CC BY
44
Исследования показали, что содержание химически чистого жира в почечном сале у животных линии Мон-твик Чифтейн несколько выше, чем у бычков других групп, а количество воды, соответственно, ниже. Более стабильны показатели йодного числа. Очевидно, в проведенных исследованиях заметное влияние оказал фактор линейной принадлежности бычков.
Список использованных источников
1 Ростовцев, Н.Ф. Промышленное скрещивание в скотоводстве / Н.Ф. Ростовцев, И.И. Черкащенко. Изд-во «Колос». - М., 1971.
2 Кибкало, Л.И. Выращивание и откорм молодняка крупного рогатого скота / Л.И. Кибкало, Н.И. Жеребилов, Н.И. Ильин, А.Ф Шевченко,- Курск: Изд-во Курской ГСХА, 2007.
Информация об авторах Гончарова Наталья Алексеевна, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий специалист по животноводству ООО «Иволга-Курск», [email protected]. 8(4712)53-08-54.
Кибкало Леонид Ильич доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры частная зоотехния ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», [email protected]. 8(4712)53-08-54.
Ткачёва Наталья Ильинична, кандидат сельскохозяйственных наук, инспектор отдела аспирантуры ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», [email protected]. 8(4712)53-14-25.
МНОГОФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ТОЧЕК РИСКА АККУМУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ТРОФИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ
О.Н. Мирошниченко, И.В. Глебова, H.A. Чепелев, Э.Э. Дорохина, O.A. Тутова, НЛ. Мартынова
Аннотация В статье представлены результаты многофакторного анализа трансформации и аккумуляции тяжелых металлов в системе трофической цепи почва-корма в условиях Центрального Черноземья.
Ключевые слова: аккумуляция, почвы, кормовые культуры, экодиагностика, кларки концентраций, коэффициент накопления, коэффициент биологического поглощения
В связи со способностью черноземов и серых лесных почв интенсивно аккумулировать различные загрязняющие вещества, а также со сложным устранением последствий загрязнения, повышение содержания тяжелых металлов в почвах несет непосредственную угрозу для всех живых организмов, включая сельскохозяйственных животных и человека.
Как известно, почвы являются первым, а, следовательно, ведущим звеном в системе «почва - растения (корма) - сельскохозяйственные животные - человек». Культуры, выращенные на загрязненных почвах, аккумулируют ТМ, а получаемые из них корма и кормовые добавки могут стать причиной ухудшения здоровья сельскохозяйственных животных, снижения их продуктивности и нарушения воспроизводства. При превышении допустимых концентраций, т е. когда необходимые микроколичества отдельных элементов содержатся в макроколичествах, превращаясь в канцерогены, происходит нарушение многих процессов в организме животных [1]. Количество биологически активных химических элементов в организмах животных в основном зависит от их географического ареала и особенностей потребляемых кормов.
В Центральном Черноземье по данным исследователей фиксируется информация о наличии высоких содержаний ТМ в почвах. Для мониторинговых исследований выбрано хозяйство в Орловской области ООО «Троицкое» в котором произведен пробоотбор образцов кормов, кормовой добавки глютен, питьевой воды и почв, являющихся естественными и посевными угодьями.
Пробоотбор черноземов в Орловской области проведен в соответствии с ГОСТом 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб», ГОСТом 28168-89 «Почвы. Отбор проб», ГОСТом 17.4.4.02-84 «Почвы. Методы отбора и пробоподготов-ки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа». Отбор проб кормов осуществляли в соответствии с ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения. Методы отбора проб», во-
ды - в соответствии с требованиями ГОСТа Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб». Определение подвижных форм тяжелых металлов проводили в пробах почв, воды, кормов растительного происхождения атомно-абсорбционным спектрофотометрическим методом электротермической атомизации с использованием прибора ААС ЭА «Квант^ ЭТА» по ГОСТам 26929-94; 30178-96; 30692-2000. [2.-С. 7-8].
