Введение к работе
Актуальность исследований. Селен является одним из микроэлементов, которому в последние десятилетия уделяется особое внимание ученых. Однако на сегодняшний день недостаточно изучены его физиологическое и биологическое значение для организма сельскохозяйственных животных. Биологическую роль селена, теоретические и практические вопросы применения этого элемента для животных и человека исследовали многие ученые (В.А. Кокорев и др., 2000; В.А. Тутельян и др., 2002; В.И.Фисинин и др., 2003; И.И. Ибатуллин и др., 2004; В.А. Антипов, 2005; Г.Ф. Кабиров, Н.М., Машковцев, 2005; А. Шимкус и др., 2006; Е.В. Шацких и др., 2007; Н.З. Хан-даева, 2008). В этих работах сообщается, что гипоселенемия приводит к нарушению метаболизма, снижению естественной резистентности и иммунобиологической реактивности организма, необходимости изыскания и применения кормовых добавок, восполняющих эту микроэлементную недостаточность.
Неорганические соли биогенных металлов, в частности, селенит натрия, обладают токсичностью, их абсорбция в организме составляет не более 20-30% от примененного количества (В.И. Георгиевский и др.,1979). Препарат ДАФС-25 (диацетофенонлселенид), содержащий 25% органически связанного селена, снижает дефицит этого микроэлемента (В.И. Древко, 1998; Т.Н. Родионова, 2004). Однако в качестве источника восполнения микроэлементной недостаточности перспективна разработка и применение комплексных кормовых добавок с использованием природных минеральных ресурсов - цеолитов, бентонитов, вермикулитов и др.
Природные минералы, содержащие разнообразные макро- и микроэлементы, находят широкое применение в животноводстве в качестве кормовых добавок. Исследованиями последних лет установлена способность цеолитсо-держащих, вермикулитовых и бентонитовых природных минералов к ионному и каталитическому обмену элементов в организме животных, а также сорбции и выведению солей тяжелых металлов, радионуклидов и других токсинов (А.В. Якимов и др., 2001-2008; М.Я. Тремасов и др., 2002; Л.К. Геруно-ва, 2005; К.Х. Папуниди, 2005; В.Е. Улитько, 2008).
Таким образом, в современных условиях недостаточности минерального питания сельскохозяйственных животных необходима научно обоснованная разработка селенорганических кормовых добавок в сочетании с природными агроминералами, проведение комплексных исследований по выяснению их свойств, взаимосвязи содержания макро- и микроэлементов, действию на организм разных сельскохозяйственных животных с учетом особенностей пищеварения.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - научно и практически обосновать разработку комплексных нативных и наноразмерных кормовых добавок селена, изучить их свойства и влияние на организм некоторых млекопитающих животных.
Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:
- разработать комплексные селенсодержащие кормовые добавки селе-
бен, селецел, селевер на основе селенорганического препарата ДАФС-25 и
природных минералов бентонита, цеолита, вермикулита;
- изучить физико-химические показатели, микро и наноструктуру
ДАФС-25, бентонита, цеолита, вермикулита и созданных на их основе кормо
вых добавок;
- провести сравнительную оценку влияния различных доз селебена, се-
левера и селецела на концентрацию селена в органах и тканях, метаболизм и
продуктивность плотоядных животных (норок);
изучить фармако-токсикологические, биологические, морфо-физиоло-гические, сорбентные свойства селебена на лабораторных животных и их органах;
исследовать влияние различных доз селебена на метаболизм и продуктивность самок норок с учетом их физиологического состояния, с определением концентрации селена в органах и тканях системы мать - плоды - щенки и выявлением оптимальной дозы;
применить различные дозы селебена в рационах щенков норок с определением концентрации селена в органах и тканях в зависимости от возраста и изучить влияние кормовой добавки на метаболизм и качество меховой продукции;
определить влияние кормовых добавок селена на метаболизм, продуктивность, количественные и качественные показатели мяса всеядных животных в зависимости от возраста и условий техногенной нагрузки окружающей среды;
провести анализ влияния различных доз селебена на организм травоядных животных с определением содержания селена в органах и тканях;
рассчитать экономическую эффективность применения комплексных кормовых добавок селена в рационах норок.
