CC BY
27
1
Экология
УДК 54.062
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕЛЕНА И ЕГО АНТАГОНИСТОВ В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ ПЧЕЛОВОДСТВА
Б01: 10.24411/1728-323Х-2020-14005
Г. Г. Козлова, к. х. н., доц., gg.birsk@gmail.com,
A. Р. Махмутов, к. х. н., доц., ainurmax@mail.ru,
С. А. Онина, к. х. н., доц., onina_svetlana@mail.ru,
Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»,
B. Г. Козлов, к. пед. н, доц., Российский государственный гуманитарный университет, филиал в г. Домодедово, Московская область, kozlov.dmd@gmail.com, Д. Р. Хабибуллина, магистрант, habibullina.di@gmail.com,
Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»
В статье рассматриваются результаты исследований аналитических показателей проб почвы, перги и меда с пасек, расположенных в трех районах Республики Башкортостан: Благоварском, Кигинском и Янаульском.
Измерено значение рН водной и солевой вытяжек почвы каждой исследуемой территории. Это позволило отнести почву пасеки Благоварского района к нейтральной, Кигинского — к кислой, Яна-ульского — к щелочной.
Определено валовое содержание селена и его антагонистов Cd, Zn, 01, Pb) в почве и продуктах пчеловодства (меде и перге). Для каждого элемента рассчитаны коэффициенты биологического поглощения.
Установлено, что невысокое валовое содержание в щелочной почве селена и достаточно высокое содержание элементов-антагонистов привели к самому значительному накоплению селена в перге и меде.
Выявлено, что значительное содержание в кислой почве селена и меди привели к меньшему накоплению селена в перге и меде.
Невысокое валовое содержание всех исследуемых элементов и нейтральное значение рН водной вытяжки почвы не позволяет селену существенно накапливаться в продуктах пчеловодства.
Введение. Ландшафтно-геохимические особенности среды являются важным фактором аккумулирования микроэлементов в продуктах пчеловодства. Количество микроэлементов, получаемых пчелой с пыльцой и нектаром, зависит от их количества в биосфере [1]. Например, из-за значительного содержания селена в почве или в атмосфере он может в избыточном количестве накапливаться в растениях, от которых по трофической цепи передается пчелами дальше через продукты пчеловодства людям [3].
На количество селена в продуктах пчеловодства влияют следующие факторы: тип почвы, состав почвообразующих пород, рН почвы, оседания дождевых осадков, а также такие элементы почвы, как мышьяк, кадмий, цинк, медь и свинец, являющиеся антагонистами селена [4].
Цель исследования: определение содержания селена и его антагонистов (Л8, Сё, Си, РЬ) в почве и продуктах пчеловодства.
В качестве объектов исследования выбраны почва, перга и мед с частных пасек, расположенных в трех районах Республики Башкортостан: Янаульском, Благоварском и Кигинском.
Задачи исследования:
1. Подготовить образцы почвы с каждой исследуемой территории; определить рН водной и солевой вытяжек почв.
The article discusses the results of the studies of analytical indicators of soil samples, bee pollen and honey from apiaries located in three regions of the Republic of Bashkortostan: Blagovarsky, Kiginsky and Yanaulsky.
The pH value of the water and salt extracts of the soil of each study area was measured. This made it possible to classify the soil of the apiary in the Blagovarsky Region as neutral, in Kiginsky as acidic, in Yanaulsky as alkaline.
The gross content of selenium and its antagonists (As, Cd, Zn, Cu, Pb) in soil and bee products (honey and bee pollen) was determined. The biological absorption coefficients are calculated for each element.
It was found that the low gross content of selenium in the alkaline soil and a fairly high content of antagonist elements led to the most significant accumulation of selenium in bee pollen and honey.
It was revealed that a significant content of selenium and copper in acidic soil led to a lesser accumulation of selenium in bee pollen and honey.
The low gross content of all studied elements and the neutral pH value of the water extract of the soil does not allow selenium to accumulate significantly in bee products.
