CC BY
54
БІЯЛОГІЯ
3
Б І Я Л О Г І Я
УДК 502:591.11(476.2)
В. В. Валетов, И. И. Лузай, Н. А. Лебедев,
Е. А. Бодяковская, А. А. Мацинович, А. А. Белко
УРОВЕНЬ СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ВОДЕ,
ПОЧВЕ И КРОВИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В КСУП «ЛОМОВИЧИ» ОКТЯБРЬСКОГО РАЙОНА
Приведены данные по содержанию микроэлементов в воде, почве и крови крупного рогатого скота в КСУП «Ломовичи» Октябрьского района. В крови телят крупного рогатого скота выявлено снижение содержания йода, кобальта и железа по сравнению с нормативными показателями. Полученные данные свидетельствуют о необходимости коррекции рациона молодняка крупного рогатого скота по йоду, кобальту и селену.
Введение
В XX веке развитие химических, биологических и сельскохозяйственных наук стимулировало проведение исследований по изучению миграции в биосфере и физиологической роли микроэлементов. Академик В. И. Вернадский, подчеркивая перспективность таких исследований для прикладных естественных наук, указывал: «Хотя микроэлементы сейчас не имеют большого практического применения, мне кажется несомненным, что в ближайшем будущем они должны оказывать такое же огромное влияние в области биологических наук и их применения, какое они сейчас оказывают в области наук физико-химических и геологических». Эти предсказания В. И. Вернадского оправдались полностью: в современной биологии большое количество работ посвящено не только изучению миграции микроэлементов в биосфере, но и применению микроэлементов в практике растениеводства, животноводства и ветеринарной медицины [1]—[9]. Так, в растениеводстве обеспечение потребностей растений микроэлементами повышает продуктивность фотосинтеза, способствует притоку органических веществ к корням и в конечном итоге повышает количество и качество урожая [10], [11]. Большой интерес представляют прикладные аспекты использования микроэлементов в животноводстве, поскольку они влияют на размножение животных, рост и развитие молодняка, кроветворение, иммунную защиту организма и метаболизм [9]. Кроме того, проблема недостатка в организме микроэлементов у продуктивных животных и мероприятия по их устранению тесно связаны с нарушением обмена микроэлементов у человека, что представляет в определенной степени социальную проблему [3].
Традиционно микроэлементы подразделяют на микроэлементы с доказанной биологической ролью - эссенциальные, жизненно необходимые, биотические [12], [13], [14]; с окончательно не установленной биологической ролью - возможно эссенциальные [12], [13], условно эссенциальные, для которых установлен лишь факт непостоянного присутствия в организме, и микроэлементы, для которых описаны только токсические эффекты [15]. Согласно предположениям В. И. Вернадского, в ходе эволюции возможно включение в метаболизм любого микроэлемента, т. е. приобретение им свойства эссенциальности. Позднее и эти идеи В. И. Вернадского получили фактическое подтверждение в сообщениях о различиях в микроэлементном составе организма в зависимости от географического и климатических факторов. Количество эссенциальных микроэлементов для млекопитающих, по разным литературным данным, колеблется от 9 (Ре, I, Си, Zn, Co, Se, Mn, Cr, Мо) до 18 (дополнительно Ni, V, As, Si, Li, Cd, Pb, Al, Rb) [16].
Территория Республики Беларусь [17] отличается недостатком кальция (73% от всех почв), меди (70%), йода (80%), молибдена (53%), бора (50%), цинка (49%), оптимумом содержания марганца (73%), относительным избытком, особенно в поймах рек, стронция (15%). В то же время на территории республики имеются особые биогеохимические зоны, возникшие в силу особенностей почвообразовательного процесса или под влиянием хозяйственной деятельности человека, в которых микроэлементный состав почвы отличается от основного [13]. Одним из таких регионов является Белорусское Полесье, которое из-за широкомасштабной осушительной мелиорации и аварии на ЧАЭС подверглось наиболее сильному антропогенному воздействию.
4
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
В этой связи целью исследований стало определение уровня содержания ряда микроэлементов в почве, воде и крови телят крупного рогатого скота в условиях КСУП «Ломовичи» Октябрьского района.
