CC BY
11
DOI 10.32417/1997-4868-2020-192-1-69-77 УДК 636.082:636.064.6 Код ВАК 06.02.10
Возрастные особенности элементного статуса скота калмыцкой породы в условиях Якутии
И. И. Слепцов1, В. А. Мачахтырова1ЕЗ, Г. Н. Мачахтыров2, О. А. Завьялов3
1 Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, Россия
2 Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. М. Г. Сафронова, Якутск, Россия
3 Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, Оренбург, Россия
аE-mail: [email protected]
Аннотация. Целью исследования является изучение возрастных особенностей элементного статуса крупного рогатого скота, разводимого в условиях биогеохимической провинции Республики Саха (Якутия). Объект исследования - тёлки калмыцкой породы в возрасте 2 и 12 месяцев, а также полновозрастные коровы. В качестве биоматериала для оценки применялась шерсть, отобранная с верхней части холки животных. Метод исследования. Элементный состав шерсти определяли методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП). Статистическую обработку данных осуществляли при помощи U-критерия Манна - Уитни. Научная новизна исследований заключается в изучении закономерностей формирования элементного статуса скота в зависимости от возраста на отдельно взятой биогеохимической провинции. Результаты. Установлено, что элементный состав шерсти скота калмыцкой породы имел отличия в зависимости от возраста. Так, содержание Cr в шерсти коров было в 2,1 раза (p < 0,05) выше, чем у тёлок 2-месячного возраста и в 1,8 раза больше, чем у 12-месячных; превосходство по Fe составило 61,3 и 44,4 % (p < 0,05) соответственно. Концентрация хрома в шерсти полновозрастных коров больше на 46 %, чем у телят (p < 0,05), и в 1,8 раза больше, чем у молодняка 12-месячного возраста (недостоверно), кобальта и железа - соответственно на 64 и 62 % больше, чем показатели телят (p < 0,05), при этом достоверно уступают по концентрации цинка тёлкам 2-месячного возраста на 26,6 % (p < 0,05) и молодняку 12-месячного возраста на 24,4 %. В шерсти коров содержалось меньше Zn, что фиксировалось на фоне максимальных значений для токсичных Pb и Sn. Ключевые слова: крупный рогатый скот, коровы, элементный статус, шерсть, макро- и микроэлементы.
i hl
CTQ
a P Съ
b h-
О
г+
п>
0 b ¡3
1
CTQ h-
п>
СЛ
Для цитирования: Слепцов И. И., Мачахтырова В. А., Мачахтыров Г. Н., Завьялов О. А. Возрастные особенности
элементного статуса скота калмыцкой породы в условиях Якутии // Аграрный вестник Урала. 2020. № 01 (192). % С. 69-77. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-192-1-69-77. ,
Дата поступления статьи: 10.10.2019. .
Постановка проблемы (Introduction) лементов в организме. Так, например, наиболее часто ис-
Минеральные элементы являются важными состав- пользуемый анализ элементного состава крови зачастую к
ляющими организма животных и активными компонен- не соответствует минеральному профилю всего организ- ^
тами, участвующими в работе многих органов и систем ма животных из-за того, что состав плазмы находится О
[1, с. 14; 2, с. 1234; 3, с. 14]. При этом как избыточное, так и под контролем различных гомеостатических механизмов а
недостаточное количество макро- и микроэлементов при- и при недостаточном уровне восполняется из возможно- ^
водит к определенным изменениям статуса минеральных стей и состояния организма. Кроме того, концентрация ^
веществ в различных органах и тканях организма живот- минералов в крови во многом зависит от полноценности '
ных, в результате влияя на уровень течения тех или иных питательного состава кормов и потребляемой воды, из- а
обменных процессов, и в целом на здоровье животных [4, за чего диагностическая ценность таких аналитических а
с. 74]. Элементный статус как совокупность признаков результатов может отражать только кратковременные ^
биохимических реакций информативен при диагностике изменения в организме. Исследования последних лет у
различных систем организма животных [5, с. 2]. показывают, что для определения элементного статуса о
Для контроля уровня химических элементов в орга- организма анализ волос (шерсти) является более инфор- °
низме используют элементный анализ различных био- мативным и атравматичным биосубстратом, показывая ^
субстратов, в том числе кровь, молоко [6, с. 1190], копыта реальный баланс макро- и микроэлементов в организме, ^
[7, с. 439; 8, с. 43-44], мочу и кал [9, с. 222]. Однако все так как минеральные элементы в них накапливаются ме- °
перечисленные субстраты имеют различную степень ин- сяцами и годами [10], в результате чего концентрация ма-11
формативности об уровне содержания макро- и микроэ- кро- и микроэлементов примерно в 50 раз выше, чем их О
69 0
s s
!н
о к о к
и
<и н О S
vo
s «
s
tH
о к о s IQ
о
<N О (N
m
о «
« л
X ctf
en <
О
m
о ^
S н
х
ей
«
О ^
S н
х
s
<
РЗ
и
о =
tu «
и
концентрация в крови и моче [11, с. 100]. В связи с этим волосы (шерсть) были предложены в качестве биосубстрата для изучения и оценки микроэлементного статуса в животноводстве, была разработана и апробирована принципиально новая методика взятия образцов шерсти крупного рогатого скота [12, с. 632; 13, с. 56-57].
