Экологическая оценка применения сукцинат хитозана для коров в зоне Южного Урала

92 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

УДК 636.085.25:631.95

Экологическая оценка применения сукцинат хитозана для коров в зоне Южного Урала

В.С. Горелик1, О.В. Горелик2, Н.Н. Семенова2

1 ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет»

2 ФГБОУ ВО «Уральский государственный аграрный университет»

Аннотация. Обеспечение населения страны безопасными, высококачественными продуктами питания - одна из главных задач агропромышленного комплекса. Развитие тяжёлой, горнодобывающей промышленности, строительство крупных энергоблоков и т. д. увеличивает вредное воздействие деятельности человека на природу, в том числе и экологию окружающей среды. Разработка методов, снижающих воздействие вредных факторов на окружающую среду, в том числе на здоровье продуктивных животных, актуально. Целью работы явилось проведение экологической оценки применения сукцинат хитозана и расчёт эффективности использования его при введении в рацион молочных коров. В результате исследований было установлено, что в почвах, используемых для получения кормов, наблюдалось повышенное содержание железа (на 12 %) и цинка (на 81,8 %). В силосе кукурузном, зелёном корме и концентратах наблюдается превышение ПДК (предельно допустимые концентрации) по содержанию железа в 2,98; 2,37 и 1,35 раза. Выявлено повышенное содержание во всех кормах хрома и наличие в них (кроме сена люцернового - по мышьяку) мышьяка и кадмия. У коров, получавших сукцинат хитозана, установлено снижение содержания в крови вышеназванных металлов до нормы, не превышающей МДУ (максимально допустимый уровень). В первой опытной группе - постепенное снижение, а во второй опытной - резкое, сразу же после первого введения препарата, то есть на пятый день исследований. Наблюдалось снижение содержания тяжёлых металлов и в молоке. От коров II опытной группы получено на 1050 кг молока больше с более высоким содержанием жира (на 0,10 %), что позволило получить удоя базисной жирности больше на 1416 кг.

Ключевые слова: коровы, экология, молоко, кровь, тяжёлые металлы, сукцинат хитозана,

рацион.

Введение.

Известно, что зона Южного Урала имеет хорошо развитую горнодобывающую и тяжёлую промышленность. Всё это и имеющиеся природные залежи полезных ископаемых позволяют говорить о том, что как отдельные районы, так и всю зону в целом можно отнести к неблагополучным по техногенному загрязнению, в том числе солями тяжёлых металлов и других вредных веществ [1, 2]. Содержание химических элементов в объектах окружающей среды оказывает значительное влияние на организм животных, находящихся в этой зоне, поэтому вызывает необходимость определения их содержания в воде и кормах.

Разведение животных в определённых техногенных условиях промышленных регионов не позволяет полностью использовать их генетический потенциал продуктивности и оказывает существенное влияние на физиологическое состояние [3-5]. Животные, получая из окружающей агрессивной среды вредные вещества (токсины, соли тяжёлых металлов и т. д.) с кормом и водой, не могут проявить свои продуктивные качества [3-7].

Применение различных кормовых добавок, биологически активных веществ позволяет не только улучшить обмен веществ в организме, особенно минеральный, но и повысить продуктивность за счёт очищения организма от токсинов [5, 8].

В последние годы с этой целью начали использовать природные биологически активные вещества органического происхождения, такие как хитозан и его производные. Исследования, проведённые А.Р. Таировой и др. [9], позволяют сделать вывод о том, что применение производных хитозана в кормлении животных, в том числе крупного рогатого скота, оказывает влияние на их

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 93

продуктивные качества. При этом в известной нам литературе [3, 6, 9] отсутствуют данные о влиянии производных хитозана на экологическую безопасность молока при применении добавки для коров в период лактации.

Проведение оценки влияния применения хитозана на содержание вредных веществ (солей тяжёлых металлов) в организме и получаемой продукции актуально и имеет практическое и теоретическое значение.

Цель исследования.

