Тяжёлые металлы в трофической цепи «Почва-растение-тело пчелы-продукты пчеловодства» как показатель загрязнения окружающей среды

риода наблюдалось повышение данного показателя в яйцах несушек обеих группах и разница между опытной и контрольной группами составила 23,8%. В последнем периоде эксперимента наблюдалось небольшое снижение содержания витамина А в яйцах опытной группы и сохранялась разница с контролем 15,3%. Небольшое снижение витамина А в последние декады опыта, вероятно, связано с более высокой интенсивностью яйцекладки птиц опытной группы.

Подобная ситуация наблюдалась и в изменении содержания каротиноидов в яичном желтке. В начале эксперимента показатели в обеих группах не отличались и находились в пределах 8,9— 9,1 мкг/г. К середине эксперимента наблюдалось максимальное количество каротиноидов в желтке яиц кур опытной группы — на 34,8% выше, чем в контрольной группе. К концу эксперимента содержание каротиноидов в яичном желтке несушек опытной группы несколько снизилось и сохранилась достоверная разница с контролем 24,8%. Колебание значений каротиноидов сохранилось, но было незначительным.

По мнению ряда учёных, увеличение содержания витамина А в яичном желтке связано с добавлением солей йода. Кроме того, введение пробиотика в рацион способствовало лучшему усвоению витаминов из премикса.

Применение йодида калия в количестве 0,9 мг/кг корма способствовало обогащению рационов кур-несушек йодом, что повысило содержание йода в яйцах несушек опытной группы в 3 раза.

Включение в состав комбикорма йодсодержащих препаратов оказало определённое влияние на течение обменных процессов в организме кур-несушек

и накопление данного микроэлемента в яйце. В первой декаде эксперимента концентрация йода в 100 г яичной массы составляла 10,0—10,76 мкг/100 г. К середине эксперимента наблюдалось достоверное повышение содержания йода в яйце-массе несушек опытной группы по сравнению с контрольной на 39,6%. В конце опытного периода содержание йода в яйце опытной группы увеличилось относительно контроля в 3 раза.

Выводы. Комплексное применение пробиотика тетралактобактерин и йодида калия положительно повлияло на товарные качества яиц. Увеличилась масса яйца, толщина и прочность скорлупы. Возросло содержание витаминов, вследствие чего желток стал более ярким. Применение йодсодер-жащего препарата калия в количестве 0,9 мг/кг корма способствовало обогащению рационов кур-несушек йодом, что увеличило содержание йода в яйцемассе в 2,98 раза. Таким образом, обогащение рационов кур-несушек тетралактобактерином и йодидом калия позволяет получать яйцо йодированное, что улучшает биологические и потребительские свойства яиц.

Литература

1. Околелова Т.М., Кулаков А.В., Молоскин С.А. Актуальные проблемы применения биологически активных веществ и производства премиксов. Сергиев Посад, 2002. 282 с.

2. Никулин В.Н., Синюкова Т.В. Особенности биохимического статуса кур-несушек при комплексном использовании йодида калия и пробиотика лактоамиловорина // Известия Оренбургского аграрного университета. 2008. № 4 (20). С. 179—180.

3. Rigobelo E.C.. Probiotic in animal. Veterinary and medicine. 2012. P. 340.

4. Середа Т.В. Возрастная характеристика морфологических показателей крови, белкового обмена и качества яиц кур кросса Ломанн белый в условиях интенсивной технологии: дисс. ... кан,д. биол. наук. Троицк, 2007. С. 148.

5. Шарипкулова Л.Ш. Морфологические показатели яиц кур кросса Ломанн белый в ходе репродуктивного периода // Аграрный вестник Урала. 2012. № 3 (95). С. 46-48.