Научная новизна. В работе решена крупная научная проблема, имеющая важное народно-хозяйственное значение. Впервые разработаны комплексные селенорганические кормовые добавки селебен, селецел, селевер с использованием диацетофенонилселенида и природных минералов - бентонитов, цеолитов и вермикулитов. На светооптическом и наноструктурном уровнях изучены их физико-химические свойства с установлением лучших показателей у селебена. Представлены два патента на изобретение №2429715 «Кормовая добавка - «Селевер» от 27.09.2011 г. и «Кормовая добавка - «Селебен» №2432774 от 10.11.2011 г., подана заявка на патент с положительным решением: «Кормовая добавка на основе наноструктурного вермикулита» от 05.09.2011г.
Впервые проведены токсикологическая оценка, биологическое тестирование, морфо-физиологическое обоснование, выяснение сорбентных свойств селебена, селевера, селецела на лабораторных животных, in vitro, на молодняке норок с определением концентрации селена в органах и тканях и выявлением оптимальной дозы кормовых добавок.
Теоретически обосновано и экспериментально доказано положительное влияние разработанных комплексных селенорганических кормовых добавок на интенсивность роста, репродуктивную функцию, морфологические и биохимические показатели крови, структурно-функциональное состояние органов пищеварения и иммуногенеза на клеточном уровне, хозяйственно-полезную продуктивность некоторых сельскохозяйственных животных с повышением реализации их биоресурсного потенциала.
Впервые установлено влияние разработанных кормовых добавок на метаболизм некоторых млекопитающих животных с учетом особенностей их кормления и пищеварения: плотоядных (норки разного возраста и физиологического состояния), всеядных (свиньи разного возраста и физиологического состояния - беременные, подсосные, откормочные), травоядных (овцы разного возраста).
Практическая значимость работы заключается в том, что дано научное обоснование и разработана технология использования селенорганических кормовых добавок в обеспечении интенсификации производства пушнины, свинины и баранины. По результатам исследований, проведенных на разных видах животных, обобщена, доложена и опубликована на Международном, Российском и региональном уровнях информация о разработке но-
вых комплексных селенорганических кормовых добавок, их свойствах и влиянии на продуктивность и метаболизм некоторых плотоядных, всеядных и травоядных животных.
Разработаны нормативные документы по применению селенорганических кормовых добавок разным видам животных, утвержденные Российской академией сельскохозяйственных наук «Токсикологическая оценка и биологическое тестирование кормовой добавки селебен» (2008), Главным управлением ветеринарии Кабинета министров Республики Татарстан «Рекомендации по использованию препарата ДАФС-25 в составе кормосмеси» (2006), ГНУ Татарский НИИАХП Россельхозакадемии «Приемы оптимизации метаболизма у молодняка норок применением природных бентонитов (2009), «Технология применения селебена (селен + бентонитовые глины) в регионе наивысшей техногенной нагрузки Республики Татарстан» (2009), «Приемы применения природных сорбентов, обеспечивающих производство качественной нормативно соответствующей продукции сельского хозяйства» (2010).
На Российской агропромышленной выставке «Золотая осень», г. Москва в 2004 г. фрагменты диссертационной работы награждены бронзовой медалью и Дипломом III степени; в 2008 г. - серебрянной медалью и Дипломом II степени; в 2010 г. - серебрянной медалью и Дипломом II степени, в 2008 г. -золотой медалью и Дипломом I степени; в 2010 г. - золотой медалью и Дипломом I степени «За разработку нанотехнологий в области кормопроизводства». На V Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2005 г. разработка «Применение агроминерального сырья (бентонитов) для производства экологически безопасной продукции животноводства» удостоена золотой медали и Диплома I степени.
По темам: «Разработка технологии применения местного агроминерального сырья для производства экологически безопасной продукции животноводства в зонах различной техногенной нагрузки Республики Татарстан» (2005) и «Влияние различных доз органического селена на организм сельскохозяйственных животных и птицы» (2006) на конкурсе Академии наук РТ утверждены два гранта.
«Разработка и внедрение нового селенорганического препарата селебена в рационах сельскохозяйственных животных и влияние на их метаболический статус, количественные и качественные показатели получаемой животноводческой продукции» отмечена Дипломом в конкурсе «50 лучших инновационных идей Республики Татарстан».
Апробация работы. Тема диссертации, направление исследований и результаты рассмотрены и обсуждены с положительной оценкой на Ученых советах ГНУ Татарский НИИАХП Россельхозакадемии и ГНУ Краснодарский НИВИ Россельхозакадемии (2004-2011).