В целях корректной оценки техногенной эмиссии тяжелых металлов в черноземы Орловской области целесообразно применять валовое содержание соединений данных элементов. В экодиагностике и определении токсикологических характеристик почв по отношению к растительным кормам, имеют большее значение концентрации подвижных форм ионов тяжелых металлов [2,- С. - 56].
Обработка экспериментальных данных и расчеты выполнены с применением дисперсного анализа. Полученные результаты отражены в таблицах 1-7.
Результаты исследования концентраций подвижных форм ТМ в черноземах Орловской области отражены в таблице 1. Уровни содержания соединений меди, цинка и свинца в изучаемых почвах классифицируются как очень низкие [3,4]. Следует отметить низкое содержание в черноземах соединений кадмия, марганца, кобальта и никеля и среднее для соединений никеля. По величинам количественного определения концентраций подвижных форм ионов тяжелых металлов в черноземах Орловской области рассчитано процентное отношение к ПДК (таблица 1). Установленные диапазоны значений не достигают 100 %, т.к. содержание всех изучаемых ТМ значительно меньше величин ПДК. Следует отметить наименьший процент ПДК для соединений цинка и кобальта, и наибольший для соединений никеля.
Оценка степени аккумуляции ТМ в черноземах Орловской области проведена на основе расчетов кларков концентраций меди, свинца, цинка, кадмия, марганца, кобальта и никеля, характеризуемых как отношение концентрации подвижных форм ионов ТМ в черноземах к кларку литосферы по Виноградову (таблица 2). Диапазоны полученных значений для меди, свинца, цинка, марганца, кобальта и никеля не превышают значения единицы, что свидетельствует об отсутствии аккумуляции этих ТМ относительно среднего содержания в литосфере [3. - С. 32]. Однако при этом интересно отметить специфику геохимического поведения соединений кадмия, для которых Кк значительно превышает значение единицы, и составляет усредненную величину 23,2. Проявившиеся закономерности распределения
Таблица 1 - Оценка степени обеспеченности черноземов Орловской области подвижными формами тяжелых металлов (ацетатно-аммонийная вытяжка, рН 4,8)_____
Образцы почв Си, РЬ, 7л, Сс1, Мп, Со,
мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг
Почва, образец №1 (вико-овес) 0,28 0,21 0,41 0,033 5,8 0,14 0,78
Почва, образец № 2 (пастбище) 0,18 0,58 0,53 0,054 7,2 0,23 0,91
Почва, образец № 3 (сенокос злаковый) 0,20 1,06 0,47 0,048 19,2 0,09 0,79
Почва, образец № 4 (сенокос, зла-ково-л юцерновый) 0,16 0,67 0,53 0,046 8,8 0,07 0,67
Почва, образец № 5 (овес) 0,08 0,26 0,55 0,051 4,9 0,18 0,59
Среднее содержание ТМ 0,18±0,09 0,56±0,43 0,50±0,07 0,046±0,01 9,18±7,2 0,14±0,08 0,75±0,15
Уровни содержания ТМ в почвах (по А.И. Обухову, 1992) <0,2 мг/кг очень низкое <0,2 мг/кг очень низкое <1,0 мг/кг очень низкое 0,02-0,05 мг/кг низкое <40 мг/кг низкий уровень 0,1-0,2 мг/кг низкое 0,5-1,5 мг/кг среднее
ПДК (Госком. санитарно-
эпидемиологического надзора РФ, 3,0 6,0 23,0 1,0 140,0 5,0 4,0
Москва 1993)
Диапазон значений % ПДК 6±2,99 9,27±7,14 2,17±0,31 4,64±1,0 6,56±5,14 2,84±1,62 18,7±3,81
соединений кадмия можно объяснить не только естественной миграцией данного ТМ, но и активным извлечением его соединений из состава руд при промышленном производстве
Полученные в результате исследований концентрации ионов микроэлементов и тяжелых металлов в растительных кормах представлены в таблице 3.