Тяжёлые металлы в трофической цепи «почва -растение-тело пчелы-продукты пчеловодства» как показатель загрязнения окружающей среды

Р.Р. Фаткуллин, д.б.н, профессор, Ю.А. Гизатулина, ассистент, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ

В связи с интенсивным ростом и развитием промышленности, транспорта, индустриализацией и химизацией сельского хозяйства, ускорением научно-технического прогресса за последние годы значительно увеличилось и продолжает нарастать поступление в окружающую среду тяжёлых металлов техногенного происхождения [1-6]. Загрязнение объектов биосферы, в том числе пищевого сырья, как растительного, так и животного происхождения, солями тяжёлых металлов, учитывая их высокую токсичность, способность накапливаться в организме человека, оказывать вредное воздействие даже в сравнительно низких концентрациях, может иметь ряд серьёзных последствий для здоровья человека.

Особую актуальность данный вопрос приобретает на территориях, подверженных выбросам предприятий топливно-энергетического комплекса. Это вызвано тем, что постоянно выявляются факты сверхнормативных и самовольных выбросов загрязняющих веществ от тепловых электростанций в окружающую среду в результате пыления. На техногенно загрязнённых территориях в естественных и культурных ценозах возникают разнообразные негативные процессы, приводящие не только к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, деградации почвенного плодородия, но и к трансформации природной среды в целом. При этом происходит аккумуляция тяжёлых металлов в почве, растениях и далее по трофической цепи «тело пчелы — продукты пчеловодства».

На основании вышеизложенного целью исследования явилось определение содержания тяжёлых металлов в трофической цепи «почва — растение — тело пчелы — продукция пчеловодства», как показатель загрязнения окружающей среды в отдельных районах Челябинской области.

Материал и методы исследования. Исследование проводили на территориях сельских поселений Троицкого района Челябинской области, расположенных по розе ветров в юго-восточном (почвенная площадка ПП1) и юго-западном (почвенная площадка ПП2) направлениях от основного источника загрязнения окружающей среды — ОАО «ОГК-2 «Троицкая ГРЭС». Расстояние составило: пос. Бобровка (ПП1) — 10—15 км и пос. Берлин (ПП2) - 45-50 км.

Пробы почв, цветков медоносных растений, пчёл, прополиса, воска, пыльцы и мёда для исследования отбирали с мая по сентябрь. Содержание тяжёлых металлов в полученных образцах определяли методом атомно-абсорбционной спектро-фотомерии.

Результаты исследования. Результаты количественного поглощения тяжёлых металлов в трофической цепи, а именно свинца, кадмия и никеля, представлены в таблице 1.

Наибольшее содержание тяжёлых металлов было установлено в почве пос. Бобровка (ПП1), где концентрация свинца составила 31,43+1,12 мг/кг, кадмия — 1,56+0,05 мг/кг и никеля — 43,21+2,10 мг/кг. Содержание данных элементов в почве пос. Берлин (ПП2) значительно меньше: свинца — в 8,34 раза, кадмия — в 26 раз, никеля — в 4,23 раза. Это говорит о том, что почвы пос. Бобровка подвержены наибольшим техногенным воздействиям тепловой станции и отличаются высокой загрязнённостью тяжёлыми металлами.

По наличию тяжёлых металлов цветки медоносных растений ПП1 превосходили цветки медоносов ПП2. Так, концентрация свинца в медоносных растениях, произраставших на территориях непосредственной близости к теплостанции (ПП1), была в 6 раз больше по сравнению с ПП2. Аналогичная закономерность выявлена в отношении кадмия и никеля: с увеличением их содержания в медоносных растениях ПП1 в 9,66 и 3,88 раза по сравнению с образцами ПП2.

Содержание тяжёлых металлов в теле пчелы по отношению к их количеству в растениях, с которых пчёлы собирали нектар и пыльцу, на двух почвенных площадках по изучаемым показателям закономерно уменьшалось. Так, на ПП1 содержание свинца снизилось в 1,07 раза, кадмия — в 1,32 раза, никеля — в 1,49 раза по сравнению с их содержанием в цветках медоносов. Концентрация исследуемых элементов в теле медоносных пчёл, которые содержались на расстоянии 45—50 км от тепловой станции (ПП2), снижалась интенсивнее, чем у пчёл, которых отбирали на расстоянии 10—15 км: для свинца — в 1,17 раза, для кадмия — в 1,5 раза, для никеля — в 3,49 раза. Как известно, больше тяжёлых металлов выявляют в организме пчёл, содержащихся на пасеках в непосредственной близости к источнику загрязнения. Соответственно аккумуляция тяжёлых металлов в теле пчелы возрастает по мере приближения к источникам техногенного загрязнения.

