Элементный состав шерсти как модель для изучения межэлементных взаимодействий в организме молочного скота

96 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

УДК 636.085:577.17

Элементный состав шерсти как модель для изучения межэлементных взаимодействий в организме молочного скота

С.А. Мирошников, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Харламов, Г.К. Дускаев, М.Я. Курилкина

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»

Аннотация. Проведены исследования по оценке возрастных изменений в элементном составе биосубстратов (шерсть) крупного рогатого скота молочного направления продуктивности, изучены особенности межэлементных взаимодействий. Объект исследования - коровы (п=30) и тёлки (п=30) чёрно-пёстрой породы, разводимые в условиях биогеохимической провинции Оренбургского района Оренбургской области. Живая масса коров в период отбора образцов шерсти составляла 510,5±25,3 кг, возраст - 4-6 лет; тёлочек - 68,7±4,2 кг, возраст - 2 мес. Элементный состав шерсти определяли методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины». Статистическую обработку данных осуществляли при помощи и-критерия Манна-Уитни. Вычислялись коэффициенты корреляции Спирмена (Кс). Установлена разница по минерализации шерсти лактирующих коров по сравнению с тёлками. Так, в 1 кг исследуемых образцов шерсти коров по сравнению с тёлочками содержалось в 6,8 раз больше эссенциальных и в 14 раз - токсичных элементов. Тёлочки превосходили коров по содержанию в шерсти условно-эссенциальных элементов на 33,3 %. По содержанию макроэлементов статистически значимой разницы обнаружено не было.

Сравнение средних показателей концентраций химических элементов в шерсти экспериментальных животных со значениями физиологической нормы (по величине 75 центиля) выявило, что в шерсти лактирующих коров содержание кальция на 50,6 % оказалось выше 75 центиля, что может указывать на состояние преддефицита по этому элементу. Вместе с тем нами выявлен факт превышения нормы по содержанию свинца в 42,3 раза.

Достоверная положительная корреляция в шерсти особей коров и тёлок была отмечена между Со и Fe (г=0,93-0,99), Со и Мп (г=0,64-0,66), А1 и Со (г=0,85-0,90), А1 и Fe (г=0,87-0,92), Fe и As (г=0,65-0,95), I и Mg (г=0,70-0,73). Отрицательная статистически значимая корреляция наблюдалась в образцах шерсти взрослых особей между эссенциальным элементом йодом и токсичным оловом (г=-0,79).

Сделано заключение о перспективности использования полученных в ходе эксперимента данных при коррекции элементозов молочного скота.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, коровы, тёлки, элементный статус, шерсть (волос), межэлементные взаимодействия, корреляция.

Введение.

Элементный статус животных и человека отличается высокой подвижностью и определяется влиянием целого ряда факторов [1-3].

Влияние окружающей среды на организм животного нередко сопровождается развитием гипо- и гиперэлементозов. Причём на фоне избытка или недостатка того или иного элемента изменяется характер межэлементных взаимоотношений, в обмене отмечается замещение одних элементов химически сходными [4, 5].

Положение о взаимодействии химических элементов в процессе метаболизма в организме животных является одним из фундаментальных в современной концепции минерального питания. Сходные химические и физические свойства определяют идентичные биологические особенности химических элементов, их роль в обмене веществ [6].

Это взаимодействие проявляется как в виде синергических антагонистических эффектов, так и в способности взаимно активизировать либо тормозить абсорбцию друг друга в пищеварительном тракте [1].

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 97

Цель исследования.

Изучить возрастные изменений в минеральном обмене крупного рогатого скота, дать оценку специфическим особенностям межэлементных взаимодействий.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Исследования выполнены на модели животных крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы. Живая масса коров в период отбора образцов шерсти составляла 510,5±25,3 кг, возраст - 4-6 лет; тёлочек - 68,7±4,2 кг, возраст - 2 мес.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Схема эксперимента. Экспериментальная часть работы выполнялась в условиях ООО «Агрофирма Промышленная», Оренбургского района Оренбургской области. Для исследований отбирались клинически здоровые коровы (n=30) чёрно-пёстрой породы второго месяца лактации и их потомки - тёлочки (n=30). Отбор проб производился согласно ранее разработанной методики [7] в августе 2016 года.