Провести экологическую оценку применения сукцинат хитозана и рассчитать эффективность его использования при введении в рацион молочных коров.

Материалы и методы исследования

Объект исследования. Дойные коровы чёрно-пёстрой породы по третьей лактации с живой массой 550±4 кг.

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. Исследования проводились в условиях молочно-товарной фермы колхоза «Рассвет» Челябинской области. Для исследований были подобраны 3 группы животных методом сбалансированных групп с учётом возраста, продуктивности матерей, породных особенностей, живой массы и т. д., по 15 голов в каждой. В период проведения исследований на 4-5 месяцах лактации, которые приходились на летний лагерно-стойловый период, животные были в одинаковых условиях кормления и содержания в соответствии с зоогигиеническими требованиями. Первая группа коров служила контролем. Животным второй группы применяли высокомолекулярный хитозан с молекулярной массой 487,0 кДа и степенью деацетилирования 75,3 %. Коровы третьей группы получали сукцинат хитозана низкомолекулярный, с молекулярной массой 38 кДа и степенью замещения 85 %. Препараты вводили внутрь в форме 2 %-ного раствора по 2,0 мл на 1 кг живой массы 2 раза в сутки в течение семи дней, смешивая с концентратами. Через 5 дней введение повторяли. Была использована доза, предложенная в исследованиях А.Р. Таировой [10].

Оборудование и технические средства. Исследования молока и других материалов (почвы, воды, кормов и крови животных) проводили на атомно-адсорбционном спектрофотометре «AAnalyst 600» («PerkinElmer», США) в межкафедральной лаборатории Уральской государственной академии ветеринарной медицины в шестикратной повторности.

Статистическая обработка. Полученный цифровой материал обрабатывали биометрическим методом вариационной статистики по Е.К. Меркурьевой (1970) с помощью офисного программного комплекса «Microsoft Office» с применением программы «Excel» («Microsoft», США).

Результаты исследований.

Для оценки воздействия препарата на организм коров первоначально были проведены исследования по содержанию некоторых химических элементов в почве, кормах и воде. Данные представлены в таблицах 1 и 2.

Было установлено, что в почвах, используемых для получения кормов, наблюдалось повышенное содержание железа (12 %) и цинка (81,8 %). Содержание других элементов в почве было ниже ПДК. В воде не обнаружено повышенного содержания химических элементов. В таблице 2 представлены данные о содержании химических элементов в кормах. Из таблицы 3 видно, что в силосе кукурузном, зелёном корме и концентратах наблюдается превышение ПДК по содержанию железа в 2,98; 2,37 и 1,35 раза. Установлено повышенное содержание во всех кормах хрома и наличие в них (кроме сена люцернового - по мышьяку) мышьяка и кадмия.

94 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

Таблица 1. Содержание химических элементов в почве и воде, мг/кг

Почва Вода

Элемент ПДК (предельно допустимые концентрации) содержание МДУ (максимально допустимый уровень) содержание

Ni 50 40 0,1 0,1

Co 50 10 0,1 0,1

Fe 4200 4700 0,3 2,4

Cu 100 30 1,0 0,1

Zn 110 200 5,0 0,3

Pb 32 20 0,03 -

Mn 1500 10 0,1 -

Mg - 810 - -

Таблица 2. Анализ кормов по тяжёлым металлам, мг/кг

Корма Cu Zn Pb Ni Co Fe Mn As Cd Cr

Сено люцерновое 6,0 20,5 0,75 1,60 1,1 90,0 27,0 - 0,14 0,85

Силос кукурузный 3,17 29,3 0,60 1,31 0,91 298,75 43,58 0,13 0,13 1,11

Сенаж злаково-

бобовый 3,9 27,05 0,90 1,83 0,94 97,5 33,3 0,05 0,11 0,95

Концентраты

(комбикорм) 9,68 47,38 0,55 1,49 0,42 135 33,5 0,06 0,07 0,79

Зелёный корм:

костер+люцерна 12,63 52,42 1,84 1,23 0,98 236,8 59,64 0,03 0,03 0,89

Таблица 3. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и максимально допустимый уровень (МДУ) по содержанию элементов в объектах

Элемент Корма, мг/кг Молочные продукты, мг/кг Кровь, мг/л

Cu 30 0,5-1,0 0,7-1,0

Zn 1000 5,0 3,0-5,0

Pb 5,0 0,05-1,0 -

Ni 1-3 0,1 -

Hg - 0,005 -

Co 1-2 3,0 0,04

Fe 100 3,0 360

Mn 1000 0,1-0,3 0,15

Sr - - -

Cd - 0,01 -

Cr 0,5 0,1 -

Макро- и микроэлементы вместе с кормами поступают в желудочно-кишечный тракт и могут накапливаться в организме. Наличие тяжёлых металлов приводит к токсикозам организма, что проявляется в снижении продуктивности животных. Часть этих металлов изгоняется из организма, а некоторое количество поступает и остаётся в крови.

Исследование крови (табл. 4) по наличию в ней макро- и микроэлементов показали, что в крови коров контрольной группы во все периоды исследований наблюдалось превышение МДУ по кобальту на 25-30 %, железу - на 132-137 %, никелю - в 4-8 раз. У коров, получавших сукцинат

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 95

хитозана, установлено снижение содержания в крови вышеназванных металлов до нормы, не превышающей МДУ. В первой опытной группе - постепенное снижение, а во второй опытной - резкое, сразу же после первого введения препарата, то есть на десятый день исследований.

Таблица 4. Содержание макро- и микроэлементов в крови, мг/кг

Элемент

контрольная

начало

10 дней

30 дней

Группа 1 опытная

начало

10 дней

30 дней

2 опытная

начало

10 дней

30 дней

Со Mg Си РЬ Мп 2п Fe №

0,05 0,25 0,14 0,04 12,9 2,8 480 0,4

0,06 0,24 0,19 0,04 12,8 1,9 493 0,8

0,05 0,23 0,21 0,05 12,6 2,3 483 0,6

0,05 0,22 0,22 0,03 12,2 2,8 491 0,8

0,05

0,12

0,18

0,04

12,3

2,7

493

0,7

0,05 0,12 0,18 0,01 12,0 2,6 488 0,5

0,04 0,08 0,16 0,00 11,8 2,3 497 0,8

0,03 0,05 0,15 0,00 11,0 1,9 360

0,03

0,03

0,10

0,00

10,9

1,4

320

Молоко, вырабатываемое железистой тканью вымени из предшественников, поступающих с кровью, адсорбирует макро- и микроэлементы, поэтому мы провели исследования минерального состава средней пробы молока коров. Несмотря на избирательность адсорбции макро- и микроэлементов из крови железистой тканью вымени в начале исследований во всех группах и во все периоды наблюдается превышение МДУ по железу в 4,8-5,2 раза, никелю - в 12-13 раз, свинцу - в 2,72,8 раза (табл. 3 и 5).

Таблица 5. Содержание макро- и микроэлементов в молоке коров, мг/кг

Элемент Группа

контрольная 1 опытная 2 опытная

начало 10 дн. 30 дн. начало 10 дн. 30 дн. начало 10 дн. 30 дн.

Со 1,2 1,3 1,5 1,2 1,9 1,9 1,3 1,8 2,3

Mg 13,7 13,8 13,8 13,8 3,0 1,0 13,9 2,5 2,0

Си 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 0,00

РЬ 0,27 0,27 0,27 0,28 0,05 0,03 0,27 0,05 0,03

Мп 0,14 0,14 0,15 0,14 0,09 0,06 0,15 0,10 0,07

2п 1,83 1,78 1,81 1,83 2,89 3,40 1,85 3,36 4,20

Fe 15,3 15,1 14,3 14,8 5,2 1,3 14,3 5,3 2,5

№ 1,3 1,3 1,3 1,2 0,3 0,1 1,3 0,2 0,1

Высокое содержание свинца в молоке, поступая с ним в организм человека, вызывает отравление, накапливаясь в тканях и органах, а повышенное содержание магния, который является антагонистом кальция, препятствует усвоению этого важного элемента из молока. Таким образом, избыток их наносит вред не только здоровью самого животного, но и здоровью человека. Введение в рацион кормления коров опытных групп сукцинат хитозана привело к снижению содержания солей тяжёлых металлов в молоке. Достоверность полученного результата подтверждается большим объёмом проведённых исследований трижды за период исследований, в шестикратной повторно-сти каждого.