Ключевые слова: аналитические показатели, селен, антагонисты селена, почва, мед, перга, свинец, медь, мышьяк, цинк, кадмий.
Keywords: analytical indexes, heavy metals, selenium, antagonists of selenium, soil, honey, beebread, lead, copper, arsenic, zinc, cadmium.
2. Подготовить пробы меда и перги с пасек.
3. Исследовать содержание селена, мышьяка, кадмия, цинка, меди и свинца в почве, перге и меде.
Материалы и методы исследования
Пробы меда и перги взяты на пасеках, а образцы почвы — с расположенных вокруг пасек территорий радиусом 2 км.
Территория Благоварского района (рис. 1) находится в западной части лесостепной зоны Республики Башкортостан, почвенный покров — типичные черноземы.
Мед с пасеки Благоварского района светло-желтого цвета, закристаллизованный. Цвет перги неоднородный: желтый, светло-коричневый; перга состоит из нескольких слоев различной пыльцы.
Основная часть территории Кигинского района (рис. 2) находится в юго-восточной части Республики Башкортостан. Распространены черноземы и темно-серые лесные слабоо-подзоленные почвы.
Мед с пасеки Кигинского района желтого цвета, вязкий. Перга, извлеченная из сот, очищенная и высушенная. Состоит из нескольких слоев пыльцы, имеет неоднородный цвет: желтый, светло-коричневый.
Территория Янаульского района (рис. 3) находится в зоне северной лесостепи, почвенный покров серый лесной.
Мед с пасеки Янаульского района желто-коричневого цвета, закристаллизованный. Перга в гранулах, извлеченная из сот, очищенная и высушенная. Перга имеет однородную форму и одинаковый цветовой оттенок — темно-коричневый.
Подготовка почв к анализу и приготовление водной вытяжки почвы осуществлялись в соответствии с ГОСТ 26423—85 «Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки» [5].
Рис. 1. Объект исследований — пасека 1 (Благоварский район, д. Языково)
(источник [11])
Приготовление солевой вытяжки осуществляли по методике [ГОСТ 26483—85 «Почвы. Приготовление...]». Значение величины рН солевой вытяжки проб почв определяли по методике [6].
Результаты и их обсуждение
Для определения подвижности элементов и их доступности для растений был измерен водородный показатель водной и солевой вытяжек почв исследуемых территорий (табл. 1).
Измерения рН позволили отнести почву Бла-говарского района к нейтральной, Кигинского — к кислой, Янаульского — к щелочной.
Известно, что в щелочных почвах подвижными являются селен и мышьяк, слабоподвижными — медь, цинк и кадмий, практически неподвижным является свинец.
В кислых почвах содержатся м алоподвижные и труднодоступные для растений формы селена — селениды, сульфиды [7]. В кислых почвах подвижными являются кадмий, свинец, медь.
Далее было определено содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде всех исследуемых объектов и рассчитаны коэффициенты биологического поглощения (КБП) элементов для меда и перги.
Анализ полученных результатов позволил отметить следующее.
Пасека 3 (Янаульский район). Содержание селена в почве (табл. 2) этого района невелико (0,66 мкг/кг), а содержание меди, мышьяка и свинца значительно (от 16 до 24 мкг/кг соответственно). Щелочная почва территории пасеки, делающая подвижным селен и малоподвижными медь и свинец, позволила селену накопиться в продуктах пчеловодства. КБП селена здесь самые высокие (14,03 в перге и 5,03 — в меде) (табл. 3). А КБП меди, мышьяка и свинца не превышают двух. Кадмий и цинк такие почвы, видимо, не связывают. КБП этих элементов больше двух. Однако их низкое содержание в почве не делает эти элементы значащими для накопления селена [10].
