Влияние БАД на содержание тяжёлых металлов в теле рабочей пчелы и в мёде

Влияние БАД на содержание тяжёлых металлов в теле рабочей пчелы и в мёде

Е.А. Пшеничная, к.с.-х.н., ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ

В повышении продуктивности пчеловодства важную роль играют климатические условия, в которых находится пчелиное производство, и соответствующая кормовая база медоносной пчелы. Мёдопродуктивность пчёл во многом зависит и от породы. Этот фактор порой является решающим при районированном размещении пасеки [1, 2].

Изменить биологию медоносной пчелы очень трудно. Но применение кормовых добавок, содержащих в своём составе биологически активные вещества, во многом влияет на поведение медоносной пчелы, качество и химический состав пчелопродукции [3].

Микроэлементы являются регулярными и активными участниками в обменных процессах, происходящих в организме пчелы. Основными минеральными составными частями пчёл являются Р, К, Mg, Са, Fe, Zn и N1, в меньших концентрациях содержатся Мп, Си, Мо, Ва, Si [4].

Получение экологически чистых продуктов пчеловодства в условиях интенсивного техногенного загрязнения становится всё более проблематично. На сегодняшний день практически не существует экосистем, которые прямо или косвенно не испытывали бы антропогенного влияния.

Одним из наиболее сложных регионов нашей страны в экологическом аспекте является Южный Урал, где на повышенном радиационном фоне имеются разрабатываемые месторождения ряда полезных ископаемых, выбросы цветной и чёрной металлургии, тепловых электростанций, предприятий химической промышленности, крупных животноводческих комплексов и ферм. На экологию региона оказывает влияние не всегда рациональное применение средств химизации сельского хозяйства, а также существование других загрязнителей окружающей среды.

Цель исследования — изучить влияние БАД Эраконд, Люцевит и соляно-кислой вытяжки Глауконита на хозяйственно полезные признаки пчелиных семей и качество мёда. В задачи исследования входило изучение содержания отдельных микроэлементов в почве и воде, затем в нектаре, теле рабочей пчелы и содержания тяжёлых металлов в мёде.

Материал и методы исследования. Нами на пасеке ООО «НЭВП «Уралветагро», расположенной в Челябинской области, была выполнена работа по изучению влияния БАД Эраконд, Люцевит и соляно-кислой вытяжки Глауконита на рост и развитие пчелиных семей, на повышение продуктивности и качества мёда. По принципу сбалансированных групп, т.е. с учётом породы пчёл, возраста пчело-

матки, силы пчелиной семьи и кормового запаса в соторамках, было сформировано четыре группы пчелосемей, по 5 в каждой. Пчелосемьи содержались в двухкорпусных ульях Дадана — Блатта с двумя магазинными надставками со стандартными рамками 435x145 мм.

Перед началом опыта все части ульев были взвешены без пчёл и мёда.

Исследования проводились по схеме, представленной в таблице 1.

1. Схема опыта

Группа Количество семей Особенности подкормки

I контрольная 5 сахарный сироп

II опытная 5 сахарный сироп + БАД Эраконд, 50 мг/кг живой массы пчёл

III опытная 5 сахарный сироп + БАД Люцевита, 50 мг/кг живой массы пчел

IV опытная 5 сахарный сироп + Глауконит, 1 мл /1л сиропа

Пчёлам опытных групп сахарный сироп с БАД задавался дробно, по 500 г на один приём, путём налива его в соторамку и постановки её за диафрагму в пчелином улье. Обслуживал пасеку в течение всего сезона один пчеловод.

Влияние БАД на жизнедеятельность и продуктивность медоносной пчелы определяли по методикам НИИ пчеловодства [5]. Нектар собирали методом смыва [6]. Пробы почвы отбирали с двух полей по пять проб на глубине пахотного слоя 10—15 см по 1 кг каждая, а пробы воды отбирали из скважин по 1,5 л по пять проб. Содержание тяжёлых металлов в исследуемом материале определяли на атомно-адсорбционном спектрофотометре ААS-3 [7].

Результаты исследования. Мы исследовали на содержание тяжёлых металлов почву и воду. Полученные результаты приведены в таблице 2.

По таблице видно, что содержание свинца в почве находится в пределах нормы. Содержание никеля превышало максимально допустимый уровень (МДУ) в 1,6 раза, отмечался недостаток кобальта в 4 раза и меди — в 33 раза.

В почве многие химические элементы претерпевают глубокие изменения: минерализуются в вещества, не оказывающие токсического действия на организмы. Тем не менее, несмотря на деток-сическую роль почвы, всё-таки некоторая часть солей тяжёлых металлов поступает в водоёмы. Как видно по таблице 2, в воде свинец и никель превышали норму, а по меди и кобальту наблюдался недостаток.