Рацион кормления подопытных животных в двухмесячный период, предшествующий отбору образцов, состоял из травы злакового разнотравья (тимофеевка луговая, овсяница луговая, костер безостый) и концентрированных кормов (ячмень, пшеница). В потребляемом суточном рационе коров содержалось Ca - 111,2 г, P - 79,8 г, Mg - 24,3 г, K - 110,7 г, S - 34,4 г, Fe - 1371,8 мг, Cu -150,1 мг, Zn - 1055,4 мг, Co - 11,2 мг, Mn - 1021,8 мг, I - 13,8 мг, Pb - 14,14 мг, Cd - 0,796 мг. Тёлочек - Ca - 13,7 г, P - 9,2 г, S - 5,0 г, Fe - 112,4 мг, Cu - 17,1 мг, Zn - 59,2 мг, Mn - 87,4 мг, Co -1,1 мг, I - 0,6 мг.

Оборудование и технические средства. Элементный состав шерсти определяли методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины» (г. Москва, Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017 - 5.04.06). Озоление биосубстратов проводили с использованием микроволновой системы разложения MD-2000 (США). Оценка содержания элементов в полученной золе осуществлялась с использованием масс-спектрометра Elan 9000 («Perkin Elmer», США) и атомно-эмиссионного спектрометра Optima 2000 V («Perkin Elmer», США). 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).

Статистическая обработка. Для проверки гипотезы о нормальности распределения других количественных признаков применяли критерий Шапиро-Уилка. При вычислении средних значений и в качестве меры центральной тенденции использовали медиану (Ме). Закон распределения исследуемых числовых показателей отличался от нормального, поэтому достоверность различий проверяли при помощи U-критерия Манна-Уитни. Для определения существования силы функциональных связей между параметрами вычисляли коэффициенты корреляции Спирмена (Кс). Во всех процедурах статистического анализа рассчитывали достигнутый уровень значимости (P), при этом критический уровень значимости в данном исследовании принимался меньшим или равным 0,05. Для обработки данных использовали пакет программ «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США).

Результаты исследования.

Сравнительная оценка полученных в ходе исследований результатов элементного состава шерсти, отобранной от животных изучаемых групп, выявила факт значительной минерализации этого биосубстрата (табл. 1).

98 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

Таблица 1. Количество химических элементов, содержащихся в шерсти подопытных животных, моль/кг

Элементы Коровы Тёлочки

M±m M±m

Макроэлементы Эссенциальные элементы Условно-эссенциальные элементы Токсичные элементы 0,424±0,192 0,557±0,152 0,027±0,011 0,004±0,001*** 0,0018±0,001 0,0024±0,001* 0,014±0,009 0,001±0,0004***

Примечание: * - при Р<0,05; ** - при Р<0,01; *** - при Р<0,001

В 1 кг исследуемых образцов шерсти коров по сравнению с тёлочками содержалось в 6,8 раз больше эссенциальных и в 14 раз - токсичных микроэлементов. Тёлочки превосходили коров по содержанию в шерсти условно-эссенциальных микроэлементов на 33,3 %. По содержанию макроэлементов статистически значимой разницы обнаружено не было.

В шерсти продуктивных коров по сравнению с тёлками было выявлено повышенное содержание эссенциальных микроэлементов: кобальта - в 12,7 раза (Р<0,001), хрома - в 3,4 раза (Р<0,001), железа - в 8,5 раза (Р<0,001), марганца - в 9,4 раза (Р<0,001) и цинка - 5,1 раза (Р<0,001). Пониженное содержание йода - на 42,7 % (Р<0,05), селена - на 9,3 % (табл. 2).