В ООО «Троицкое» наиболее высокие концентрации меди установлены в сене злаково-люцерновом (3,75 мг/кг), что составляет 12,5% от норм ПДК; свинца в сене естественных угодий злаковом, заготовленном с пастбища площадью 15 га (2,45 мг/кг), что составляет почти 50% от ЦЦК; цинка (21,6 мг/кг) в этом же образце в сравнении с ЦЦК 43.2%. В кормах этого же хозяйства также отмечено высокое содержание кадмия, превышающее ЦЦК в злаковом сене естественных угодий
(пастбище 15 га) в 8 раз, в сене злаково-люцерновом (сенокос 30 га) в 12 раз, в злаковом сене естественных угодий (сенокос 16 га) в 13,3 раза, в сене вико-овсяном в 7,6 раза. Самое высокое содержание марганца установлено в сене злаковом естественных угодий (30,85 мг/кг), наиболее высокий уровень кобальта и никеля отмечен в образце сена естественных угодий злаковом (пастбище 15 га) 1,75мг/кг и 2,4 мг/кг соответственно.
Содержание токсических элементов в зерне овса хотя и не превышает ЦЦК: содержание меди 1,5 мг/кг (15% ПДК), свинца 0,1 мг/кг (50% ЦЦК), цинка 20,3 мг/кг (40,6% ПДК), кадмия 0,06 мг/кг (61% ЦЦК), но все же является достаточно высоким (50% ЦЦК и выше).
Исследования кормовой добавки глютен (таблица 4) не выявили повышенных относительно ПДК концентраций элементов 1 класса опасности: свинца
Таблица 2 - Характеристика кларков концентрации тяжелых металлов в черноземах Орловской области
Критерии оценки Си, мг/кг РЬ, мг/кг 7л, мг/кг Сй, мг/кг Мп, мг/кг Со, мг/кг мг/кг
Кларк литосферы, % ю-3 ю-4 2 ■ 10"3 2 ■ 10"7 ю-1 10"3 10"3
Кк образец № 1 (вико-овес) 0,028 0,21 0,0205 16,5 0,0058 0,014 0,078
Кк образец № 2 (пастбище) 0,018 0,58 0,0265 27 0,0072 0,023 0,091
К к образец № 3 (сенокос, злаковый) 0,02 1,06 0,0235 24 0,0192 0,009 0,079
Кк образец № 4 (сенокос, злаково-люцерновый) 0,016 0,67 0,0265 23 0,0088 0,007 0,067
К к образец № 5 (овес) 0,008 0,26 0,0275 25,5 0,0049 0,018 0,059
Диапазон значений Кк 0,018±0,009 0,556±0,428 0,025±0,004 23,2±5,0 0,0092±0,0072 0,0142±0,0081 0,075±0,015
Таблица 3 - Содержание микроэлементов и тяжелых металлов в сене и зерне овса
Наименование образцов кормов Си, мг/кг РЬ, мг/кг 2а, мг/кг С6, мг/кг Мп, мг/кг Со, мг/кг мг/кг
Сено злаковое (пастбище 15 га) 3,60 2,45 21,60 0,24 29,8 1,75 2,4
Сено злаково-люцерновое (сенокос 30 га) 3,75 2,32 20,60 0,36 27,7 1,5 1,4
Сено злаковое (сенокос 16 га) 3,30 2,09 17,30 0,40 30,85 1,0 1,12
Сено вико-овсяное 2,25 1,05 17,10 0,23 27,17 0,65 0,93
Среднее содержание ТМ в кормах 2,8±1,2 1,6±1,2 19,4±2,6 0,3±0,2 26±7,9 0,1±0,8 1,3±0,8
ПДК для сена* 30,00 5,00 50,00 0,03 - 1,0 3,0
% ПДК в сене 10,8 39,55 38,3 1025,0 - 122,5 48,8
Зерно овса 1,50 0,10 20,30 0,061 14,90 0,08 0,81