Известно, что элементный статус животных отличается высокой подвижностью и определяется влиянием целого ряда факторов, в числе которых можно назвать генотип, условия биогеохимической провинции, сезона года, состав рациона и возраст. Так, Szigeti E., Katai J., Kom-losi I., Szabo C. (2015) установили значительные различия в содержании минеральных веществ в анализах шерсти у коров симментальской породы и породы шароле мясного направления продуктивности, тогда как место отбора волос не повлияло на минеральный профиль шерсти животных [14, с. 62]. Известно, что условия биогеохимической провинции также значительно влияют на минеральный статус разводимых в данном регионе животных. Cygan-Szczegielniak D., Stanek M., Giernatowska E., Janicki B., Gehrke M. (2012, 2014) в своих исследованиях установили, что образцы шерсти коров, содержащихся в хозяйствах, находящихся в разных районах, имели существенные различия в содержании определенных элементов в шерсти [15, с. 297; 16, с. 168]. Sheshnitsan T. L., Sheshnitsan S. S., Kapitalchuk M. V. (2018) определили, что концентрация микроэлементов в шерсти сельскохозяйственных животных отражает условия биогеохимической однородности зоны разведения [17, с. 171]. Cygan-Szczegielniak D. с соавторами (2012, 2014), сравнивая образцы шерсти коров, взятых в разные сезоны года - в летнее время и зимне-весеннее время, выявили, что волосы, отобранные у коров зимой, содержали более высокую концентрацию большинства элементов, кроме Fe, чем в анализах шерсти, полученных летом, установив тем самым влияние времени года на содержание макро- и микроэлементов в шерсти коров [15, с. 297; 16, с. 168]. Также ряд авторов считает, что состав рациона и применение различных добавок для корректировки минерального состава рациона влияют на элементный состав шерсти крупного рогатого скота [18, с. 5; 19, с. 444; 20, с. 444]. Pieper L., Schmidt F., Müller A.-E., Staufenbiel R. (2017) определили, что концентрация цинка в различных биосубстратах менялась в зависимости от периода лактации, показав самый низкий уровень после лактации к моменту родов. На основе полученных результатов были предложены эталонные значения данного показателя для проб крови, мочи и шерсти в зависимости от стадии лактации [21, с. 217].
В проведенных работах Мирошникова С. А. с соавторами продемонстрирована перспективность изучения элементного статуса различных половозрастных групп крупного рогатого скота для зоны Южного Урала [12, с. 635; 13, с. 56; 22, с. 97]. Однако специфика пастбищного содержания в мясном скотоводстве определяет уникальность элементного статуса на отдельных территориях. В связи с этим приобретают актуальность исследования, направленные на изучение закономерностей формирования элементного статуса организма в зависимости от возраста на отдельно взятых биогеохимических провинциях.
В настоящем исследовании представлены данные по элементному статусу крупного рогатого скота калмыцкой породы в зависимости от возраста в условиях биогеохимической провинции Республики Саха (Якутия).
Цель исследования - выявление возрастных особенностей формирования элементного статуса крупного рогатого скота калмыцкой породы в условиях Якутии.
Методология и методы исследования (Methods)
Эксперимент выполнялся на маточном поголовье скота калмыцкой породы. Возраст животных на момент отбора образцов шерсти составлял 2 и 12 месяцев для тёлок и 7 лет для коров.
Обслуживание животных и экспериментальные исследования были исполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Régulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and "The Guide for Care and Use of Laboratory Animais (National Academy Press Washington, D. C. 1996)". При проведении исследований были предприняты все меры предосторожности, для того чтобы свести к минимуму страдания животных.
Экспериментальная часть работы выполнялась в условиях Сельскохозяйственного производственного кооператива (СХПК) «Солооьун» Мегино-Кангаласского района Республики Саха (Якутия). Формирование групп проводилось из числа клинически здоровых животных.
Для проведения исследований были сформированы три группы скота калмыцкой породы в зависимости от возраста: I группа - тёлки в возрасте 2 месяца (n = 12), II группа - тёлки в возрасте 12 месяцев (n = 12), III группа - коровы в возрасте 7 лет (n = 12). Отбор проб проводился в пастбищный период (июль), с холки животных согласно ранее разработанной методики [23].
Элементный состав биосубстратов исследовали по 25 показателям (Al, As, B, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, I, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Se, Si, Sn, Sr, V, Zn) в лаборатории Общества с ограниченной ответственностью (ООО) «Ми-кронутриенты» (г. Москва, лицензия ЛО-77-01-006064). Определение состава элементов в исследуемых пробах шерсти проводили методами масс-спектрометрии (МС-ИСП) и атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП) и АЭС Optima 2000 DV и Nexion 300 D (Perkin Elmer, США).
Статистическую обработку данных осуществляли при помощи U-критерия Манна-Уитни. При статистическом анализе рассчитывали уровень значимости (P), при котором критический уровень значимости принимали меньшим или равным 0,05. Для обработки данных использовали программу Statistica 10.0.
Результаты исследований (Results)
В ходе проведенных исследований и анализа полученных результатов установлено, что в оцениваемых пробах шерсти крупного рогатого скота калмыцкой породы имелись существенные различия в зависимости от возраста (таблица 1).
Так, телки I группы превосходили особей из II и III групп по содержанию натрия (Na) на 13,3 (p < 0,05) и 81,7 % (p < 0,01); по P на 13,1 и 36,0 % (p < 0,05). При этом уступали животным II группы по концентрации К на 32 % (p < 0,05).