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международных конференциях: «Научные основы обеспечения защиты животных от экотоксикантов, радионуклидов и возбудителей опасных инфекционных заболеваний», Казань, 2005; «Агроэкологическая безопасность в условиях техногенеза», Казань, 2006; «Актуальные вопросы ветеринарной медицины», Екатеринбург, 2007; «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур», Москва, 2007; «Современные проблемы интенсификации производства свинины», Ульяновск, 2007; «Актуальные вопросы аграрной науки и образования», Ульяновск, 2008; «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения», Ульяновск, 2009, 2010; «Кадровое и научное обеспечение инновационного развития отрасли животноводства», Казань,
2010; IV Всеукраинской научно-практической конференции молодых ученых «Экологические проблемы сельскохозяйственного производства», Скол, 2010; «Ветеринарная медицина XXI века: инновации, опыт, проблемы и пути их решения», Ульяновск, 2011; Всероссийских - по актуальным проблемам агропромышленного комплекса, Казань, 2005-2011; Киров, 2007; Владимир, 2010.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований по применению селенорганических кормовых добавок в животноводстве применяются в хозяйствах Бавлинского, Зеленодольского, Лаишевского, Мама-дышского, Новошешминского и Сабинского районов РТ в соответствии с приемами, рекомендациями и технологиями.
Теоретические и практические аспекты работы используются в учебном процессе Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, Казанского научно-исследовательского технологического университета, Кубанского аграрного университета.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 46 работ, в том числе 16 статей в реферируемых изданиях, рекомендованных ВАК, в трудах Международных, Всероссийских и Межрегиональных конференций, рекомендациях, технологиях, приемах, методических указаниях, утвержденных Российской академией сельскохозяйственных наук, Главным управлением кабинета министров РТ и ГНУ Татарский НИИАХП Рое-сельхозакадемии.
Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся вопросы разработки, изучения свойств и механизма действия селенорганических кормовых добавок и комплекс научно обоснованных подходов к выяснению влияния их на метаболизм и проявление потенциала количественных и качественных показателей продуктивности у некоторых плотоядных, всеядных и травоядных животных:
- разработанные комплексные селенсодержащие кормовые добавки,
включающие органические (ДАФС-25) и неорганические (природные мине
ралы - бентониты, цеолиты, вермикулиты) вещества, являются химическими
соединениями, сходными по свойства с хелатокомплексами для применения
животным при селеновой недостаточности (гипоселенозе);
- нативные и наноструктурные селебен, селевер и селецел на светоопти-
ческом и ультраструктурном уровнях раскрывают их физико-химические
свойства и механизм ионного и сорбционного действия в организме;
- токсикологическая оценка, биологическое тестирование, параматры
метаболизма, концентрация селена в организме и структурно-функциональ
ное состояние некоторых органов пищеварения и иммуногенеза на клеточ
ном уровне свидетельствуют о лучших показателях и большей перспективно
сти использования селебена для животных;
применение селебена норкам-самкам в дозе 2,0, 3,0 и 5,0% к сухому веществу рациона повысило их рост и развитие, репродуктивную функцию, кинетику селена в органах и тканях системы мать - плод - щенок с лучшими показателями у получавших 2,0 и 3,0% кормовой добавки;
биологические основы влияния разных доз селебена 2,0, 3,0 и 5,0% к сухому веществу рациона меховому молодняку норок характеризовались до-зозависимым увеличением концентрации селена в органах и тканях, улучшением показателей метаболизма, количественных и качественных параметров меховой продукции с лучшими показателями при применении 2,0 и 3,0% добавки к сухому веществу рациона;
использование селенсодержащих кормовых добавок в рационах супоросных и подсосных свиноматок улучшает репродуктивные показатели, по-
вышает живую массу и сохранность подсосных поросят, сорбирует соли тяжелых металлов в условиях техногенной нагрузки на организм;
у поросят на доращивании и откорме применение селебена повышает количественные и улучшает качественные показатели мясной продуктивности;
у овец применение селебена улучшает продуктивность и повышает сохранность ягнят, оптимизирует концентрацию селена в органах и тканях у баранчиков.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 365 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, предложений производству, приложения. Работа иллюстрирована 80 таблицами и 105 рисунками. Список использованной литературы включает 407 наименований, в том числе 71 зарубежных авторов.