Кба в зерне овса 18,75 0,38 36,90 1,19 3,04 0,44 1,37
ПДК для зерна 10,0 0,2 50,0 0,10 - 1,0 1,0
% ПДК в зерне 15,0 50,0 40,6 61,0 - 8,0 81,0
* ОСТ 10243-2000 «Сено. Технические условия»
Таблица 4 - Содержание ТМ в глютене
Наименование Си, мг/кг РЬ, мг/кг Zn, мг/кг Cd, мг/кг
Глютен кукурузный сухой 0,045 0,060 0,036 0,032
ПДК для кормовых добавок - 8,060 - 0,050
% ПДК в глютене - 0,716 - 63,600
Таблица 5 - Содержание тяжелых металлов в питьевой воде на территории хозяйства ООО «Троицкое» Орловской области
Наименование Си, мг/кг РЬ, мг/кг Zn, мг/кг Cd, мг/кг
Вода образец № 1 (левада) 0,0050 0,0037 0,0620 0,0005
Вода образец № 2 (конюшня 1) 0,0049 0,0013 0,0320 0,0014
Вода образец № 3 (конюшня 2) 0,0065 0,0015 0,0400 0,0004
Содержание ТМ в воде на территории хозяйства 0,0055±0,0020 0,0022±0,0030 0,0447±0,0390 0,0008±0,0010
ПДК для воды 1,0000 0,0300 5,0000 0,0010
% ПДК (среднее) в воде по хозяйству 0,76 7,22 0,89 76,67
Таблица 6 - Коэффициенты накопления ТМ в растениях
Наименование Си, РЬ, Zn, Cd, Мп, Со, Ni,
мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг
Кн для сена вико-овсяного 8,036 5,000 41,707 6,970 4,685 4,643 1,1923
Кн для сена злакового с 15 га 20,000 4,224 40,755 4,444 4,1390 7,609 2,6374
Кн для сена злакового с 16 га 16,500 1,9717 36,809 8,333 1,607 11,111 1,4177
Кндля сена злаково-люцернового 30га 23,438 3,463 38,868 7,826 3,148 21,429 2,0896
К6а для зерна 18,750 0,385 36,909 1,196 3,041 0,444 1,3729
Кн среднее для сена 16,9 3,7 39,5 6,9 3,4 11,2 1,83
Таблица 7 - Характеристика коэффициентов биологического поглощения тяжелых металлов для кормовых культур Орловской области
Критерии оценки Медь, мг/кг Свинец, мг/кг Цинк, мг/кг Кадмий, мг/кг Марганец, мг/кг Кобальт, мг/кг Никель, мг/кг
Кларк литосферы, % ю-3 10"4 2 ■ 10"3 2 ■ 10"7 101 10"3 10"3
КПБ образец № 1(вико-овес) 0,36 2,45 1,08 120 0,0298 0,175 0,24
КПБ образец № 2 (пастбище) 0,375 2,32 1,03 180 0,0277 0,15 0,14
КПБ образец № 3 (сенокос, злаковый) 0,33 2,09 0,865 200 0,03085 0,1 0,112
КПБ образец № 4 (сенокос, злако-во-люцерновый) 0,225 1,05 0,855 115 0,02717 0,065 0,093
КПБ образец № 5 (овес) 0,15 0,1 1,015 30,5 0,0149 0,008 0,081
Диапазон значений КПБ 0,288±0,120 1,602±1,248 0,969±0,127 129,1±82,52 0,026±0,008 0,0996±0,083 0,133±0,079
(0,716% ЦДК) и кадмия (63,6% ЦДК), что соответствует довольно высокому показателю.
При проведении анализа проб воды (таблица 5), взятых из поилок в 2 конюшнях и леваде опытного хозяйства, установлено превышение ЦДК кадмия в образце № 2, взятом в маточной конюшне в 1,4 раза. Средний % ЦДК кадмия в воде составляет 76,67%. Содержание тяжелых металлов (меди, свинца и цинка) соответствует пределам ЦДК.