Материал и методика исследований. Исследования проведены на территории КСУП «Ломовичи» Октябрьского района. Почвенный покров Октябрьского района неоднородный и представлен дерново-подзолистыми (22,7%), дерново-подзолистыми заболоченными (23,5%), дерново-болотными и карбонатными (6,6%) и торфяно-болотными и пойменными почвами (47,2%). Сходная картина распределения почв представлена в хозяйстве. Пробы почвы для определения микроэлементов отобраны на минеральных и торфяно-болотных почвах сельскохозяйственного назначения с кислотностью от 5,55 до 6,19 в соответствии с ГОСТ 17.4.402-84, ГОСТ 17.4.301.-83. Определение микроэлементов в почве, воде и крови телят выполнено по стандартным методикам в аккредитированных лабораториях УО «Витебская государственная ордена “Знак почета” академия ветеринарной медицины» и Мозырской межрайонной лаборатории аналитического контроля. Предельно допустимые концентрации (ПДК) микроэлементов приведены для воды в соответствии с СанПиН 10-124 РБ99; СанПиН 2.1.4.12-23-2006, почвы - в соответствии с гигиеническими нормативами 2.1.7.12-1-2004. В пробах воды и почвы определяли следующие
о ■з ■з ■з ■з ■з ■з
показатели: Co (мг/дм ), Mn (мг/дм ), Cu (мг/дм ), Ni (мг/дм ), Cr (мг/дм ), Pb (мг/дм ), Cd (мг/дм ). В пробах цельной крови телят черно-пестрой породы крупного рогатого скота было определено содержание следующих микроэлементов: йод (мкмоль/л), Se (мкмоль/л), Fe (мкмоль/л), Mn (мкг/л), Co (мкг/л), Cu (мкг/л), Zn (мг/л). Статистическая обработка данных выполнена в стандартном пакете Exel.
Результаты исследования и их обсуждение
В таблице 1 приведены данные по содержанию микроэлементов в цельной крови крупного рогатого скота.
Таблица 1 - Содержание уровня микроэлементов в цельной крови телят черно-пестрой породы в КСУП «Ломовичи» Октябрьского района
Показатель Физиологическая норма N Min-max M ± mx Cv
ЙСБ, мкмоль/л 40-50 15 32,3-44,2 37,4 ± 0,89 9,2
Se, мкмоль/л 1,0-1,5 15 0,7-1,09 0,85 ± 0,03 13,0
Fe, ммоль/л 16,1-19,7 29 14,0-25,3 18,6 ± 0,54 15,7
Mn, мкг/л 150-250 29 155,9-280,2 206,3 ± 6,61 17,2
Co, мкг/л 30-50 29 23,5-32,3 27,9 ± 0,49 9,5
Cu, мкг/л 750-1 000 29 653,4-827,6 744,6 ± 8,80 6,4
Zn, мг/л 3-5 29 2,66-4,14 3,42 ± 0,07 11,4
Примечание - N - количество проб (животных); min (minimum) - наименьшее значение, max (maximum) -наибольшее значение; M - среднее значение; mx - ошибка средней; Cv - коэффициент изменчивости.
Как видно из таблицы 1, в крови подопытных животных содержание йода, связанного с белком (ЙСБ), составило 37,4 ± 0,89 мкмоль/л при физиологической норме 40-50 мкмоль/л, содержание кобальта (Co) соответственно 27,9 ± 0,49 мкг/л при норме 30-50 мкг/л; содержание селена (Se) было ниже нормы 0,85 ± 0,03 мкмоль/л (1,0-1,5 мкмоль/л). Напротив, содержание железа и марганца в крови ряда животных превышало физиологические показатели, что, очевидно, связано с повышенным содержанием этих микроэлементов в воде. Содержание остальных исследуемых микроэлементов в крови находилось в пределах физиологических показателей. Особое внимание следует обратить на пониженное содержание кобальта в крови молодняка крупного рогатого скота (таблица 1). Кобальт стимулирует рост и повышает обмен веществ в организме, является составной частью витамина В12, который, в свою очередь, играет важную роль в синтезе нуклеиновых кислот, кроветворении, образовании гемсодержащих белков (гемоглобин, цитохромы, каталаза). Поскольку в организме не происходит накопления кобальта, то он должен поступать в организм ежедневно. Недостаток кобальта в организме животных приводит к развитию малокровия, истощению и, в конечном итоге, заканчивается смертью животного.
Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что в исследуемых образцах почвы превышений ПДК по контролируемым показателям не обнаружено.