Таблица 1
Значения рН водной и солевой вытяжки почв пасек Благоварского, Кигинского
и Янаульского районов РБ
Названия пасек Значения рН
Водная вытяжка Солевая вытяжка
Пасека 1 (Благоварский район) Пасека 2 (Кигинский район) Пасека 3 (Янаульский район) 7,03 ± 0,25 5,51 ± 0,08 8,65 ± 0,07 5,53 ± 0,20 4,21 ± 0,05 7,21 ± 0,09
Таблица 2
Содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде пасеки 3
(Янаульский район), мкг/кг
Объект Элемент
Se Pb As Cd Zn
Почва Мед Перга 0,66 ± 0,06 3,32 ± 0,33 9,26 ± 0,92 24,66 ± 2,46 26,97 ± 2,69 936,58 ± 3,65 22,49 ± 2,25 25,4 ± 2,54 30,68 ± 3,06 16,16 ± 1,61 21,42 ± 2,14 27,5 ± 2,75 0,81 ± 0,08 1,37 ± 0,13 1,98 ± 0,19 0,78 ± 0,07 1,39 ± 0,13 2,02 ± 0,20
Таблица 3
Коэффициент биологического поглощения селена и элементов-антагонистов
(пасека 3, Янаульский район)
Объект Se Pb As Cd Zn
Мед 5,03 1,09 1,13 1,33 1,70 1,78
Перга 14,03 1,48 1,36 1,70 2,44 2,59
Таблица 4
Содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде пасеки 1
(Благоварский район), мкг/кг
Объект Элемент
Se Pb As Cu Cd Zn
Почва Мед Перга 1,84 ± 0,18 0,83 ± 0,08 1,03 ± 0,10 2,41 ± 0,24 0,64 ± 0,06 0,79 ± 0,07 16,88 ± 1,08 4,52 ± 0,45 8,52 ± 0,85 10,84 ± 2,47 9,23 ± 0,09 11,28 ± 1,12 2,62 ± 0,26 0,40 ± 0,04 0,74 ± 0,07 9,37 ± 0,93 7,16 ± 0,71 5,85 ± 0,58
Таблица 5
Коэффициент биологического поглощения селена и элементов-антагонистов (пасека 1, Благоварский район)
Объект Se Pb Л8 Cu Cd Zn
Мед 0,45 0,27 0,27 0,85 0,15 0,76
Перга 0,56 0,33 0,50 1,04 0,28 0,62
Таблица 6
Содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде пасеки Кигинского район,
мкг/кг
Объект Элемент
Se Pb As Cu Cd Zn
Почва Мед Перга 2,39 ± 0,23 3,45 ± 0,34 16,75 ± 1,67 12,49 ± 1,24 14,48 ± 1,44 20,34 ± 2,03 11,21 ± 1,12 12,08 ± 1,20 18,72 ± 1,87 24,76 ± 2,47 30,73 ± 3,07 57,03 ± 5,70 1,38 ± 0,13 0,68 ± 0,06 2,73 ± 0,27 2,49 ± 0,24 2,1 ± 0,21 4,72 ± 0,47
Таблица 7
Коэффициент биологического поглощения селена и элементов-антагонистов
(пасека Кигинского района)
Объект Se Pb Л8 Cu Cd Zn
Мед 1,44 1,16 1,07 1,24 0,49 0,84
Перга 7 1,62 1,67 2,30 1,98 1,90
Пасека 1 (Благоварский район). В почве обнаружено селена несколько больше, чем в почве пасеки 3 (1,84 и 0,66 мкг/кг соответственно). Содержание элементов-антагонистов невелико (неожиданно много цинка). Почва нейтральная. В итоге ни один из элементов, в том числе и селен, в продуктах пчеловодства не накапливается (КБП всех элементов не превышает 1) [8].
Пасека 2 (Кигинский район). В почве пасеки селена (табл. 6) почти в четыре раза больше, чем в почве пасеки Янаульского района (2,4 и 0,66 мкг/кг соответственно). В почве много меди (24,8 мкг/кг), мышьяка и свинца меньше. В кислой почве Кигинского района селен малоподвижен, а медь подвижна [9]. В итоге в перге достаточно сильно накапливается именно медь, накопление селена медом (КБП 1,44) и особенно пергой (КБП 7) (табл. 7) существенно меньше, чем в Янаульском районе.