Коэффициенты накопления ТМ в кормах были рассчитаны как отношение среднего содержания ТМ в растениях к содержанию подвижных форм в почвах (таблица 6) [5. с. - 27].
Результаты расчета коэффициента биологического накопления ТМ показали, что сено накапливает цинк в больших количествах по сравнению с другими элементами.
Накопление ТМ на территории исследуемого хозяйства можно расположить в следующий ряд: Сено вико-овсяное: 2п>Си>Сё>РЬ>Мп>Со>№ Сено злаковое (пастбище 15 га): 2п>Си>Со> >Сё>РЬ>Мп>№
Сено злаковое (сенокос 16 га): 2п>Си>Со>Сс1> >РЬ>Мп>№
Сено злаково-люцерновое (сенокос 30 га): Ъъ> >Си>Со>Сё>РЬ>Мп>№
Зерно овса: гп>Си>Мп>№>С(1>Со>РЬ
В качестве критерия оценки степени аккумуляции ТМ в растениях и кормовых культурах применен коэффициент биологического поглощения, рассчитанный как отношение содержания соединений ТМ в растениях к соответствующему Кк в литосфере по Виноградову (таблица 7). Полученные значения коэффициентов свидетельствуют об активном накоплении в растениях соединений свинца и кадмия, что можно объяснить не только физиологическими особенностями обмена веществ культур, но и поступлением ТМ не только из почв, но также из воздуха с пылевыми частицами.
Таким образом, в результате проведенного комплекса научных исследований установлено, что почвы с повышенным содержанием соединений ТМ переходят в разряд сельскохозяйственных угодий с низкой хозяйственной ценностью и становятся источником загрязнения растений, а, следовательно, кормов и кормовых добавок для сельскохозяйственных животных. Более того, к высокой биологической аккумуляции ТМ в кормовых культурах приводит не только повышенное содержание данных элементов в литосфере и почвах, но и высокие значения кларков концентрации, как например, для кадмия, а также нарушение естественных путей геохимической миграции в результате хозяйственной деятельности человека и интенсивного развития промышленности.
Список использованных источников
1 Мот овил ов, К.Я. Экспертиза кормов и кормовых добавок: учебно-справочное пособие/ К.Я. Мот овил ов, А. П. Булатов, В.М. Позняковский, H.H. Ланцева, И.Н. Миколайчик. -Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2010. - 336 с.
2 Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 2001 году. -«Курские ведомости» (спецвыпуск), 2002. - 128 с.
3 Глебова, И.В. Закономерности сорбционного распределения тяжелых металлов в почвах Центрального Черноземья: автореф. дне. ... доктора с.-х. наук: 06.01.03 / И.В. Глебова. -Курск. Изд-во Курская ГСХА. -, 2009. - 43 с.
4 Протасова, H.A. Микроэлементы (Cr, V, Ni, Mn, Zn, Си, Co, Ti, Zr, Ga, Be, Sr, Ba, В, I, Mo) в черноземах п серых лесных почвах Центрального Черноземья / H.A. Протасова, А.П. Щербаков. - Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, 2003. - 268 с.
5 Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 1999 году. -«Курские ведомости» (спецвыпуск), 2000. - С. 30-34.
6 Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 2001 году. -«Курские ведомости» (спецвыпуск), 2002. - 128 с.
7 Мотовилов К.Я., Булатов А.П., Позняковский В. М., Ланцева H.H., Миколайчик И.Н. Экспертиза кормов и кормовых добавок: Учебно-справочное пособие. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2010. - 336 с.
8 Глебова, И.В. Закономерности сорбционного распределения тяжелых металлов в почвах Центрального Черноземья: Автореф. дис. ... доктора с.-х. наук: 06.01.03 / И.В. Глебова; Курская ГСХА. - Курск, 2009. - 43 с.
9 Протасова, H.A. Микроэлементы (Cr, V, Ni, Mn, Zn, Си, Co, Ti, Zr, Ga, Be, Sr, Ba, В, I, Mo) в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья / H.A. Протасова, А.П. Щербаков. - Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, 2003. - 268 с.