БІЯЛОГІЯ
5
Таблица 2 - Содержание микроэлементов в почве КСУП «Ломовичи» Октябрьского района
Показатель Единица измерения ПДК N Min-max M ± mx Cv
Медь (Cu) мг/кг 33 3 0,1249-0,2917 0,182 ± 0,055 52,4
Хром (Cr) мг/кг 100 3 0,029-0,0327 0,031 ± 0,0011 6,0
Никель (Ni) мг/кг 20 3 0,011-0,526 0,228 ± 0,154 116,8
Кобальт (Co) мг/кг 20 3 0,00153-0,00732 0,005 ± 0,001 61,7
Свинец (Pb) мг/кг 32 3 0,1145-0,6362 0,304 ± 0,166 94,7
Кадмий (Cd) мг/кг 0,5 3 0,0098-0,0258 0,0183 ± 0,005 43,9
Марганец (Mn) мг/кг 1 200 3 0,9129-2,6061 1,9713 ± 0,053 46,8
Примечание - N - количество объединенных проб почвы; min (minimum) - наименьшее значение, max (maximum) - наибольшее значение; M - среднее значение; mx - ошибка средней; Cv - коэффициент изменчивости.
В то же время по содержанию практически всех микроэлементов в почве выявлен высокий размах изменчивости. Например, по кобальту наименьшее содержание в почве составило 0,00153 мг/кг, наибольшее - 0,00732 мг/кг, т. е. имеют место почти пятикратные колебания, что, очевидно, связано с неоднородностью почвенного покрова (дерново-подзолистые, торфяноболотные почвы). Сходная ситуация наблюдается и по содержанию ряда других микроэлементов в почве. В свою очередь большой размах изменчивости содержания микроэлементов в почве определяет нестабильность их содержания в кормах и, как следствие, приводит к развитию гипомикроэлементозов.
В результате проведенных исследований (таблица 3) установлено, что во всех исследуемых пробах питьевой воды обнаружено превышение только одного из определяемых микроэлементов -марганца. Так, в скважине д. Гать отмечено превышение ПДК по марганцу в 2,73 раза, в скважине д. Грабье - в 2,88 раза, в скважине д. Ломовичи - в 2,18 раз.
Таблица 3 - Содержание микроэлементов в воде скважин д. Гать, Грабье и Ломовичи Октябрьского района
Показатель Единица измерения ПДК N Min-max M ± mx Cv
Медь (Cu) мг/дм3 1 3 0,001 0,001 -
Хром (Cr) мг/дм3 0,05 3 - <п. о. -
Никель (Ni) мг/дм3 0,1 3 - <п. о. -
Кобальт (Co) мг/дм3 0,1 3 - <п. о. -
Свинец(Pb) мг/дм3 0,03 3 0,001 0,001 -
Кадмий (Cd) мг/дм3 0,001 3 0,0002-0,0003 0,000233 ± 0,000033 24,8
Марганец (Mn) мг/дм3 0,1 3 0,218-0,288 0,2597 ± 0,0213 14,2
Примечание - N - количество объединенных проб почвы; min (minimum) - наименьшее значение, max (maximum) - наибольшее значение; M - среднее значение; mx - ошибка средней; Cv - коэффициент изменчивости; <п. о - менее предела обнаружения прибора.
Содержание остальных исследуемых микроэлементов в воде было существенно ниже ПДК или вообще находилось ниже предела обнаружения.
Выводы
В исследуемых пробах почвы превышений ПДК по контролируемым показателям не обнаружено. В то же время по содержанию в почве практически всех микроэлементов выявлен высокий размах изменчивости. Например, по кобальту наименьшее содержание в почве составило 0,00153 мг/кг, наибольшее - 0,00732 мг/кг, т. е. имеют место почти пятикратные колебания.
Во всех исследуемых пробах питьевой воды обнаружено превышение только одного из определяемых микроэлементов - марганца. Так, в скважине д. Гать отмечено превышение ПДК по марганцу в 2,73 раза, в скважине д. Грабье - соответственно в 2,88 раза, в скважине д. Ломовичи - в 2,18 раз.
6
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
В крови телят крупного рогатого скота выявлено снижение содержания йода, кобальта и железа по сравнению с нормативными показателями. Так, содержание йода, связанного с белком (ЙСБ), составило 37,4 ± 0,89 мкмоль/л при физиологической норме 40-50 мкмоль/л, содержание кобальта (Co) соответственно 27,9 ± 0,49 мкг/л при норме 30-50 мкг/л; содержание селена (Se) составило 0,85 ± 0,03 мкмоль/л (1,0—1,5 мкмоль/л).