Таблица 2. Содержание химических элементов в шерсти опытных животных, мкг/г

Коровы

M±m M±m

Макроэлементы

Са 4516±468 4380±515

К 5309±538 5890±659

Mg 760±73,9 475±67,0*

Na 3075±382 6075±698***

Р 313,5±40,5 422,1±58,5

Эссенциальные микроэлементы

Со 0,394±0,068 0,031±0,0035***

Сг 0,509±0,063 0,151±0,028***

Си 9,18±0,32 9,10±0,25

Fe 954±135 112±18,4***

I 0,937±0,118 1,635±0,391*

Мп 30,0±4,25 3,2±0,92***

Se 0,97±0,089 1,07±0,1

2п 611,8±87,0 119,1±3,04***

Условно-эссенциальные микроэлементы

В 7,36±0,604 12,2±2,16**

Li 1,04±0,12 0,51±0,047**

№ 2,09±0,33 0,34±0,035**

Si 21,0±2,04 30,59±3,29*

Sг 15,5±1,50 9,83±1,35*

V 1,45±0,22 0,12±0,013***

Токсичные элементы

А1 364±53,6 26,7±3,22***

As 0,25±0,03 0,040±0,0023***

Cd 0,045±0,0059 0,004±0,0008***

Hg 0,003±0,0007 0,002±0,0003

РЬ 4,37±0,87 0,103±0,0315***

Sn 0,016±0,003 0,007±0,0012**

Примечание: * - при Р<0,05; ** - при Р<0,01; *** - при Р<0,001

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 99

Сравнение концентрации макроэлементов в шерсти животных изучаемых групп показало, что коровы уступали тёлкам по концентрации в шерсти калия на 9,9 %, натрия - на 49,4 (Р<0,001), фосфора - на 25,7 %. По содержанию кальция и магния они превосходили тёлок на 3,1 и 60 % (Р<0,001).

Взрослые особи превосходили тёлок по концентрации токсичных элементов в образцах шерсти: алюминия - в 13,6 раза (Р<0,001), мышьяка - в 6,3 раза (Р<0,001), кадмия - в 11,3 раза (Р<0,001), свинца - в 42,4 раза (Р<0,001), олова - на 2,3% (Р<0,01).

Сравнение средних показателей концентраций химических элементов в шерсти экспериментальных животных со значениями физиологической нормы (по величине 75 центиля) выявило, что в шерсти лактирующих коров содержание кальция на 50,6 % оказалось выше 75 центиля. Вместе с тем нами выявлен факт превышения нормы по содержанию свинца в 42,3 раза.

В ходе проведённого исследования получены данные, отражающие статистически значимую корреляционную связь между обменным пулом некоторых эссенциальных, макро- и токсичных элементов в шерсти животных изучаемых групп (табл. 3).

Таблица 3. Коэффициенты корреляции между содержанием токсичных и эссенциальных элементов в шерсти животных

Элемент Л! As Cd РЬ Sn

Коровы

Со 0,90* 0,95* -0,09 0,51* 0,22 1,00

Сг 0,67* 0,78* -0,07 0,33 0,34 0,73*

Си 0,19 0,27 0,12 0,33 0,31 0,29

Fe 0,92* 0,95* -0,08 0,47* 0,26 0,99*

I 0,05 -0,01 0,66* 0,58* 0,49* 0,03

Мп 0,47* 0,52* 0,08 0,65* 0,50* 0,64*

Se -0,18 -0,27 0,68* 0,27 0,30 -0,23

2п -0,32 -0,43 0,30 -0,01 0,51* -0,43

Тёлки

Со 0,85* 0,61 0,05 -0,52 0,30 0,21

Сг 0,04 0,26 -0,55 -0,06 -0,10 0,09

Си 0,05 0,10 -0,09 -0,41 -0,19 -0,30

Fe 0,87* 0,65* -0,15 -0,52 0,19 0,08

I 0,32 0,18 -0,41 -0,52 -0,44 -0,79*

Мп 0,61 0,78* 0,05 -0,17 0,61 0,28

Se 0,35 -0,03 0,07 -0,41 -0,26 -0,60

2п -0,43 -0,28 -0,51 0,41 0,01 0,09

Примечание: * - достоверные коэффициенты корреляции

Достоверная положительная корреляция в шерсти особей коров и тёлок была отмечена между Со и Fe (г=0,93-0,99), Со и Мп (г=0,64-0,66), А1 и Со (г=0,85-0,90), А1 и Fe (г=0,87-0,92), Fe и As (г=0,65-0,95), I и Mg (г=0,70-0,73). Отрицательная статистически значимая корреляция наблюдалась в образцах шерсти взрослых особей между эссенциальным элементом йодом и токсичным оловом (г=-0,79).

Обсуждение полученных результатов.

В связи с тем, что шерсть (волос) является не инвазивным и информативным биологическим материалом [8], её исследования находят всё большее применение в животноводстве при выявлении и коррекции элементозов, оценке биогеохимических провинций и т. д. [9, 10].

100 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

В ходе проведённого исследования получены результаты, демонстрирующие перспективность изучения состава шерсти для изучения межэлементных взаимодействий в организме крупного рогатого скота молочного направления продуктивности.