96 Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве

Экономическая эффективность производства молока представлена в таблице 6.

Таблица 6. Экономическая эффективность производства молока

Показатель Группа ± к контрольной

контрольная 1 опытная 2 опытная 1 опытная 2 опытная

Удой на 1 корову, кг 4583 5238 5633 655 1050

Содержание жира

в молоке, % 3,78 3,83 3,93 0,05 0,10

Удой в пересчёте на ба-

зисную жирность (3,4 %),

кг 5095 5900 6511 805 1416

Себестоимость 1 кг

молока, руб.* 15,19 13,29 12,36 -1,90 -2,83

Общая себестоимость,

руб. 69621,69 69621,69 69621,69 - -

Реализационная стои-

мость 1 кг молока, руб. 17,5 17,5 17,5 - -

Общая стоимость, руб. 89162,5 103250,0 113942,5 14087,5 24780

Прибыль, убыток, руб. 19540,81 33628,31 44320,81 14087,5 24780

Рентабельность, % 28,06 48,30 63,65 20,24 35,59

Примечание: * - Расчёт себестоимости молока проводился, исходя из себестоимости 1 кг

молока в среднем по хозяйству 15,87 руб. при удое 4387 кг.

Из расчётов видно, что большую прибыль получают при реализации молока от коров второй опытной группы. Это объясняется более высокой продуктивностью, высоким содержанием жира в молоке, так как расчёт за проданное молоко идёт с учётом базисной жирности. Поскольку от коров II опытной группы получено на 1050 кг молока больше с более высоким содержанием жира на 0,10 %, то получен удой базисной жирности больше на 1416 кг. Поэтому прибыль составила 44320,81 руб. с 1 головы, что на 14087,5 руб. и 24780,0 руб. больше, чем в других группах или на 72,09 и 126,81 % - чем в контрольной группе.

Обсуждение полученных результатов.

Полученные результаты по использованию препаратов сукцинат хитозана с различной молекулярной массой позволяют рекомендовать его применение для кормления коров во второй стадии лактации. По нашему мнению, положительные изменения объясняются абсорбционными свойствами данного препарата. Он, попадая в организм животного, освобождает его от токсинов, токсических веществ, что позволяет улучшить как рубцовое пищеварение, так и кишечное, тем самым приводя к повышению качества молока, увеличению удоя и эффективности его производства. Подобные данные были получены в исследованиях с применением хитиновых и ряда других учёных [9, 10].

Выводы.

Таким образом, применение сукцинат хитозана при кормлении дойных коров оказывает положительное влияние на их физиологическое состояние путём снижения содержания солей тяжёлых металлов в крови, а следовательно, снижается их содержание и в производимой продукции - молоке. Одновременно с повышением качества молока увеличивается его производство, что приводит к повышению рентабельности отрасли.

Литература

1. Циулина Е., Горелик О.В. Молочная продуктивность коров чёрно-пёстрой и голштин-ской пород на Южном Урале // Молочное и мясное скотоводство. 2009. № 4. С. 35-26.

Технология производства, качество продукции и экономика в мясном скотоводстве 97

2. Долматова И.А., Горелик О.В. Продуктивность коров при введении в рацион ферроурти-кавита // Ветеринарный врач. 2010. № 2. С. 68-69.

3. Горелик О.В., Деменчук И.Л., Сарган Е.В. Молочная продуктивность, состав и свойства молока при применении препарата «Курунга» // Аграрный вестник Урала. 2006. № 5. С. 38-39.

