидкого топлива, пестициды, промышленные отходы. Использование кадмия и свинца ежегодно возрастает и это вызывает рост загрязнения этими веществами почвы, воды, воздуха [6].
Механизм их токсического действия в основном обусловлен:
1. Снижением активности ферментов,
2. Образованием хелатов и нарушением обмена веществ.
3. Взаимодействием с клеточными мембранами и изменением их проницаемости.
4. Конкуренцией с химическими элементами, которые являются жизненно необходимыми для организма [7,8].
Кроме того, эти вещества легко всасываются и плохо выводятся организмом, что приводит к интенсивному их накоплению в тканях и органах [9].
Реакция животных на разные токсиканты и их концентрации неоднозначная и зависит от вида, возраста животного и других факторов.
В этой связи было намечено исследовать влияние повышенных концентраций тяжелых металлов (в ча-
стности кадмия и свинца), а также особенности их раздельного и совместного действия на организм молодняка свиней.
Для предупреждения и уменьшения негативного воздействия тяжелых металлов на организм животных и продукцию животноводства разрабатывают и внедряют эффективные и экономически выгодные средства. Наиболее перспективными в этом направлении, является использование веществ природного происхождения и препаратов, которые созданы на их основе [10]. Эффективность этих веществ заключается в том, что они содержатся в растительном сырье в природных комплексах, которые прошли биологический фильтр и не являются чужеродными для организма животных.
Научно-хозяйственный опыт был проведен по схеме, в которой предусмотрен единый методологический подход. Исследования выполняли на хрячках-кастратах крупной белой породы в возрасте 3,5 месяца. По принципу пар-аналогов были сформированы V групп животных по 10 голов в каждой, их основной рацион по уровню энергетического питания и питательным веществам был сбалансирован по нормам ВАСХНиЛ. Смесь солей тяжелых металлов, а так же экспериментальную добавку перемешивали вручную с небольшим количеством комбикорма, который затем смешивался с основным кормом и раздавался по кормушкам.
Животные I группы (контроль) получали только основной рацион (ОР).
II группы - ОР + ацетат свинца в дозе, превышающей предельно допустимую концентрацию в комбикормах для свиней в 10 раз (50мг/кг корма).
III группа - ОР + ацетат кадмия в дозе, превышающей предельно допустимую концентрацию в комбикормах для свиней в 10 раз (4мг/кг корма).
^группа - ОР + ацетат свинца (50мг/кг корма) + ацетат кадмия (4мг/кг корма).
V группы - ОР + ацетат свинца (50мг/кг корма) + ацетат кадмия (4мг/кг корма) + экспериментальная добавка.
В состав экспериментальной добавки входили лекарственные травы, витамины и метионаты цинка, меди, кобальта и марганца.
Рост и развитие опытных животных изучали, исходя из динамики их живой массы и среднесуточного прироста. Для этого хрячков на откорме ежемесячно индивидуально взвешивали. Для исследования крови на 30 день исследования из хвостовой вены отбирали кровь для анализов,
Биометрическую обработку цифрового материала проводили по Н. А. Плохинскому [11].
При постановке животных на откорм подсвинки по живой массе не отличались. В конце опыта, разница в живой массе между контрольной и опытными группами была достоверной (таблица 1). Так, наименьшую живую массу при снятии с откорма имели подсвинки третьей опытной группы - 100,1 кг, что было меньше показателя контроля на 5,5 % (Р > 0,99). Живая масса животных II и IV опытных групп снижалась в сравнении с контролем соответственно на 2,8% (Р > 0,95) та 4,4% (Р > 0,99), а животных V опытной группы увеличивалась в сравнении с контролем на 4,0% (Р > 0,99), что указывает на положительное влияние экспериментальной добавки.