Первоначальный анализ полученных данных выявил значительные различия между группами по общей минерализации шерсти. Так, тёлочки на 31,4 % превосходили лактирующих коров по содержанию в этом биосубстрате макроэлементов. В то же время уступали им по совокупному содержанию эссенциальных и условно-эссенциальных микроэлементов в 4,5 раза, токсических - в 14 раз. Это в целом указывает на недостаточно полноценное минеральное питание лактирующих коров. Фактически мы отмечаем значительное снижение обменного пула макроэлементов на фоне нарастания совокупного пула токсических элементов. В норме этого происходить не должно, тогда как нарастание пула токсических элементов есть следствие «вынужденного» вовлечения последних в метаболизм [11]. Причём увеличение размера по отдельным элементам крайне значительно - до 42,4 раз по свинцу. Очевидно, что повышение пулов токсических веществ приводит к закономерному подавлению обмена йода как одного из маркеров этого антагонистического взаимодействия. Так, в группе лактирующих коров мы зафиксировали значительное - на 42,7 % (Р<0,05) снижение концентрации этого элемента в шерсти животных.

Поскольку химические элементы обладают широким спектром синергических и антагонистических взаимоотношений в организме, нами был проведён анализ корреляционных связей между ними. В своих исследованиях мы оценивали характер межэлементных взаимодействий и их зависимость от продуктивно-возрастного аспекта. Рассматривая величину сопряжённости между отдельными элементами по каждой группе, нами был установлен ряд хорошо выраженных взаимосвязей. При этом статистически значимая корреляционная связь, обнаруженная в группе тёлок и коров, отмечалась между кобальтом и железом, кобальтом и марганцем, алюминием и кобальтом, алюминием и железом, железом и мышьяком, йодом и магнием. Коэффициент корреляции для всех групп отмечался на уровне 0,64 и более.

Если синергетический характер взаимодействий некоторых элементов (А1 и Fe, Со и Мп) [12, 13] общеизвестен и его причины часто кроются в их сходных химических свойствах [14], то кобальт лучше абсорбируется у животных с железодефицитным состоянием, что указывает на антагонистический характер взаимодействия кобальта и железа в организме животных [15]. Полученную в нашем исследовании статистически значимую положительную корреляцию между этими элементами (г=0,93-0,99), исходя из имеющихся литературных данных, объяснить сложно, это явление требует дополнительного изучения.

В нашем исследовании не был выявлен факт взаимосвязи между уровнем содержания в шерсти йода и свинца, не смотря на наличие в научной литературе исследований, указывающих на антагонистические связи между этими элементами [16], что в целом согласуется с результатами, описанными нами ранее для скота мясного направления продуктивности [17]. Вместе с тем представляет интерес выявленный в эксперименте антагонистический характер взаимодействия йода и олова в шерсти тёлок (г=-0,79). С позиций существующих знаний данного рода зависимость может быть вполне объяснима и основана на способности йода хелатировать токсичные элементы [6].

Исходя из ранее полученных данных, содержание йода в волосах может быть рассмотрено как интегральный показатель энергетического и элементного обмена в организме, что позволило через формирование групп по содержанию этого элемента математически описать изменения, происходящие в элементном статусе [18].

В рамках наших исследований положительная связь между парами элементов йод-кадмий (г=0,66), йод-ртуть (г=0,58), выявленная в шерсти лактирующих коров, является вполне объяснимой и ранее описана в медицине при разработке способа прогнозирования заболевания щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве. Установлено, что при повышении концентраций в волосах кадмия и ртути выше физиологической нормы распространённость отклонений по йоду вырастала от 20 до 70 % [19].

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 101

Опираясь на данные существующей концепции, согласно которой наличие элемента в волосах может рассматриваться как характеристика его «обменного пула» в организме [20], можно предположить, что межэлементные взаимодействия в метаболизме определяются размерами «обменного пула» отдельных элементов и наиболее выражены на фоне «избытка» и «недостатка» элемента. Это объясняется тем, что организм реагирует на избыток или недостаток элемента «синхронным» изменением концентрации в биосубстратах соответствующих элементов [21]. Отсутствие «физиологических норм» концентрации химических элементов в шерсти молочного скота на данном этапе делает невозможным проведение подобного рода анализа, что определяет перспективность дальнейших исследований. В этой связи представляют интерес данные, полученные нами в ходе исследования по применению пшеничной барды как фактора, определяющего возникновение элементозов у коров мясного направления продуктивности (Bos Taurus) [22]. Так, описанное в исследовании снижение концентрации кальция в шерсти как показателя величины обменного пула этого элемента было вызвано повышением пула фосфора по превышению нормы содержания фосфора в шерсти. Избыток фосфора ограничивает образование усвояемых форм кальция, а образующиеся неусвояемые формы выводятся из организма. При длительном воздействии избытка фосфора происходит повышенная мобилизация кальция из костного депо, что может привести к остео-дистрофии [23].