Таблица 1
Содержание макроэлементов в шерсти исследуемых животных, мкг/г (M ± m)
Элемент I группа II группа III группа
Na 3216 ± 415 2839 ± 266* 1770 ± 239**
Ca 2213±251 2603 ±195 1711± 93
K 3794 ± 548 5577 ± 596* 2752 ± 278
Mg 1459 ± 183 1417 ± 197 1122 ± 153
P 285,2 ± 19,1 252,1 ± 28,8 209,7 ± 13,9*
Примечание: * p < 0,05; ** p < 0,01 по отношению к ! группе.
Table 1
The content of macronutrients in the wool of animals, pg/g (M ± m)
Element I group II group III group
Na 3216 ± 415 2839± 266* 1770 ± 239**
Ca 2213 ± 251 2603±195 1711 ± 93
K 3794 ± 548 5577 ± 596* 2752 ± 278
Mg 1459 ± 183 1417 ± 197 1122 ± 153
P 285,2 ± 19.1 252,1 ± 28.8 209,7 ± 13.9*
Note: *p < 0,05; ** p < 0,01 in relation to group !.
Таблица 2
Содержание эссенциальных микроэлементов в шерсти животных, мкг/г (M ± m)
Элемент I группа II группа III группа
Co 0,173 ± 0,029 0,219 ± 0,04 0,269 ± 0,06
Cr 1,07 ± 0,15 1,29 ± 0,18 2,32 ± 0,19*
Cu 7,96 ± 0,26 7,22 ± 0,35 7,38 ± 0,25
Fe 474,8 ± 65,2 530,4 ± 114,6 765,9 ± 99,5*
I 1,08 ± 0,270 1,04 ± 0,114 0,59 ± 0,104
Mn 12,07 ± 1,50 42,02 ± 5,66 16,27 ± 2,43
Se 0,24 ± 0,031 0,34 ± 0,024 0,28 ± 0,031
Zn 109,6 ± 5,012 107,6 ± 5,43 86,54 ± 6,33*
Примечание:*p <0,05.
Table 2
The content of essential trace elements in the wool of animals, fig/g (M ± m)
Element I group II group III group
Co 0.173 ± 0.029 0.219 ± 0.04 0.269 ± 0.06
Cr 1.07 ± 0.15 1.29 ± 0.18 2.32 ± 0.19*
Cu 7.96 ± 0.26 7.22 ± 0.35 7.38 ± 0.25
Fe 474.8 ± 65.2 530.4 ± 114.6 765.9 ± 99.5*
I 1.08 ± 0.270 1.04 ± 0.114 0.59 ± 0.104
Mn 12.07 ± 1.50 42.02 ± 5.66 16.27± 2.43
Se 0.24 ± 0.031 0.34 ± 0.024 0.28 ± 0.031
Zn 109.6± 5.012 107.6± 5.43 86.54 ± 6.33*
Note: *p < 0,05.
По содержанию кальция (Са) в шерсти телки I группы превосходили взрослых коров на 22,6 %, но незначительно уступали годовалым телкам II группы, достоверность не выявлена. Концентрация калия (К) в шерсти телок I группы было ниже на 32 % (p < 0,05), чем у телок II группы и на 27,5 % выше, чем у взрослых коров III группы, хотя и недостоверно. Отметим, что данный показатель у годовалых телок II группы почти в 2 раза превышал аналогичный показатель взрослых коров. Содержание магния (Mg) в I и II группах находится практически на одном уровне и выше показателя взрослых животных III группы на 23 % и 20,8 % соответственно.
Следует отметить, что содержание некоторых эссенциальных элементов в шерсти исследуемых животных имело определенную тенденцию к увеличению с возрастом (таблица 2).
В частности, содержание хрома (Сг) в шерсти коров было в 2,1 раза выше, чем у тёлок 2-месячного возраста (р < 0,05) и в 1,8 раза больше, чем у 12-месячных; железа ^е) на 61,3 и 44,4 % (р < 0,05). В шерсти коров содержалось меньше цинка (2п) на 21 % (р < 0,05) и 19,6 % соответственно. Следует отметить, что если концентрация кобальта (Со), хрома (Сг) и железа ^е) с возрастом увеличивалась, то концентрация йода (I) и цинка (2п), наоборот, уменьшалась. А содержание меди (Си), марганца (Мп) и селена ^е) увеличивалось или снижалось.
Содержание условно-эссенциальных микроэлементов в шерсти животных представлено в таблице 3.
Как видно из полученных результатов, взрослые животные III группы опережали представителей из I и II групп по концентрациям в шерсти никеля (№) в 2,9 (р < 0,01) и 2,6 раза (р < 0,05); кремния ф) - в 3,2 и 2,1 раза соответственно.
s s
!н
о к о к
и
<и н О S
vo
s «
s
tH
о к о s
IQ
0,500 0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000
Pb
Sn
I
Рис. 1. Концентрация токсичных элементов Pb и Sn в зависимости от возраста животных, мкг/г Fig. 1. The concentration of toxic elements Pb and Sn depending on the age of the animals, pg/g
Таблица 3
Содержание условно-эссенциальных микроэлементов в шерсти животных, мкг/г (M ± m)
Элемент I группа II группа III группа
В 1,25 ± 0,11 2,95 ± 0,30 1,97 ± 0,215
Li 0,396 ± 0,066 0,45 ± 0,076 0,521 ± 0,083
Ni 0,943 ± 0,156 1,037 ± 0,13* 2,74 ± 1,046**
Si 94,5 ± 28,4 144,2 ± 47,9 297,8 ± 79,9*
Sr 6,07 ± 0,6 10,36 ± 0,8 9,40 ± 0,8
V 0,669 ± 0,119 0,787 ± 0,15 0,934 ± 0,168
Примечание:*p <0,05; ** p <0,01.