Заключение. По результатам исследования можно сделать следующие выводы.
1. Определено значение рН водной и солевой вытяжек почвы каждой исследуемой территории. Это позволило отнести почву пасеки 1 (Благовар-
ский район) — к нейтральной, пасеки 2 (Кигинский район) — к кислой, пасеки 3 (Янаульский район) — к щелочной.
2. Определено валовое содержание селена и его антагонистов (As, Cd, Zn, Cu, Pb) в почве и продуктах пчеловодства (меде и перге). Для каждого элемента рассчитаны коэффициенты биологического поглощения.
3. Сравнительный анализ данных показал, что невысокое валовое содержание в почве селена и достаточно высокое валовое содержание элементов-антагонистов в щелочной почве пасеки 3 (Янаульский район) привели к самому значительному накоплению селена в перге и меде.
4. Кислые почвы пасеки 2 (Кигинский район) при значительном содержании в почве селена и меди привели к меньшему накоплению селена в перге и меде.
5. Невысокое валовое содержание всех исследуемых элементов и нейтральное значение рН водной вытяжки почвы пасеки 1 (Благоварский район) не позволило сколько-нибудь существенно накопиться в продуктах пчеловодства.
Библиографический список
1. Кодесов Л. Г., Бычкова Н. В. Миграция тяжелых металлов в продуктах пчеловодства // Пчеловодство. — 2002. — № 3. — С. 53—54.
2. Лебедев В. И., Мурашова Е. А. Экологическая чистота продуктов пчеловодства / Научно-исследовательский институт пчеловодства // Пчеловодство. — 2003. — № 4. — С. 42—44.
3. ГОСТ 30178—96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов».
4. Каплунова Е. В. Трансформация соединений цинка, свинца и кадмия в почвах: автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. — М.: МГУ, 1983. — 23 с.
5. Теория и практика химического анализа почв / под ред. Л. А. Воробьевой. — М.: ГЕОС, 2006. — 400 с.
6. Кузнецов В. В. Защитное действие селена при адаптации растений пшеницы в условиях засухи: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / В. В. Кузнецов. — М.: МГСХА, 2004. — 21 с.
7. Селякина К. П., Яхимович Н. П., Алексеева Л. С., Петина А. А. Концентрации селена и теллура в окружающей среде // Гигиена и профзаболевания. Сборник науч. трудов Моск. Науч.-исслед. ин-та гигиены. — М., 1974. — Вып. 21. — С. 69—72.
8. Голубкина Н. А., Папазян Т. Т. Селен в питании: растения, животные, человек. — М., 2006. — 254 с.
9. Ермаков В. В. Биогеохимия селена и его значение в профилактике эндемических заболеваний человека // Вестник отделения наук о Земле РАН, электронный научно-информационный журнал № 1 (22). — 2004.
10. Калашникова М. В. Изучение химического состава организма пчел в условиях пригородных пасек / М. В. Калашникова, К. А. Сидорова, С. А. Пашаян, А. А. Матвеева // Фундаментальные исследования. Биологические науки. — 2013. — № 10. — С. 1983—1986.