Таблица 1 - Показатели откормочных качеств свиней, М±т, п=3_
| Груп- | Показатели ~
пы живая масса, кг среднесуточный прирост за период откорма
в начале опыта в конце опыта общий прирост за период,кг
I 30,0±0,1 2 106,0±1,1 76,0±1,03 550,8±7,55
II 30,0±0,1 1 103,0±0,9* 73,0±0,81* 529,1±6,01*
III 29,9±0,0 9 100,1±1,2** 70,2±1,13* * 508,6±8,18**
IV 30,0±0,0 9 101,3±1,04* * 71,3±1,02* * 516,6±7,69**
V 30,1±0,1 3 110,3±0,82* * 80,2±0,73* * 581,3±5,25**
Примечание: * - Р > 0,95, ** - Р > 0,99
Общий прирост живой массы одного животного за период откорма составил: в контрольной группе - 76,0 кг, во второй группе - на 3,0 кг меньше, чем в контроле, в третьей и четвертой группе соответственно меньше на 5,8 кг и 4,7 кг. Разница в общих приростах объясняется различными среднесуточными приростами в группах. В контрольной группе этот показатель был в пределах 550,8 г, во второй группе составил 529,1 г, что на 3,9 % (Р>0,99) было меньше показателя контроля. Среднесуточный прирост животных третьей опытной группы был наименьшим и составил 508,6 г за период откорма (Р>0,99), у животных четвертой опытной группы среднесуточные приросты соответственно составили 516,6 г, что было меньше контроля на 6,2% (Р>0,99), но больше показателя третьей групп соответственно на 1,6%. При скармливании животным на фоне интоксикации кадмием и свинцом экспериментальной добавки способствовало снижению негативного влияния изучаемых токсинов и активизации процессов роста. Так, животные пятой опытной группы имели общий и среднесуточный приросты выше, чем в контрольной и опытной группах.
Установлено, что поступление в организм молодняка свиней повышенных доз кадмия и свинца влияет на гематологические показатели крови (таблица 2). Во всех опытных группах, где животным скармливали тяжелые металлы, в установленных методикой дозах, наблюдалось ухудшение гематологических показателей крови.
Так, количество гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов свиней второй группы снизилось соответственно на 25,7 % (Р>0,999), 11,8 % (Р>0,999) и 15,5 % (Р>0,99), третьей группы - на 22,9 % (Р>0,999), 17,4 % (р>0,999) и 21,3 % (Р>0,99), четвертой группы - на 27,8 % (Р>0,999), 18,8 % (Р>0,999) и 24,8 % (Р>0,999) в сравнении с контролем. Отмечалось также снижение концентрации общего белка и альбуминов, что может быть признаком поражения печени. На фоне контрольной группы количество альбуминов во второй, третьей и четвертой опытных группах снижалось, соответственно, на 12,9 % (Р>0,99), 21,3% (Р>0,999) и 29,2% (Р>0,999), а общего белка - на 10,4 % (Р>0,999), 14,9 % (Р>0,999) и 16,2 % (Р>0,999).
При этом необходимо отметить, более интенсивное снижение гематологических показателей было у свиней четвертой группы, где кадмий и свинец скармливали совместно.
При скармливании животным экспериментальной добавки гематологические показатели крови свиней улучшались в сравнении с животными второй, третьей и четвертой опытных групп, а по содержанию альбуминов приближались к контролю.
Скармливание повышенных доз кадмия и свинца сопровождалось тенденцией к снижению концентрации кальция и фосфора в крови исследуемых животных, а также изменяло его микроэлементный состав (рисунки 1 и 2).
Так, содержание кальция в крови свиней второй группы составило 1,62 мМ/л, фосфора 1,47 мМ/л, что ниже показателя контрольной группы соответственно на 22,8% (Р>0,99) и 49,6 % (Р>0,90). На 40% снизилась концентрация кальция (Р>0,999) и на 57 % фосфора (Р>0,90) в крови исследуемых свиней четвертой группы. Под воздействием кадмия (третья группа) содержание кальция и фосфора так же уменьшилось и составило 1,33 мМ/л (Р>0,999) кальция и 1,38 мМ/л фосфора (Р>0,90). Содержание кальция и фосфора в крови животных пятой опытной группы повышалось в сравнении с показателями опытных групп, а по содержанию кальция даже превышало показатели контрольной группы.