Table 1
The content of conditionally essential trace elements in animal hair, pg/g (M ± m)
Element I group II group III group
В 1.25 ± 0.11 2.95 ± 0.30 1.97 ± 0.215
Li 0.396 ± 0.066 0.45 ± 0.076 0.521 ± 0.083
Ni 0.943 ± 0.156 1.037 ± 0.13* 2.74 ± 1.046**
Si 94.5 ± 28.4 144.2 ± 47.9 297.8 ± 79.9*
Sr 6.07 ± 0.6 10.36 ± 0.8 9.40 ± 0.8
V 0.669 ± 0.119 0.787± 0.15 0.934 ± 0.168
Note: *p < 0,05; **p < 0,01.
В шерсти взрослых коров (III группа) нами фиксировались более высокие концентрации алюминия (Al), мышьяка (As), кадмия (Cd), свинца (Pb) и цинка (Sn) относительно молодых особей (рис. 1).
При этом статистически достоверные отличия (p < 0,05) были установлены по концентрациям свинца (Pb) и цинка (Sn) между животными I и II групп. Самая низкая концентрация токсичных элементов отмечена у животных I группы.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Полученные результаты позволили установить существенные различия элементного статуса изученных групп животных (рис. 2).
На рисунке приводится картина отклонений (%) концентрации химических макро- и микроэлементов, содержащихся в шерсти 12-месячных тёлок и взрослых коров 7 лет, от аналогичных показателей 2-месячных тёлок.
Как мы видим, наблюдались четко выраженные отклонения между показателями животных II и III групп в раннем постнатальном периоде от показателей I группы. При этом значительные отличия по группам отмечались в основном по одним и тем же элементам, что указывает на обусловленную изменчивость уровня концентраций макро- и микроэлементов в шерсти крупного рогатого скота калмыцкой породы в зависимости от возраста. Так, по концентрации макроэлементов фосфора (Р), калия (К), натрия (№) тёлки, как в 2-, так и в 12-месячном возрасте превосходили показатели взрослых коров, что подтверждается результатами ранее проведенных исследований [24, с. 12]. Можно предположить, что это связано со значительно более высоким уровнем обменных процессов указанных элементов в организме интенсивно растущего молодняка, особенно в 10-12-месячном возрасте.
Рис. 2. Межгрупповые отклонения концентраций химических элементов у животных обследованных групп, %
i I—
l
CTQ
a P Сь
b I—
О
Г+
П>
0 b
1
OQ h-
П)
СЛ
B Zn
Fig. 2. Intergroup deviations of the concentration of chemical elements in the studied groups, %
Обнаруженное в нашем эксперименте увеличение коров. Это в целом согласуется с проведенными ранее
концентраций токсичных свинца (РЬ) и цинка ^п) в шер- исследованиями, которые продемонстрировали значи-
сти взрослых особей относительно молодых тёлок I и II тельное повышение концентраций тяжелых металлов с
групп могло возникнуть вследствие внешнего воздей- возрастом у жителей крупных мегаполисов [25, с. 442] и
ствия и накопления металлов в матрице волос взрослых у диких животных [26, с. 191].
В шерсти коров содержалось меньше цинка (Zn) чем по мере взросления происходит накопление хрома (Cr) и у молодняка I и II групп. Известно, что цинк играет важ- железа (Fe), а также токсичных металлов - свинца (Pb) и g ную роль во многих функциях организма, включая фер- цинка (Sn), при этом давление обменного пула последних q тильность [21, с. 213]. Следует отметить, что данные по на метаболизм их антагониста - цинка (Zn) - может быть ^ возрастной динамике цинка в научной литературе весь- сопряжено с достоверным снижение его уровня в органе ма разнообразны и противоречивы [25, с. 442; 27, с. 135]. низме взрослых особей, и, снижение таких элементов как * В рамках нашего эксперимента подобное явление могло натрий (Na) и фосфора (P).
q быть следствием увеличивающегося давления обменного Более широкие исследования минерального соста-
^ пула его антагониста - свинца (Pb) (рис. 1) [27, с. 157]. ва шерсти крупного рогатого скота калмыцкой породы
g Таким образом, полученные результаты позволяют могут быть полезны для установления средних значений
^ сделать вывод о том, что элементный статус крупного нормы для некоторых элементов и могут внести вклад в
^ рогатого скота калмыцкой породы имеет существенные изучение закономерностей формирования элементного
О отличия в зависимости от возраста, при этом различия статуса в организме животных в зависимости от возрас-
О относятся в основном к одним и тем же элементам. Так, та. S
^ Библиографический список
1. Луговая Е. А., Степанова Е. М., Горбачев А. Л. Подходы к оценке элементного статуса организма человека // Микроэлементы в медицине. 2015. № 16 (2). С. 10-17.
2. Калашников В. В. [и др.] Содержание макро- и микроэлементов в конском волосе как характеристика элементного статуса лошадей заводских и локальных пород в разных регионах России // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. № 6. С. 1234-1243.