Напротив, содержание железа и марганца в крови ряда животных превышало физиологические показатели, что, очевидно, связано с повышенным содержанием этих микроэлементов (в частности марганца) в воде. Содержание остальных исследуемых микроэлементов в крови находилось в пределах физиологических показателей.
Полученные данные свидетельствуют о необходимости коррекции рациона молодняка крупного рогатого скота по йоду, кобальту и селену.
Литература
1. Самохин, В. Т. Проблемы гипомикроэлементозов в животноводстве / В. Т. Самохин // Ветеринария. - 1992. - № 1. - С. 48-50.
2. Кравцив, Р. Й. Проблеми мікроэлементозного живлення тварін I птнці, якосці выробленной продукціі, профилактию микроэлементозов та шляхі іх вырешення / Р. Й. Кравцив // Навук. вкник ЛДАВМ ім С. З. Гжіцкого. - Львів, 2000. - Т. 2. - Ч. 4. - С. 86-91.
3. Большаков, А. М. О комплексной гигиенической оценке состояния окружающей среды и ее влияния на здоровье населения области / А. М. Большаков, Е. М. Черепов, Е. И. Акимова // Гигиена и санитария. - 1999. - № 2. - С. 47-49.
4. Shrauzer, G. N. The (^covery of the essential trace elements: An outlme of the Msfe^ of bklogkal trace element research / G. N. Shrauzer // B^^mlshy of the essential ultratrace elements / eds. E. Frieden. -New York-London : Plenum Pres, 1984. - P. 17-32.
5. Pais, I. The Handbook of Trace Elements / I. Pais, B. Jr. Jones. - St. Luke : St. Luke Press, 1997. - 654 p.
6. Скальный, А. В. Биоэлементы в медицине / А. В. Скальный, И. А. Рудаков. - М. : Изд. дом «Оникс 21 век», 2004. - 272 с.
7. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын [и др.]. -М. : Медицина, 1991. - 496 с.
8. Agget, P. J. Physklogy and metabohsm of essential trace elements: An outline / P. J. Aggett // Clm. Endocrinol. Metab. - 1985. - Vol. 43, № 3. - P. 513-543.
9. Использование минеральных веществ для повышения продуктивности свиней : науч. изд-е / В. А. Медведский [и др.]. - Бейрут, 2003. - 52 с.
10. Шуруба, Г. А. Некорневое питание плодовых и ягодных культур микроэлементами / Г. А. Шуруба. -Львов : Вища шк., 1982. - 176 с.
11. Бруйло, А. С. Теоретические аспекты рационального применения микроэлементов в плодоводстве: Обзорная информация / А. С. Бруйло, В. С. Самусь ; УО «Гродненский государственный аграрный университет». - Гродно, 2004. - 66 с.
12. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын [и др.]. -М. : Медицина, 1991. - 496 с.
13. Agget, P. J. Physklogy and metabohsm of essential trace elements: An outlme / P. J. Aggett // Clm Endocrinol. Metab. - 1985. - Vol. 43, № 3. - P. 513-543.
14. Зайчик, А. Ш. Основы патохимии / А. Ш. Зайчик, А. П. Чурилов. - СПб. : ЭЛМИ, 2000. - 688 с.
15. Скальный, А. В. Радиация, микроэлементы, антиоксиданты и иммунитет (микроэлементы и антиоксиданты в восстановлении здоровья ликвидаторов аварии на ЧАЭС / А. В. Скальный, А. В. Кудрин. -М. : Изд-во Лир Макет, 2000. - 421 с.
16. Alumrmum: an essential element for goats // Trace Elements іп Man and Ammals ТЕМА-8 / L. Angelow [at al.] ; eds M. Anke, D. Me!ssner, C. F. MUls. - Dresden, 1993. - P. 699-704.
17. Ковальский, В. В. Геохимическая экология / В. В. Ковальский. - М. : Наука, 1974. - 300 с.
Summary
The obtarned data on the content of mkroelements іп water, soti and blood of the hvestock іп Lomov^M Oktiabrskt regkn show the necesshy of the calves ration correction on ^dme, cobalt, selemum.
Поступила в редакцию 06.11.09.
