Содержание к диссертации
Введение
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. Антропогенная трансформация свойств нефтезагрязненных почв 8
1.2. Биорекультивация нефтезагрязненных почв - актуальная проблема в условиях пахотных почв лесостепи 18
1.3. Биологическое действие диоксинов и диоксиноподобных соединений на организм человека и животных 27
1.4. Методы снижения негативного воздействия факторов техногенного воздействия на организм животных 32
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 42
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 50
3.1. Характеристика кормов 50
3.2. Состав и питательность рационов 54
3.3. Продуктивность, физико-химические и технологические свойства молока 59
3.3.1. Молочная продуктивность подопытных коров 59
3.3.2. Коэффициенты молочности, биологической полноценности молока (КБП) и биологической эффективности коровы (БЭК) 63
3.3.3. Физико-химические свойства молока подопытных коров 68
3.3.4. Технологические свойства молока 72
3.4. Результаты физиологического опыта 76
3.4.1. Переваримость питательных веществ 76
3.4.2. Баланс азота 80
3.4.3. Баланс кальция и фосфора 82
3.5. Рубцовое пищеварение у подопытных коров 84
3.6. Морфологические и биохимические показатели крови коров 89
3.7. Производственная апробация результатов исследований 95
3.8. Экономическая эффективность скармливания ферроцина лактирующим коровам 97
3.9. Обсуждение результатов исследований. 100
ВЫВОДЫ 109
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 112
ПРИЛОЖЕНИЯ 142
- Антропогенная трансформация свойств нефтезагрязненных почв
- МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- Характеристика кормов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Известно, что нефтепродуктообеспечение связано с развитием трубопроводного транспорта. Магистральные нефтепроводы протягиваются на большие расстояния от мест добычи нефти к нефтеперерабатывающим заводам и далее к потребителям нефтепродуктов. Вследствие аварийных проливов нефти и нефтепродуктов происходит площадное загрязнение почв различного хозяйственного назначения, в том числе почв сельхозугодий (А.Е. Морозов, 2003).
Ликвидация последствий аварий, возмещение собственникам земли и землепользователям понесенных убытков, определение размера платы за загрязнение окружающей природной среды, потеря плодородия и нанесенный ущерб осуществляется с учетом негативного изменения свойств почвы, допустимого остаточного уровня загрязнения и потерянного урожая. Кроме того, через кормовые культуры, произрастающие на загрязненных участках, углеводороды нефти и их производные могут мигрировать в продукцию животноводства, а через них в продукты питания (В.С. Сорокин, 1997).
Характерной особенностью нефтепродуктов, попавших в почву, является их способность трансформироваться в другие соединения. Наиболее значительное влияние на их трансформацию оказывает климат, что связано с особенностями теплового и водного режимов почвы, ее биологическими показателями, определяющими направленность и интенсивность всех физических, химических и биологических процессов, протекающих в почве, в том числе и трансформации нефтепродуктов (А.Г. Ахмедов, 1982).
Одним из разновидностей трансформации углеводородов нефти в почве являются полициклические хлорсодержащие углеводороды - диоксины. К диоксинам (полихлорированным дибензодиоксинам (ПХДД)) относится большая группа ароматических трициклических соединений, содержащих от 1 до 8 атомов хлора. Кроме этого, существуют две группы родственных химических соединений - полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ), которые присутствуют в окружающей среде, продуктах питания и кормах одновременно с диоксинами. Они являются высокотоксичными соединениями, обладающими мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами (Л.В. Донченко, В.Д. Надыкта, 2005).
Основными представителями этой группы соединений являются 2,3,7,8-тетрахлордибензопарадиоксин (ТХДД), 2,3,7,8-тетрахлордибензофуран (ТХДФ). Для оценки токсичности других изомеров ПХДД, ПХДФ, ТХДФ и других введен так называемый эквивалент токсичности – ТХДД-ЭТ.
В условиях Моздокского района РСО - Алания наличие сети напорных нефтепроводов и резервуаров на них и розливов нефтепродуктов стали причиной загрязнения почвы и подземных вод нефтепродуктами. По истечении 3-4 лет, очевидно, результатом трансформации углеводородов нефти стало появления в почве и кормовых культурах диоксинов.
В последние годы в качестве детоксиканта в практику кормления сельскохозяйственных животных стали использовать препарат ферроцин, который предотвращает всасывание и накопление в организме токсичных веществ, а поступившие в организм токсичные вещества выводятся из него (Р.Р. Хайбуллин, 2003). Исходя из вышеизложенного, нам представлялась актуальной проблемой использование препарата ферроцина для повышения биоресурсного потенциала и экологической безопасности продукции лактирующих коров, в рационах которых содержатся диоксины.