3. Скальный А. В. [и др.] Региональные особенности элементного гомеостаза как показатель эколого-физиологиче-ской адаптации // Экология человека. 2014. № 09. С. 14-17.
4. Долгая М. Н., Шаповалов С. О., Канахович Н. Ф. Физиология, потребление, ретенция и экскреция эссенциальных микроэлементов в живых организмах // Микроэлементы в медицине, ветеринарии, питании: перспективы сотрудничества и развития: сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции. Одесса, 2014. С. 71-77.
5. Мирошников С. А., Болодурина И. П., Арапова О. С. Закономерности формирования элементного состава биосубстратов человека и животных как основа технологии оценки и коррекции элементозов [Электронный ресурс] // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН: электронный журнал. 2014. № 4. С. 1-11. URL: http://elmag. uran.ru:9673/magazine/Numbers/2014-4 (дата обращения: 24.08.2018).
6. Wang H., Liu Z., Liu Y., Qi Z., Wang S., Liu S., Dong S., Xia X., Li S. Levels of Cu, Mn, Fe and Zn in cow serum and cow milk: Relationship with trace elements contents and chemical composition in milk // Acta Scientiae Veterinariae. 2014. Vol. 42. No. 1. P. 1190.
7. Zhao X.-J., Li Z.-P., Wang J.-H., Xing X.-M., Wang Z.-Y., Wang L., Wang Z.-H. Effects of chelated Zn/Cu/Mn on redox status, immune responses and hoof health in lactating Holstein cows // Journal of Veterinary Science. 2015. Vol. 16. No. 4. Pp. 439-446. DOI: 10.4142/jvs.2015.16.4.439.
8. Zhao X.-J., Wang X.-Y., Wang J.-H., Wang Z.-Y., Wang L., Wang Z.-H. Oxidative Stress and Imbalance of Mineral Metabolism Contribute to Lameness in Dairy Cow // Biological Trace Element Research. 2015. Vol. 164. No. 1. Pp. 43-49. DOI: 10.1007/s12011-014-0207-1.
9. Herold A., Pieper L., Müller A.-E., Staufenbiel R. Mineral concentrations in cattle in different sample media with emphasis on fecal analysis // Tierarztliche Praxis Ausgabe G: Grosstiere - Nutztiere. 2018. Vol. 46. No. 4. Pp. 221-228. DOI: 10.15653/ TPG-180239. (In German.)
10. Мельников А. Метод доктора Скального. Что такое анализ волос и зачем его делают? [Электронный ресурс]. URL: https://aif.ru/health /life/metod_doktora_skalnogo_chto_ takoe_analiz_volos_i_ zachem_ego_delayut (дата обращения: 18.09.2019).
11. Зайцев В. А., Плешкова А. А., Бутько З. Т., Гузик Е. О., Гресь Н. А. Изучение макро- и микроэлементного состава волос у школьников г. Минска // Микроэлементы в медицине, ветеринарии, питании: перспективы сотрудничества и развития: сборник тезисов докладов международной научно-практической конференции. Одесса, 2014. С. 99-103.
12. Miroshnikov S. [et al.] Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. Т. 14. No. 9. Pp. 632-636. DOI: 10.3923/pjn.2015.632.636.
13. Miroshnikov S. A. [et al.] The reference intervals of hair trace element content in hereford cows and heifers (Bos taurus) // Biological Trace Element Research. 2017. Т. 180. No. 1. Pp. 56-62. DOI: 10.1007/s12011-017-0991-5.
14. Szigeti E., Katai J., Komlosi I., Szabo C. Effect of breed and sampling place on the mineral content of cattle hair // Poljo-privreda. 2015. Vol. 21. No. 1. Pp. 59-62. DOI: 10.18047/poljo.21.1.sup.13. (In Croatian.)
15. Cygan-Szczegielniak D., Stanek M., Giernatowska E., Janicki B., Gehrke M. Content of selected mineral elements in heifer hair depending on the region and season // Medycyna Weterynaryjna. 2012. Vol. 68. No. 5. Pp. 293-298.
16. Cygan-Szczegielniak D., Stanek M., Giernatowska E., Janicki B. Impact of breeding region and season on the content of some trace elements and heavy metals in the hair of cows // Folia Biologica (Poland). 2014. Vol. 62. No. 3. Pp. 163-169. DOI: 10.3409/fb62 3.163.