4. Лазаренко В.Н., Горелик О.В., Лыкасова Н.И. Биологическая эффективность коров по пищевой ценности молока // Зоотехния. 2002. № 6. С. 27-28.

5. Молочная продуктивность коров и рост, развитие тёлочек при введении в рацион «Аль-бит-Био» / В.С. Горелик, О.В. Горелик, М.Б. Ребезов, А.Н. Мазаев // Молодой учёный. 2014. № 8. С. 88-91.

6. Горелик О.В. Модифицированный способ доения коров // Зоотехния. 2001. № 5. С. 26-27.

7. Горелик О.В. Оценка разных способов доения коров // Зоотехния. 2002. № 6. С. 23-24.

8. Гриценко С.А. Взаимосвязь между показателями химического состава молока и показателями морфологического и биохимического состава крови // Ветеринарная генетика, селекция и экология: материалы 2-й Междунар. науч. конф. Новосибирск, 2003. С. 109-110.

9. Шкуратова И.А., Мухамедьярова Л.Г., Таирова А.Р. Пероксидация липидов и антиокси-дантная система защиты организма коров зарубежной селекции на фоне применения хитозана // Аграрный вестник Урала. 2015. № 8(138). С. 40-43.

10. Таирова А.Р. Иммунобиохимический статус крупного рогатого скота в экологически неблагополучной зоне Южного Урала и пути его коррекции: дис. ... д-ра биол. наук. Троицк, 2001. 346 с.

Горелик Валентин Сергеевич, аспирант ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет», 457100, г. Челябинск, ул. Гагарина, 13, тел.: 8-9127934513, e-mail: lyalya17071989@mail.ru

Горелик Ольга Васильевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВО «Уральский государственный аграрный университет», 460075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42, тел.: 8-9221309590, e-mail: olgao205en@yandex.ru

Семенова Наталья Николаевна, кандидат ветеринарных наук, доцент, ФГБОУ ВО «Уральский государственный аграрный университет», 460075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкне-хта, 42, тел.: 8-9043837867, e-mail: semenova_24@bk.ru

Поступила в редакцию 12 февраля 2018 года

UDC 636.085.25:631.95

Gorelik Valentin Sergeevich1, Gorelik Olga Vasilievna2, Semenova Natalia Nikolaevna2

1FSBEIHE «South Ural State Agrarian University», e-mail: lyalya17071989@mail.ru1 2 FSBEI HE «Ural State Agrarian University», e-mail: olgao205en@yandex.ru Ecological assessment of use of chitosan succinate for cows in the Southern Urals Summary. Ensuring people's access to safe, high-quality food products is one of main tasks of agriculture. The development of heavy mining, the construction of large power units, etc. increases harmful effects of human activities on nature, including the ecology of the environment. Development of methods reducing the impact of harmful factors on environment including the health of productive animals is important. The aim of this work was to conduct an environmental assessment of application of chitosan succinate and calculate the efficiency of its use when administered to the diet of dairy cows. As a result of researches it was established that in soils used to obtain feed, the content of iron and zinc increased. It is made up of iron (by 12 %) and zinc (of 81.8 %). In corn silage, green feed and concentrates excessive concentrations of iron content of 2.98; of 2.37 and 1.35 times were observed. High content of chromium was registered in all feed and there were arsenic and cadmium (except alfalfa hay with arsenic). Cows treated with chitosan succinate had the aforementioned metals in the blood levels reduced up to the normal one and not exceeding the MPL. In the first experimental group - gradual decline was registered, and the second experienced - it was drastic, immediately after the first administration of the drug, i.e. on the fifth day studies. There was a decrease of heavy metals content in the milk. From the cows of the 2nd test group, by 1050 kg of milk more were received with a higher fat content (by 0.10 %), which made it possible to obtain a milk yield of a basic fat content of more than 1416 kg. Key words: cows, ecology, milk, blood, heavy metals, chitosan succinate, diet.