Цель и задачи исследований. Целью исследований было изучение продуктивности, химического состава и технологических свойств молока, а также физиолого-биохимического статуса лактирующих коров при использовании в их рационах, содержащих субтоксическую дозу диоксинов, в качестве детоксиканта препарата ферроцина.
Для этого предстояло решить следующие задачи:
- выяснить уровень диоксинов в образцах кормов, крови, молока и сливок;
- установить действие токсиканта на переваримость и использование питательных веществ рациона у животных сравниваемых групп;
- выяснить состояние рубцового метаболизма подопытных животных под действием адсорбента, используемого для детоксикации диоксинов;
- охарактеризовать морфологический и биохимический состав крови подопытных животных при снижении уровня диоксинов в организме путем добавок ферроцина;
- определить влияние ферроцина на молочную продуктивность, физико-химические и технологические свойства молока подопытных коров;
- рассчитать экономическую эффективность использования ферроцина в рационах лактирующих коров в качестве детоксиканта диоксинов.
Научная новизна исследований состоит в том, что впервые в условиях Юга России получены новые данные, свидетельствующие о повышении санитарно-гигиенических, физико-химических и технологических свойств молока, а также физиолого-биохимического статуса лактирующих коров путем добавок в их рационы, содержащие субтоксическую дозу диоксинов, препарата ферроцина.
Практическая значимость работы обусловлена разработкой практических рекомендаций для повышения физико-химических свойств молока, экологической безопасности молочных продуктов, оптимизации рубцового и промежуточного обмена у лактирующих коров, а также повышения рентабельности производства молока, за счет включения в их рационы адсорбента ферроцина в дозе 2 г/100 кг живой массы.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на V международной конференции молодых учёных и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2004); на V международной конференции «Устойчивое развитие горных территории: проблемы и перспективы интеграции науки и образования (Владикавказ, 2004); на 1 международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2005); на 1 международном форуме молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2005); на международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и природопользования» (Ставрополь, 2005); на всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России» (Владикавказ, 2005).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 8 научных статей.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, выводов и предложений производству, библиографии и приложений. Работа включает 30 таблиц, 1 рисунок и 23 приложения. Список использованной литературы включает 226 наименований, из них 51 на иностранных языках.
Антропогенная трансформация свойств нефтезагрязненных почв
Почва относится к открытым системам, существующим в условиях притока веществ и энергии извне (ЯМ. Аммосова, 1989). Устойчивость такой системы в значительной степени зависит от внешних условий, несмотря на то, что почвы обладают буферностью. Благодаря своим особым качествам, почва играет огромную роль в жизни органического мира. Являясь продуктом и элементом ландшафта - особым природным телом, она выступает как важная среда в развитии природы земного шара.
Находясь в состоянии непрерывного обмена веществом и энергией с атмосферой, биосферой, гидросферой, литосферой, почвенный покров выступает как не заменимая условие поддержания между всеми сферами сложившегося на земле равновесия, столь необходимого для развития и существования жизни на нашей планете во всех ее многообразных формах. Почвенный покров представляет собой самостоятельную земную оболочку — педосферу (И.С. Кауричев, 1982, В.А. Черников, 2000, 2001). В тоже время В.А Ковда (1985) указывает, что почвенный покров по биохимическим функциям в биосфере может быть сравнен с озоновым экраном.
Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве, и она является неотъемлемым условием воспроизводства всех видов биологической продукции и продуктов питания. Одной из важнейших особенностей почвы является специфика процессов ее дифференциации на генетические горизонты. От степени согласованности процессов, протекающих в различных горизонтах почвенного профиля, зависит устойчивость почвенного покрова.
В профиле почвы различают несколько горизонтов. Мощность почвы и отдельных ее горизонтов, окраска, гранулометрический состав, структура и другие макро морфологические признаки, по которым они могут быть выделены и отнесены к тому или иному классификационному подразделению (Почвоведение, 1989). Горизонт аккумуляции органических веществ формируется в верхней части профиля за счет отмирающей биомассы зеленых растений. Элювиальный горизонт образуется в процессе интенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения в нижележащие горизонты. Иллювиальный горизонт формируется под элювиальным или гумусовым и служит переходом к материнской породе. Глеевый горизонт формируется в гидроморфных почвах и каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов (Почвоведение, 1989, Атлас, 1974). При техногенном загрязнении почв, ее генетические горизонты выполняют важную экологическую функцию - детоксикацию различных поллютантов.