Продукты пчеловодства аккумулируют тяжёлые металлы в разной степени. Установлено, что в пыльце, собранной пчёлами, находившимися в 10—15 км от источника загрязнения, содержание свинца составляло в среднем 2,04+0,08 мг/кг, а в пыльце того же вида растения, но отобранной от семей, находившихся на расстоянии 45—50 км от теплостанции, всего лишь 0,16+0,008 мг/кг, что в 12,75 раза меньше. Аналогичная тенденция характерна и для прополиса. Установлено, что различия по содержанию свинца в пробах прополиса были также глубокими — 2,71+0,13 и 0,27+0,01 мг/кг соответственно, что в 10 раз меньше по сравнению ПП1 с ПП2.

Свинец, несмотря на относительно высокое содержание в почве, медоносных растениях и в теле пчелы, меньше всего аккумулируется в мёде и воске сотов. Сравнивая содержание свинца в мёде и воске сотов двух почвенных площадок, следует констатировать, что на ПП2 концентрация данного элемента уменьшилась по мере удалённости пчелиных семей от источника загрязнения. Так, концентрация свинца в мёде и воске сотов на ПП1 составила 0,65+0,03 и 1,28+0,05 мг/кг, а на ПП2 — 0,10+0,005 и 0,05+0,002 мг/кг соответственно, что в 6,5 и 25,6 раза меньше.

Результаты проведённого исследования показали, что самое высокое содержание кадмия

1. Содержание тяжёлых металлов в трофической цепи, мг/кг

Объект исследования Показатель

свинец кадмий никель

ПП1 ПП2 ПП1 ПП2 ПП1 ПП2

Почва 31,43±1,12 3,77±0,17 1,56±0,05 0,06±0,003 43,21±2,10 10,21±0,42

Цветки медоносных растений 3,82±0,18 0,63±0,02 0,29±0,01 0,03±0,001 5,01±0,23 1,29±0,05

Тело пчелы 3,57±0,17 0,54±0,02 0,22±0,01 0,02±0,001 3,37±0,16 0,37±0,01

Прополис 2,71±0,013 0,27±0,01 0,08±0,003 0,01±0,00 2,82±0,13 0,30±0,01

Воск 1,28±0,05 0,05±0,002 0,02±0,001 - 0,51±0,02 0,35±0,01

Пыльца 2,04±0,08 0,16±0,008 0,23±0,01 0,02±0,001 1,41±0,06 0,89±0,04

Мёд 0,65±0,03 0,10±0,005 0,03±0,001 0,01±0,00 1,25±0,05 0,71±0,03

2. Концентрации токсичных веществ в пробах мёда

Показатель СанПиН 2.3.2.1078-01 Проба меда

ПП 1 ПП 2

Свинец, мг/кг 1,0 0,65 0,10

Кадмий, мг/кг 0,05 0,03 0,01

Цезий - 137, Бк/кг 100,0 8,5 2,7

Стронций - 90, Бк/кг 80,0 15,7 1,5

нами отмечено в исследуемых пробах пыльцы и прополиса пос. Бобровка (ПП1), равные 0,23+0,01 и 0,08+0,003 мг/кг соответственно. В то же время концентрация данного элемента в исследуемых пробах пыльцы и прополиса п. Берлин (ПП2) составила 0,02+0,001 и 0,01+0,00 мг/кг, что в 11,5 и 8 раз меньше соответственно.

Содержание кадмия в мёде и воске составило 0,03+0,001 и 0,02+0,008 мг/кг для ПП1, для ПП2 в мёде оно равно 0,01+0,00 мг/кг, а в воске данного экотоксиканта не обнаружено.