10 Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 1999 году. -«Курские ведомости» (спецвыпуск), 2000. - С. 30-34.
Информация об авторах
Мирошниченко Олег Николаевич, ассистент кафедры частной зоотехнии ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. 53-08-54.
Глебова Илона Вячеславовна, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой кормления сельскохозяйственных животных и кормопроизводства ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», E-mail: [email protected], тел. 8-910-277-10-70.
Чепелев Николай Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, декан зооинженерного факультета ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. 53-11-85.
Дорохина Эльвира Эдвардовна, кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой частной зоотехнии ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», 53-08-54.
Тутова Ольга Алексеевна, кандидат химических наук, ассистент кафедры, физиологии и химии ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. 8-960-693-88-95.
Мартынова Надежда Леонидовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры частной зоотехнии ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», 53-08-54.
КОНВЕРСИЯ ЭНЕРГИИ И ПРОТЕИНА КОРМОВ В БЕЛОК И ЭНЕРГИЮ
МЯКОТИ ТУШИ
Л.И. Кибкало, НИ Жеребилов, Н.В. Самбуров, НА. Казначеева
Аннотация. В статье приведены результаты исследований по конверсии энергии и протеина кормов в белок и энергию мякоти туши.
Ключевые слова: конверсия, протеин, энергия корма, коэффициент конверсии.
Одной из важных задач по дальнейшему улучшению качества и совершенствованию структуры питания является удовлетворение потребности населения в пищевом белке. В настоящее время уровень обеспечения животных белком составляет 60-67%. Поэтому необходимо увеличивать производство высокобелковых кормов и улучшать их качество. Результаты этой работы будут зависеть от объективной оценки трансформации животными питательных веществ корма в мясную продукцию [1,2].
Исследования проводили на бычках симментальской породы, выращиваемых до 7-месячного возраста на подсосе, а затем до 18-месячного возраста по обычной технологии. Для опыта сформировали три группы бычков по 15 голов в каждой. Бычков первой группы (контрольной) в молочный период содержали на ручной выпойке, второй (опытной) группы - на режимном подсосе, третьей (опытной) - на свободном подсосе.
В своих исследованиях мы проводили определение эффективности конверсии животными питательных веществ корма в питательные вещества мясной продукции. В то же время интересно было получить дополнительные данные в подтверждение оптимального возраста убоя бычков с учётом соотношения основных питательных веществ в съедобной части туши, а также по выходу белка и жира на 1 кг предубойной живой массы бычков (таблица 1).
Таблица 1 - Энергетическая ценность съедобной части туши
Группа бычков Содержание в 1 кг мякоти,г Заключено энергии в 1 кг мякоти, кДж Валовая энергия в мякоти туши, МДж
белка жира всего в том числе
энергия белка энергия жира
Контрольная 185,6 43,3 4905,7 3186,7 1719,0 1097,4
Опытная (I) 198,4 52,9 5506,6 3406,5 2100,1 1311,1
Опытная (II) 190,9 43,5 5004,6 3277,7 1726,9 1149,5
Из данных таблицы 1 видно, что в различных группах животных содержание белка в 1 кг мякоти распределено неравномерно. Так, в тушах бычков первой опытной группы белка содержится на 3,9-6,8% больше, чем в тушах бычков других групп. Содержание жира также больше в тушах бычков первой опытной группы. Так, в тушах бычков контрольной группы содержание жира в 1 кг мякоти на 9,6 г меньше. Отсюда следует, что валовая энергия, заключённая в мякотной части туши, увеличилась как за счёт энергии белка, так и жира у бычков первой опытной группы на 161,6-213,7 МДж, или на 14,0-19,4%) по сравнению с аналогичными показателями в тушах бычков, принадлежащих к другим группам.
Характер накопления питательных веществ в теле животных оказал влияние на динамику коэффициента конверсии протеина и энергии корма в пищевой белок и энергию съедобной части туши (таблица 2).