Способность почв накапливать биофильные элементы лежит в основе механизма саморегуляции и поддержании я устойчивого функционирования биосферы. Устойчивость функционирования педосферы обеспечивает возделываемых культур, которая на прямую зависит от оптимального питательного режима почв. Оптимизация питательных почв возможно лишь при благоприятных, для роста и развития растений, агрофизических свойствах: содержание агрономически ценных почвенных агрегатов в пахотном слое почвы (от 10 до 0,25 мм) - 70 - 80% водоустойчивых агрегатов (более 0,25 мм) - 45 - 55% от общей массы почв, плотность 1,1 - 1,2 г/см3, водопроницаемость 600 мм/ч (В.А. Черников, 2001).
Материал и методы исследований
Ферроцин, предотвращает интоксикацию организма солями тяжёлых и радиоактивных металлов. Он предотвращает всасывание и накопление в организме токсичных веществ. Прекращается их попадание в кровеносную и лимфатическую систему из желудочно-кишечного тракта, а поступившие в организм токсичные вещества выводятся из него. Входит в состав высокоэффективного сорбента БИФЕЖя и является самостоятельным сорбентом для выведения радионуклидов и тяжелых металлов из организма домашних и сельскохозяйственных животных.
При скармливании препарата домашним животным в Брянской области содержание радиоцезия в мышечной ткани снижается в 12-13 раз, во внутренних органах - в 25-90, в молоке - в 10-20 раз. Кроме того, по стоимост и способам введения, животным препарат вполне доступен для практического применения и безвреден.
Ферроцианидсодержащие препараты внедрены в практику и широко используются в хозяйствах радиоактивно загрязнённых районов Российской Федерации с целью получения нормативно чистой продукции. Применение различных форм ФСП определяется уровнями радиоактивного загрязнения территории и хозяйственными особенностями ведения животноводства.
Согласно исследованиям уральских ученых (А.Т. Татарчук и др., 1996) при скармливании ферроцинсодержащих препаратов отмечена тенденция к повышению содержания в крови кальция, фосфора, железа. Введение в рацион бифежа и ферроцина способствовало повышению уровня глюкозы на 19%, резервной щелочности на 15,3%, что указывало на активизацию углеводного обмена. Уровень холестерина в крови контрольных бычков возрастал за период опыта на 25%, в то время как у опытных животных обеих групп происходило достоверное снижение этого показателя на 9,3% при кормлении бифежем и на 23% - при кормлении ферроцином. Существенных различий в содержании общего белка не отмечено. Однако, у животных произошло достоверное повышение уровня альбуминов. Токсикологическим анализом выявлена тенденция к снижению содержания свинца, кадмия, алюминия в органах животных.
В среднем по возрасту в отелах разница между группами (приложения 1,2) составляет 0,1 и она недостоверна (Р 0,05). Колебания живой массы коров между группами составили 12,9 кг, но разница при статистической обработке оказалась недостоверной (Р 0,05). При сравнении показателей фактического удоя и содержания жира в молоке существенной разницы между группами не обнаружено, что подтверждается разницей между данными 4% молока равной 16 кг и она недостоверна (Р 0,05).
Характеристика кормов
Учитывая известные данные химического состава и питательности кормов, скармливавшихся подопытным животным в течение всего периода исследований, можно более точно охарактеризовать их.
В летних рационах из перечисленных кормов использовались в основном зеленые корма: горохо-овсяная смесь и трава искусственного пастбища.
В зимних рационах из грубых и сочных кормов животным скармливали сено злаково-разнотравное, силос кукурузный и свекла кормовая.
В состав и летних, и зимних рационов подопытных коров входили такие корма, как злаково-зерновая смесь, жмых подсолнечный, травяная мука из разнотравья, патока кормовая, барда хлебная.
По общему содержанию органических и минеральных веществ не отмечается существенных отклонений от средних показателей по региону (И.С. Шумилин, 1986). По содержанию всех элементов питания корма, применяемые в опыте, соответствуют средним показателям по Ш агропроизводственной зоны Центрального Предкавказья, к которой относится колхоз «40 лет Октября». В кормах, использовавшихся в ходе эксперимента, особо остро отмечался недостаток кобальта и йода (их содержание составило до 30 - 40% от средних показателей по стране).
Горохо-овсяная высевалась только для кормовых целей и скармливалась животным в измельченном виде. Основная доля из зеленых кормов в рационах дойного стада приходилась на траву искусственного пастбища, расположенного вблизи фермы в пойме речки. В пастбищной траве отмечается невысокое содержание сырого протеина, так как в его составе преобладают злаковые культуры.