Так, пыльца и прополис отличались большей загрязнённостью свинцом и кадмием, чем воск и мёд. Мы объясняем это тем, что наибольшее количество тяжёлых металлов накапливается в продуктах, не проходящих через организм пчёл.

Следует констатировать, что легче всего в продукты пчеловодства проникает никель. Так, наиболее высокое содержание никеля выявлено в прополисе ПП1 и составило 2,82+0,13 мг/кг, немного меньше в пыльце — 1,41+0,06 мг/кг, а в мёде и воске — 1,25+0,05 и 0,51+0,02 мг/кг соответственно. В то же время концентрация данного элемента в исследуемых образцах ПП2 была несколько меньше и составила: в прополисе - 0,30+0,01, в пыльце - 0,89+0,04, в мёде -0,71+0,03, в воске сотов — 0,35+0,01 мг/кг. Столь значительное накопление никеля в пчелопродуктах ПП2 можно объяснить не только его повышенным содержанием в почве исследуемого поселения, но и его химическими свойствами.

Таким образом, повышенное содержание тяжёлых металлов в почве и цветках медоносных растений с пасеки пос. Бобровка, расположенной в непосредственной близости к источнику загрязнения, свидетельствует о выраженном физиологическом воздействии агроэкологических факторов, которое сопровождается кумуляцией тяжёлых металлов в организме пчёл и создаваемой ими продукции. Поэтому при получении продукции пчеловодства крайне важно правильно размещать пасеки с учётом состояния окружающей среды.

Концентрации токсичных веществ в мёде, при которых в течение неограниченного времени не происходит отклонений в здоровье человека при употреблении мёда, установлены СанПиН 2.3.2.1078-01.

Результаты исследования проб мёда по показателям безопасности представлены в таблице 2.

Проведённый анализ химического состава образцов мёда двух почвенных площадок показывает, что отклонений по содержанию тяжёлых металлов и радионуклидов нет. По показателям безопасности исследуемые пробы мёда соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 и могут быть использованы для употребления и продажи.

Выводы. 1. Концентрация загрязняющих веществ, а именно тяжёлых металлов, довольно интенсивно уменьшается по мере удалённости пчелиных семей от источника загрязнения.

2. В теле пчелы и продуктах пчеловодства в трофической цепи «почва — растение — тело пчелы — продукты пчеловодства» происходит уменьшение содержания тяжёлых металлов. Таким образом, если проследить миграцию свинца, кадмия и никеля в биологической цепи, то каждое последующее звено выступает в роли природного биофильтра.

3. Наибольшее количество тяжёлых металлов накапливается в продуктах, не проходящих через организм пчёл (прополис и пыльца), и меньше их в продуктах, переработанными пчелами (мёд и воск).

4. В мониторинге окружающей среды по содержанию тяжёлых металлов в качестве биоиндикаторов могут служить пчёлы и продукция пчеловодства, а именно пыльцевая обножка (пыльца) и прополис.

Литература

1. Еськов Е.К. Экология медоносной пчелы. Рязань, 1995. 394 с.

2. Таирова А.Р., Шарифьянова В.Р., Ахметзянова Ф.К. Геохимическая оценка почв лесостепной зоны Южного Урала // Учёные записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины. 2013. Т. 214. С. 412—416.

3. Панков Д.М. Энтомофауна полей культурных медоносов в лесостепи Алтая // Пчеловодство. 2014. № 5. С. 12—15.

4. Таирова А.Р., Мухамедьярова Л.Г., Сулейманова К.У. Особенности биоаккумуляции тяжёлых металлов в организме рыб семейства карповые и семейства окуневые //

Современные тенденции сельскохозяйственного производства в мировой экономике: матер. XIV Междунар. науч.-практич. конф. Кемерово, 2015. С. 550—553.

5. Таирова А.Р., Кузнецов А.И. Химические элементы в биосфере // Международный журнал экспериментального образования. 2010. № 10. С. 116.

6. Фаткуллин Р. Р. Состояние здоровья крупного рогатого скота в условиях техногенной агроэкосистемы. Троицк, 2014. С. 61—68.