17. Sheshnitsan T. L., Sheshnitsan S. S., Kapitalchuk M. V Contents of manganese, zinc, copper and molybdenum in the hair
of the farm animals in the lower dniester valley // South of Russia: Ecology, Development. 2018. Vol. 13. No. 4. Pp. 166-173. щ DOI: 10.18470/1992-1098-2018-4-166-173. o'
18. Gorski K., Saba L. Assessment of manganese levels in the soil and feeds, and in the bodies of milk cows from central- О
CfQ
eastern poland administered a mineral compound feed // Acta Scientiae Veterinariae. 2015. Vol. 43. No.1. Pp. 1-6. y
19. Zhao X.-J., Li Z.-P., Wang J.-H., Xing X.-M., Wang Z.-Y., Wang L., Wang Z.-H. Effects of chelated Zn/Cu/Mn on redox n status, immune responses and hoof health in lactating Holstein cows // Journal of Veterinary Science. 2015. Vol. 16. No. 4. d Pp. 439-446. DOI: 10.4142/jvs.2015.16.4.439. i
20. Cope C. M., MacKenzie A. M., Wilde D., Sinclair L. A. Effects of level and form of dietary zinc on dairy cow performance t and health // Journal of Dairy Science. 2009. Vol. 92. No. 5. Pp. 2128-2135. DOI: 10.3168/jds.2008-1232. С
21. Pieper L., Schmidt F., Müller A.-E., Staufenbiel R. Zinc concentrations in different sample media from dairy cows and n
establishment of reference values // Tierarztliche Praxis Ausgabe G: Grosstiere - Nutztiere. 2017. Vol. 45. No. 4. Pp. 213-218. o
DOI: 10.15653/TPG-160741. О
CfQ
22. Мирошников С. А. [и др.] Особенности формирования элементного статуса крупного рогатого скота в связи с e продуктивностью и принадлежностью к половозрастной группе // Вестник мясного скотоводства. 2015. Т. 4. № 92. ^ С. 94-99.
23. Патент Российской Федерации № 2622719. Способ диагностики элементозов молодняка крупного рогатого скота по элементному составу шерсти [Электронный ресурс] / С. А. Мирошников [и др.]. 2015. Опубл. 19.06.2017. URL: https://findpatent.ru/patent/262/2622719.html (дата обращения: 15.06.2018).
24. Мирошников С. А. [и др.] Элементный состав шерсти как модель для изучения межэлеменетных взаимодействий в организме молочного скота // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 4 (96). С. 9-14.
25. Skalnaya M. G., Tinkov A. A., Demidov V A., Serebryansky E. P., Nikonorov A. A., Skalnyi A. V Age-related differences in hair trace elements: a cross-sectional study in Orenburg, Russia // Ann Hum Biol. 2015. Vol. 43. Pp. 438-444.
26. Kicinska A., Glichowska P., Mamak M. Micro- and macroelement contents in the liver of farm and wild animals and the health risks involved in liver consumption // Environmental Monitoring and Assessment. 2019. Vol. 191. No. 3. Pp. 191-132. DOI: 10.1007/s10661-019-7274-x.
27. Miroshnikov S. A., Notova S. V., Zavyalov O. A., Frolov A. N., Egiazaryan A. V. Animal elements of the animals: new technologies of diagnostics and correction. Orenburg, 2018. 246 p.
Об авторах:
Иван Иванович Слепцов1, кандидат экономических наук, ректор, ORCID 0000-0001-8419-3986, AuthorID 437865; + 7 (4112) 50-79-71,[email protected]
Варвара Анатольевна Мачахтырова1, кандидат биологических наук, доцент, ORCID 0000-0002-0988-0943, AuthorID 683323; +7 (4112) 50-79-71, [email protected]
Григорий Николаевич Мачахтыров2, кандидат биологических наук, заместитель директора, ORCID 0000-0002-8328-4744, AuthorID 707021; +7 (4112) 21-55-74, [email protected]
Олег Александрович Завьялов3, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины, ORCID 0000-0003-2033-3956, AuthorID 618390; +7 (3532) 43-46-78, oleg-zavyalov83@mail. ru
1 Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, Россия
2 Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. М.Г. Сафронова, Якутск, Россия
3 Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, Оренбург, Россия
Age features of elemental status for the Kalmyk cattle breed under conditions of Yakutia
I. I. Sleptsov1, V. A. Machakhtyrova1E1, G. N. Machakhtyrov2, O. A. Zavyalov3
1 Yakutsk State Agricultural Academy, Yakutsk, Russia
2 Yakutsk Agricultural Research Institute named after M. G. Safronov, Yakutsk, Russia
3 Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences, Orenburg, Russia
631E-mail: [email protected]
Abstract. The purposeThe purpose of the study is to investigate age features of elemental status for the Kalmyk cattle breed, which is bred under conditions of biogeochemical province in the Republic of Sakha (Yakutia). The object of study is calves at 2 months of age (n = 7), chicks at 12 months of age (n = 7) and cows (n = 7) bred in the biogeochemical province of Yakutia. Methods. The elemental composition of the hair was defined by the methods of atomic emission spectrometry with inductively
75
coupled plasma. Statistical data processing was conducted with a usage of Mann-Whitney U-test. The scientific novelty of the ^ research is to study the patterns of formation of the elemental status of livestock depending on age. Results. It was found that g the elemental composition of the Kalmyk cattle's hair had differences depending on the age. Thus, heifers in 2 and young of 12 О months of age exceeded the group of full-aged cows in the content of macronutrients in the wool: sodium by 81.6 and 60.4 % § (p < 0.05); potassium - by 38.9 % and 2 times, respectively (p < 0.05); calcium - by 29.3 and 52.1 % (p < 0.05); phospho-W rus - by 35.9 (p < 0.05) and 20.2 %; magnesium by 30 and 26.4 % (unreliable). The concentration of chromium in the wool of <u full-aged cows is 46 % higher than that of calves (p < 0.05) and 1.8 times higher than that of 12-month-old calves (unreliable). О Keywords: cattle, cows, hair, elemental status, macro- and microelements, S VO
g For citation: Sleptsov I. I., Machakhtyrova V A., Machakhtyrov G. N., Zavyalov O. A. Vozrastnyye osobennosti elementnogo tel statusa skota kalmytskoy porody v usloviyakh Yakutii [Age features of elemental status for the Kalmyk cattle breed under g conditions of Yakutia] // Agrarian Bulletin of the Urals. 2020. No. 01 (192). Pp. 69-77. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-192-1-O 69-77. (In Russian.) О
¿q Paper submitted: 10.10.2019.