Таблица 2 - Гематологические показатели крови молодняка свиней, М±т, п=5
Показатели Норма содержания в крови Группы
I II III IV V
Общий белок, г/л 65-85 76,22±0,71 68,3±1,29*** 64,84±0,66*** 63,9±1,42*** 69,48±0,36***
Альбумины, г/л 40-55 40,72±0,66 35,44±1,39** 32,04±1,48*** 28,84±1,1*** 40,68±0,90
Гемоглобин, г/л 90-110 117,44±1,87 87,2±5,55** 90,42±0,6*** 84,74±1,39*** 92,92±0,49***
Эритроциты, 1012/л 6-7,5 8,26±0,13 7,28±0,06*** 6,82±0,22*** 6,5±0,12*** 7,86±0,09*
Лейкоциты, 1012/л 8,16 8,38±0,24 7,08±0,15** 6,8±0,2** 6,3±0,09* 7,08±0,15**
2,5 2
1,5 1
0,5 О
2,1
2,42
2'62 1,33 1,26
2,82
2,25
1.47 1,38 1 21
I группа (ко| 11 роль)
II группа Шгруппа Г/группа V группа
кальций, ллМ/л фосфор, мМ/л
Рисунок 1 - Содержание кальция и фосфора в крови молодняка свиней на опыте
Примечание: * - Р > 0,95, ** - Р > 0,99, *** - Р > 0,999
о
m
3,9£ Щ 3,5]
2,01 Uli
Ж щт_
II! 1,28 В
IV
группы
Рисунок 2 - Содержание цинка и меди в крови опытных животных
Я Цинк, мг/кг ™ Медь, м г/к г
Так как кадмий и свинец проявляет антагонизм по отношению к некоторым эссенциальным микроэлементам, то скармливание опытным животным повышенных доз кадмия и свинца повлияло на микроэлементный состав крови. Изменения содержания в крови меди и цинка под действием токсичных доз кадмия и свинца представлено на рисунке 2.
При скармливании животным кадмия содержание цинка и меди в крови возрастает соответственно на 15,1% и 13,2% (Р>0,999). При скармливании свинца и совместном действии кадмия и свинца, наоборот, снижается по меди, соответственно, на 5,9% (Р>0,90) и 16,9% (Р>0,999), а по цинку соответственно на 10,1% и 11,4% (Р>0,999).
Содержание меди и цинка в крови животных пятой опытной группы, в которой помимо кадмия и свинца скармливали экспериментальную добавку, приближалось к контролю по цинку, а по меди превышало показатели контроля на 47,8%.
Таким образом, скармливание молодняку свиней на откорме повышенных доз кадмия и свинца приводит к снижению их живой массы в конце откормочного периода, снижает интенсивность роста, а также негативно сказывается на гематологических показателях крови опытных животных, изменяет микроэлементный состав крови. При этом интенсивность роста была наименьшей в группе, где животным скармливали соли кадмия, а более глубокие изменения гематологических показателей и микроэлементного состава крови наблюдались в четвертой опытной группе, где животные получали кадмий и свинец совместно.
Согласно проведенным исследованиям, установлено, что экспериментальная добавка благоприятно влияет на показатели живой массы и интенсивность роста животных, снижает негативное влияние изучаемых токсинов, улучшает формулу крови и нормализует микроэлементный состав.
Список использованных источников
1 Пинский Д.Л. Химия тяжелых металлов в окружающей среде // Загрязняющие вещества в окружающей среде / под ред. А. Моцика, Д.Л.Пинского. - Пущино-Братислава: Природа, 2001. - С. 75-115.
2 Barcelo I. Pochenrieder Ch. Plant water relations as affect ted by heavy metal stress a review // I. Plant Nutr. 1990.
3 Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. - М.: Наука, 1997. -184 с.
4 Габович Р.Д., Припутина Л.С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ. - К.: Здоров'я, 1987. - 248 с.
5 Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. - М. , 2004, - 216 с.
6 Мудрий И.В., Короленко Т.К. Тяжелые металлы в окружающей среде и их влияние на организм // Лжарська справа. - К., 2002. - № 5-6. - С. 6-9.
7 Бiлявський Г.О., Бутченко Л. I. Основи екологп: те-орш та практикум : навчальний поабник. - К. : Шбра, 2004. - 368 с.
8 Венчиков А.И. Биотики. - М.: Медгиз, 1962. - 238 с.
9 Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын [и др.]. - М. : Медицина, 1991. - 496 с.
10 Бокова Т.И. Детоксиканты различного происхождения // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2011. - № 5. - С. 57-59.
11 Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. - М.: Колос, 1969. - 286 с.
Информация об авторе
Чалая Ольга Сергеевна, ассистент кафедры прикладной экологии Харьковской государственной зооветеринарной академии, тел. 066-630-05-42, е-mail: [email protected]