11. Maps-Online.ru — спутниковые карты России. Электронный ресурс. Режим доступа: https://maps-online.ru
THE DETERMINATION OF SELENIUM AND ITS ANTAGONISTS IN SOME BEE PRODUCTS
G. G. Kozlova, Ph. D. in Chemistry, Associate Professor, gg.birsk@gmail.com; A. R. Makhmutov, Ph. D. in Chemistry, Associate Professor, ainurmax@mail.ru; S. A. Onina, Ph. D. in Chemistry, Associate Professor, onina_svetlana@mail.ru;
Birsk Branch of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Bashkir State University", V. G. Kozlov, Ph. D. in Pedagogics, Associate Professor, Russian State University for the Humanities, branch in Domodedovo, kozlov.dmd@gmail.com,
D. R. Khabibullina, Undergraduate Student, Birsk Branch of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Bashkir State University", habibullina.di@gmail.com
References
1. Kodesov L. G., Bychkova N. V. Migraciya tyazhelyh metallov v produktah pchelovodstva [Migration of heavy metals in beekeeping]. Pchelovodstvo. [Beekeeping]. 2002. No. 3. P. 53—54 [in Russian].
2. Lebedev V. I., Murashova E. A. Ekologicheskaya chistota produktov pchelovodstva. Nauchno-issledovatel'skij institut pchelovodstva [Ecological cleaning of birds. Research Institute for Beekeeping]. Pchelovodstvo. [Beekeeping]. 2003. No. 4. P. 42—44 [in Russian].
3. GOST 30178—96 Syr'e i produkty pishchevye. Atomno-absorbcionnyj metod opredeleniya toksichnyh elementov. [GOST 30178—96 Raw materials and food products. Atomic absorption method for the determination of toxic elements] [in Russian].
4. Kaplunova E. V. Transformaciya soedinenij cinka, svinca i kadmiya v pochvah [Zinc, lead and cadmium in persons]. Avtoref. diss. na soisk. uch. st. kand. biol. nauk. [Thesis Abstracts for Ph. D. degree]. Moscow State University. 1983. 23 p. [in Russian].
5. Teoriya i praktika himicheskogo analiza pochv. Pod red. L. A. Vorob'evoj [Theory and practice of chemical analysis of soils. Ed. by L. A. Vorobyova]. Moscow, GEOS, 2006. 400 p. [in Russian].
6. Kuznecov V. V. Zashchitnoe dejstvie selena pri adaptacii rastenij pshenicy v usloviyah zasuhi: avtoref. dis. ... kand.s.-h. nauk [The protective effect of selenium upon adaptation of wheat plants in drought conditions: thesis abstracts for Ph. D. degree]. Moscow, MGSKHA, 2004. 21 p. [in Russian].
7. Selyakina K. P., Yakhimovich N. P., Alekseeva L. S., Petina A. A. Koncentracii selena i tellura v okruzhayushchej srede. [Pet-ina A. A. Concentrations of selenium and tellurium in the environment.] Gigiena i profzabolevaniya. Sbornik nauch. Trudov Mosk. Nauch.-issled. in.-ta gigieny [Hygiene and occupational diseases. Collection of scientific papers of Mosk. Scientific Research In-t of Hygiene]. Moscow, 1974. No. 21. P. 69—72 [in Russian].
8. Golubkina N. A., Papazyan T. T. Selen v pitanii: rasteniya, zhivotnye, chelovek [Selenium in nutrition: plants, animals, people]. Moscow, 2006. 254 p. [in Russian].
9. Ermakov V. V. Biogeohimiya selena i ego znachenie v profilaktike endemicheskih zabolevanij cheloveka [Biogeochemistry of selenium and its importance in the prevention of human endemic diseases]. Vestnik otdeleniya nauk o Zemle RAN, elektronnyj nauchno-informacionnyj zhurnal [Bulletin of the Earth Sciences Division of the Russian Academy of Sciences, electronic scientific and information journal]. No. 1 (22). 2004 [in Russian].
10. Kalashnikova M. V. Izuchenie himicheskogo sostava organizma pchel v usloviyah prigorodnyh pasek [The study of the chemical composition of the organism of bees in the conditions of suburban apiaries]. Fundamental'nye issledovaniya. Biologicheskie nauki [Fundamental research. Biological sciences]. 2013. No. 10. P. 1983—1986 [in Russian].
11. Maps-Online.ru — satellite maps of Russia. Electronic resource. Access mode: https://maps-online.ru [in Russian].