References
1. Lugovaya E. A., Stepanova E. M., Gorbachev A. L. Podkhody k otsenke elementnogo statusa organizma cheloveka [Approaches to the body element status assessment] // Trace Elements in Medicine. 2015. No. 16 (2). Pp. 10-17. (In Russian.)
2. Kalashnikov V. V., Bagirov V A., Zaitsev A. M. [et al.] Soderzhanie makro- i mikroelementov v konskom volose kak khara-kteristika elementnogo statusa loshadei zavodskikh i lokal'nykh porod v raznykh regionakh Rossii [Hair macro- and microelement levels as estimates of mineral status in horses of stud and local breeds from different Russian regions] // Agricultural Biology. 2017. Т. 52. No. 6. Pp. 1234-1243. (In Russian.)
3. Skalnyi A. V [et al.] Regional'nye osobennosti elementnogo gomeostaza kak pokazatel' ekologo-fiziologicheskoi adaptatsii [Regional features of the elemental homeostasis as an indicator of ecological and physiological adaptation] // Human Ecology. 2014. No. 09. Pp. 14-17. (In Russian.)
4. Dolgaya M. N., Shapovalov S. O., Kanahovich N. F. Fiziologiya, potreblenie, retentsiya i ekskretsiya esencial'nyh mikroelementov v zhivyh organizmah [Physiology, consumption, retention and excretion essential microelements in organisms] // Mi-kroelementy v medicine, veterinarii, pitanii: perspektivy sotrudnichestva i razvitiya: sbornik tezisov dokladov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Odessa, 2014. Pp. 71-77. (In Russian.)
5. Miroshnikov S. A., Bolodurina I. P., Arapova O. S. Zakonomernosti formirovaniya elementnogo sostava biosubstratov cheloveka i zhivotnykh kak osnova tekhnologii otsenki i korrektsii elementozov [Formation regularities of elemental composition of human and animal bio substrates as basis for assessment and correction technology of elementosis] // Bulletin of the Orenburg Scientific Center UB RAS. 2014. No. 4. Pp. 1-11. URL: http://elmag.uran.ru: 9673/ magazine/Numbers/2014-4 (appeal date: 24.08.2018). (In Russian.)
6. Wang H., Liu Z., Liu Y., Qi Z., Wang S., Liu S., Dong S., Xia X., Li S. Levels of Cu, Mn, Fe and Zn in cow serum and cow milk: Relationship with trace elements contents and chemical composition in milk // Acta Scientiae Veterinariae. 2014. Vol. 42. No. 1. P. 1190.
7. Zhao X.-J., Li Z.-P., Wang J.-H., Xing X.-M., Wang Z.-Y., Wang L., Wang Z.-H. Effects of chelated Zn/Cu/Mn on redox status, immune responses and hoof health in lactating Holstein cows // Journal of Veterinary Science. 2015. Vol. 16. No. 4. Pp. 439-446. DOI: 10.4142/jvs.2015.16.4.439.
8. Zhao X.-J., Wang X.-Y., Wang J.-H., Wang Z.-Y., Wang L., Wang Z.-H. Oxidative Stress and Imbalance of Mineral Metabolism Contribute to Lameness in Dairy Cow // Biological Trace Element Research. 2015. Vol. 164. No. 1. Pp. 43-49. DOI: 10.1007/s12011-014-0207-1.
9. Herold A., Pieper L., Müller A.-E., Staufenbiel R. Mineral concentrations in cattle in different sample media with emphasis on fecal analysis // Tierarztliche Praxis Ausgabe G: Grosstiere - Nutztiere. 2018. Vol. 46. No. 4. Pp. 221-228. DOI: 10.15653/ TPG-180239. (In German.)
10. Mel'nikov A. Metod doktora Skal'nogo. CHto takoe analiz volos i zachem ego delayut? [e-resource] [Method of Dr. Skal'nyy. What is hair analysis and why is it done?]. URL: https://aif.ru/health /life/metod_doktora_skalnogo_chto_ takoe_ analiz_volos_i_ zachem_ego_delayut (appeal date: 18.09.2019). (In Russian.)
11. Zaytsev V. A., Pleshkova A. A., But'ko Z. T., Guzik E. O., Gres' N. A. Izuchenie makro- i mikroelementnogo sostava volos u shkol'nikov g. Minska [The study of macro-and microelement composition of hair in schoolchildren of Minsk] // Mikroel-ementy v medicine, veterinarii, pitanii: perspektivy sotrudnichestva i razvitiya: sbornik tezisov dokladov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Odessa, 2014. Pp. 99-103. (In Russian.)
12. Miroshnikov S. [et al.] Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. Т. 14. No. 9. Pp. 632-636. DOI: 10.3923/pjn.2015.632.636.
13. Miroshnikov S. A. [et al.] The reference intervals of hair trace element content in hereford cows and heifers (Bos taurus) // Biological Trace Element Research. 2017. Т. 180. No. 1. Pp. 56-62. DOI: 10.1007/s12011-017-0991-5.