Выводы.

1. Анализ элементного состава шерсти крупного рогатого скота молочного направления продуктивности выявил положительную статистически значимую корреляционную связь между концентрациями Co и Fe (r=0,93-0,99), Co и Mn (r=0,64-0,66), Al и Co (r=0,85-0,90), Al и Fe (r=0,87-0,92), Fe и As (r=0,65-0,95), I и Mg (r=0,70-0,73). Отрицательная статистически значимая корреляция наблюдалась в образцах шерсти взрослых особей между эссенциальным элементом йодом и токсичным оловом (r=-0,79).

2. Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы при коррекции элементозов крупного рогатого скота.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда

Литература

1. Необходимость учёта региональных особенностей в моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме человека / С.В. Нотова, С.А. Мирошников, И.П. Болодурина, Е.В. Дидикина // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 52. С. 59-63.

2. Гигиеническая оценка селенового статуса Оренбургского региона / С.А. Мирошников, Т.И. Бурцева, Н.А. Голубкина, С.В. Нотова, А.В. Скальный, О.И. Бурлуцкая // Вестник Оренбургского государственного университета. 2008. № 12. С. 95-98.

3. Региональные особенности элементного состава шерсти крупного рогатого скота (результаты пилотного исследования) / С.А. Мирошников, А.В. Харламов, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 2(90). С. 7-10.

4. Медико-экологическая оценка риска гипермикроэлементозов у населения мегаполиса / А.В. Скальный, А.Т. Быков, Е.П. Серебрянский, М.Г. Скальная. Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003. 134 с.

5. Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение): практ. руководство для врачей и студентов медицинских вузов. М.: Оникс 21 век, 1999. 96 с.

6. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: МИР, 2004. 272 с.

7. Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile / S. Miroshnikov, A. Khar-lamov, O. Zavyalov, A. Frolov, G. Duskaev, I. Bolodurina, O. Arapova // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. Т. 14. № 9. С. 632-636.

102 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

8. Информативность биосубстратов при оценке элементного статуса сельскохозяйственных животных (обзор) / А.В. Харламов, А.Н. Фролов, О.А. Завьялов, А.М. Мирошников // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 4(87). С. 53-58.

9. Особенности формирования элементного статуса крупного рогатого скота в связи с продуктивностью и принадлежностью к половозрастной группе // С.А. Мирошников, А.В. Харламов, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Кудашева, А.Г. Зелепухин, А.Х. Заверюха, В.Г. Литовченко // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 4(92). С. 94-99.

10. Фролов А.Н., Завьялов О.А., Харламов А.В. Особенности элементного состава шерсти и адаптационные способности тёлок импортной селекции в зависимости от их продуктивности // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 2(94). С. 39-44.

11. Овсеенко Ю.В. Изучение обмена кальция, фосфора и магния у лактирующих коров: ав-тореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1983. 28 с.

12. Нотова С.В. Эколого-физиологическое обоснование методов коррекции элементного статуса и функциональных резервов организма человека: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 2005. 40 с.

13. Оберлис Д., Харланд Б.Ф., Скальный А.В. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб.: Наука, 2008. 544 с.

14. Георгиевский В.И. Физиология сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1990. 511 с.

15. Underwood E.J. Cobalt // Trace Elements in Human and Animal Nutrition. New York: Academic Press Inc. 1997. P. 132-158.

16. Лебедев С.В., Барышева Е.С., Малышева Н.В. Степень накопления и особенности взаимодействия токсичных и эссенциальных элементов в организме лабораторных животных (экспериментальные исследования) // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 2. С. 33-35.

17. Элементный состав шерсти как модель для изучения межэлементных взаимодействий / С.А. Мирошников, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Харламов, Г.К. Дускаев, М.Я. Курилкина // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 4(96). С. 9-14.

18. Болодурина И.П., Мирошников С.А., Косткина О.С. Разработка подходов к оценке элементного статуса человека на основе построения интегрального показателя токсической нагрузки // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 12-2(62). С. 40-42.

19. Способ прогнозирования заболевания щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве: пат. 2305846 Рос. Федерация / С.В. Нотова, Е.С. Барышева, С.А. Мирошников, О.И. Рас-топчин, Л.А. Чадова. Заявл. 09.09.2005; опубл. 10.09.07, Бюл. № 25.

20. Скальный А.В. Эколого-физиологическое обоснование использования макро- и микроэлементов при нарушениях гомеостаза у обследованных из различных климатографических регионов: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 2000. 44 с.

21. Необходимость учёта региональных особенностей в моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме человека / С.В. Нотова, С.А. Мирошников, И.П. Болодурина, Е.В. Дидикина // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 2. С. 59-63.

22. Центильные величины состава шерсти и выявление элементозов крупного рогатого скота / С.А. Мирошников, Г.К. Дускаев, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Харламов, М.Я. Курилкина, А.С. Ушаков // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2017. № 2. С. 59-62.

23. Мясная продуктивность и качество мяса бычков различных генотипов при откорме на барде / А.В. Харламов, А.М. Мирошников, А.Н. Фролов, О.А. Завьялов, А.Х. Заверюха // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 4. С. 62-64.

Мирошников Сергей Александрович, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, директор ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-41, e-mail: vniims.or@mail.ru

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 103

Завьялов Олег Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78, e-mail: oleg-zavyalov83@mail.ru

Фролов Алексей Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78, e-mail: forleh@mail.ru

Харламов Анатолий Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий отделом технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78, e-mail: vniims.or@mail.ru

Дускаев Галимжан Калиханович, доктор биологических наук, заместитель директора, заведующий отделом кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Ле-ушина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-41, e-mail: gduskaev@mail.ru

Курилкина Марина Яковлевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник испытательного центра ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-39-97, e-mаil: icvniims@mail.ru

Поступила в редакцию 30 октября 2017 года

UDC 636.085:577.17

Miroshnikov Sergey Aleksandrovich, Zavyalov Oleg Aleksandrovich, Frolov Alexey Nikolaevich, Kharlamov Anatoly Vasilyevich, Duskaev Galimzhan Kalikhanovich, Kurilkina Marina Yakovlevna

FSBSI «All-Russian Research Institute of Beef Cattle Breeding», e-mаil: vniims.or@mail.ru Elemental composition of wool as a model for studying interelement interactions in the organism of dairy cattle

Summary. Studies to assess the age-related changes in the elemental composition of biosubstrata (wool) of dairy cattle, and the reculiarities of interelement interactions have been studied. The object of study is cows (n=30) and heifers (n=30) of Black-Spotted breed raised in the biogeochemical province of Orenburg district, Orenburg region. The live weight of cows during the selection of wool samples was 510.5±25.3 kg, age - 4-6 years; calves - 68.7±4.2 kg, age - 2 months. Elemental composition of wool was determined by atomic emission and mass spectrometry (AES-ISP and MS-ISP) in the testing laboratory of the ANO «Center for Biotic Medicine». The statistical processing of data was carried out using the MannWhitney U test. The Spearman's rank correlation coefficients were calculated. A difference in the mineralization of wool of milking cows is found in comparison with calves. Thus, 1 kg of the studied samples of wool of cows in comparison with heifers contained 6.8 times more essential and 14 times more toxic elements. Heifers advanced over the cows by 33.3 % in the content of conditionally essential elements in wool. There was no statistically significant difference in the content of macroelements. Comparison of the average values of the concentrations of chemical elements in wool of experimental animals with the values of the physiological norm (in the value of 75 centile) revealed that the content of calcium was by 50.6 % higher than 75 centile in the wool of milking cows, which may indicate the state of pre-deficiency for this element. At the same time, we detected a fact of exceeding the norm for lead content by 42.3 times.

A significant positive correlation in wool of some cows and heifers was registered between Co and Fe (r=0.93-0.99), Co and Mn (r=0.64-0.66), Al and Co (r=0, 85-0.90), Al and Fe (r=0.87-0.92), Fe and As (r=0.65-0.95), I and Mg (r=0.70-0.73). A negative statistically significant correlation was observed in wool samples of mature animals for the essential elements - iodine and toxic tin (r=-0.79). A conclusion about the prospects of using data obtained during the experiment to correct dairy cattle ele-mentosis.

Key words: cattle, cows, heifers, elemental status, hair, interelement interactions, correlation.