14. Szigeti E., Katai J., Komlosi I., Szabo C. Effect of breed and sampling place on the mineral content of cattle hair // Poljo-privreda. 2015. Vol. 21. No. 1. Pp. 59-62. DOI: 10.18047/poljo.21.1.sup.13. (In Croatian.)
15. Cygan-Szczegielniak D., Stanek M., Giernatowska E., Janicki B., Gehrke M. Content of selected mineral elements in heifer hair depending on the region and season // Medycyna Weterynaryjna. 2012. Vol. 68. No. 5. Pp. 293-298. b
16. Cygan-Szczegielniak D., Stanek M., Giernatowska E., Janicki B. Impact of breeding region and season on the content o of some trace elements and heavy metals in the hair of cows // Folia Biologica (Poland). 2014. Vol. 62. No. 3. Pp. 163-169. O DOI: 10.3409/fb62_3.163. y
17. Sheshnitsan T. L., Sheshnitsan S. S., Kapitalchuk M. V Contents of manganese, zinc, copper and molybdenum in the hair n
of the farm animals in the lower dniester valley // South of Russia: Ecology, Development. 2018. Vol. 13. No. 4. Pp. 166-173. d
DOI: 10.18470/1992-1098-2018-4-166-173. b
h-1*
18. Gorski K., Saba L. Assessment of manganese levels in the soil and feeds, and in the bodies of milk cows from central- £ eastern poland administered a mineral compound feed // Acta Scientiae Veterinariae. 2015. Vol. 43. No.1. Pp. 1-6. C
19. Zhao X.-J., Li Z.-P., Wang J.-H., Xing X.-M., Wang Z.-Y., Wang L., Wang Z.-H. Effects of chelated Zn/Cu/Mn on redox n status, immune responses and hoof health in lactating Holstein cows // Journal of Veterinary Science. 2015. Vol. 16. No. 4. o Pp. 439-446. DOI: 10.4142/jvs.2015.16.4.439. gg
20. Cope C. M., MacKenzie A. M., Wilde D., Sinclair L. A. Effects of level and form of dietary zinc on dairy cow performance e and health // Journal of Dairy Science. 2009. Vol. 92. No. 5. Pp. 2128-2135. DOI: 10.3168/jds.2008-1232. s
21. Pieper L., Schmidt F., Müller A.-E., Staufenbiel R. Zinc concentrations in different sample media from dairy cows and establishment of reference values // Tierarztliche Praxis Ausgabe G: Grosstiere - Nutztiere. 2017. Vol. 45. No. 4. Pp. 213-218. DOI: 10.15653/TPG-160741.
22. Miroshnikov S. A. [et al.] Osobennosti formirovaniya elementnogo statusa krupnogo rogatogo skota v svyazi s produktivnost'yu i prinadlezhnost'yu k polovozrastnoi gruppe [Peculiarities of formation of cattle elemental composition due to efficiency and belonging to some gender and age group] // Herald of Beef Cattle Breeding. 2015. T. 4. No. 92. Pp. 94-99. (In Russian.)
23. Patent No. 2622719 of Russian Federation. Sposob diagnostiki elementozov molodnyaka krupnogo rogatogo skota po elementnomu sostavu shersti [Method for elementosis diagnostics in young cattle based on element composition of wool] [e-resource] / Miroshnikov S. A. [et al.]. 2015. Published 19.06.2017. URL: https://findpatent.ru/patent/262/2622719.html (appeal date: 15.06.2018). (In Russian.)
24. Miroshnikov S. A. [et al.] Elementnyi sostav shersti kak model' dlya izucheniya mezhelemenetnykh vzaimodeistvii v or-ganizme molochnogo skota [The elemental composition of hair as a model for the study of inter-element interactions] // Herald of Beef Cattle Breeding. 2016. No. 4 (96). Pp. 9-14. (In Russian.)
25. Skalnaya M. G., Tinkov A. A., Demidov V A., Serebryansky E. P., Nikonorov A. A., Skalnyi A. V Age-related differences in hair trace elements: a cross-sectional study in Orenburg, Russia // Ann Hum Biol. 2015. Vol. 43. Pp. 438-444.
26. Kicinska A., Glichowska P., Mamak M. Micro- and macroelement contents in the liver of farm and wild animals and the health risks involved in liver consumption // Environmental Monitoring and Assessment. 2019. Vol. 191. No. 3. DOI: 10.1007/ s10661-019-7274-x.
27. Miroshnikov S. A., Notova S. V., Zavyalov O. A., Frolov A. N., Egiazaryan A. V. Animal elements of the animals: new technologies of diagnostics and correction. Orenburg, 2018. 246 p.
Authors' information:
I. I. Sleptsov1, candidate of economic sciences, rector, ORCID 0000-0001-8419-3986, AuthorID 437865 V. A. Machakhtyrova1, candidate of biological sciences, associate professor, ORCID 0000-0002-0988-0943, AuthorID 683323; [email protected]
G. N. Machakhtyrov2, candidate of biological sciences, vice director, ORCID 0000-0002-8328-4744, AuthorID 707021 O. A. Zavyalov3, candidate of agricultural sciences, senior researcher of department of technology for beef cattle breeding and beef production, ORCID 0000-0003-2033-3956, AuthorID 618390; [email protected]
1 Yakutsk State Agricultural Academy, Yakutsk, Russia
2 Yakutsk Agricultural Research Institute named after M. G. Safronov, Yakutsk, Russia
3 Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of Sciences, Orenburg, Russia