2. Содержание тяжёлых металлов в почве и воде, мг/кг

Исследуемый материал Pb, мг/кг Zn, мг/кг Fe, мг/кг Co, мг/кг Cu, мг/кг Ni, мг/кг

Почва 28,0±0,2* 12,7±0,3 300,0±1,1** 13,0±0,2 3,0±0,1 82,3±0,5

МДУ 32,0 110,0 4200,0 50,0 100,0 50,0

Вода 0,1±0,01** 3,5±0,4 0,40±0,01** 0,04±0,002 0,40±0,01 0,2±0,02**

МДУ 0,03 5,0 0,3 0,1 0,1 0,1

3. Содержание химических элементов в нектаре растений, мг/кг

Химический элемент, мг/кг Медонос

акация клён верба

Магний 310,0±0,3 300,0±0,4 305,0±0,3

Цинк 35,0 0,1 50,0±0,9 40,0±0,4

Кобальт 5,0±0,2 5,0±0,1 5,0±0,5

Железо 220,0±1,1 125,0±0,9 155,0±1,3

Никель 0 0 0

Медь 5,0±0,4 5,0±0,3 5,0±0,1

Свинец 5,0±0,1 10,0±0,6 5,0±0,3

Изучив почву и воду на содержание химических элементов, мы исследовали нектар от таких ран-невесенних медоносов, как акация, верба и клён. Состав и концентрация нектара не постоянны, а причины, оказывающие на них влияние, весьма разнообразны.

МДУ для нектара в литературных данных нами не обнаружено, но мы видим, что такие элементы, как магний, железо и свинец, содержатся в больших количествах (табл. 3).

Хелатирующий комплекс микроэлементов Эраконд и Люцевита обеспечил более быстрое их поступление в гемолимфу пчёл, вызвал усиление обменных процессов с явно выраженным пролонгированным анаболическим характером.

Через 12 дн. после окончания скармливания БАД Эраконд и Люцевита были проведены исследования на наличие отдельных микроэлементов в теле пчёл и в мёде (табл. 4, 5).

Полученные данные свидетельствуют, что испытуемые БАД не оказали кумулятивного влияния на содержание в теле рабочей пчелы таких микроэлементов, как кобальт и медь. Их количество было практически одинаковым как в I контрольной, так и во II, III и IV опытных гр. — меди — 0,1 мг/кг, кобальта — 0,8 — 0,9 мг/кг.

В то же время такие биогенные микроэлементы, как цинк и железо, имели существенное количественное различие в теле пчелы. Так, если в теле рабочей пчелы контрольной гр. цинка содержалось 90,3 мг/кг, то в теле рабочей пчелы II опытной гр. его количество уменьшилось на 40,3 мг/кг, или на 44,6%, III и IV опытных гр.было меньше на 61,3 мг/кг, или на 67,9% (Р<0,001).

Самое низкое содержание железа в теле рабочей пчелы наблюдалось у пчёл, получавших БАД Люцевита (III гр.) — 39,0 мг/кг и Глауконит — 39,8 мг/кг (IV гр.), более высокое — в теле рабочей пчелы II гр. — 55,0 мг/кг, что соответственно было меньше на 136,1 и 120,1 мг/кг в сравнении с I гр. (Р<0,001).

Однако, по мнению учёных, пчёл и продукты пчеловодства можно использовать в качестве тестов для установления степени загрязнённости окружающей среды, прежде всего в техногенных зонах, имеющих повышенную концентрацию тяжёлых металлов не только в атмосфере, но и в медоносах.

Такие тяжёлые металлы, как кадмий, свинец, никель, входят в перечень обязательных нормативных показателей санитарных норм и правил. Для того чтобы объяснить изменение концентрации вышеназванных тяжёлых металлов в теле рабочей пчелы, необходимо установить их синер-гические и антагонистические связи с другими биогенными микроэлементами периодической системы Д.И. Менделеева.

Установлены взаимоотношения между кальцием, цинком и свинцом. Повышенный уровень кальция в рационе предохраняет организм животных от токсического действия свинца и цинка, а цинк увеличивает токсичность свинца. Высокий уровень цинка и свинца в рационе способствует значительному увеличению концентрации свинца в крови, мягких тканях и скелете.

В организме пчелы наблюдалась аналогичная закономерность: со снижением цинка в теле рабочих пчёл II, III и IV опытных гр. в сравнении с I контрольной гр. количество свинца уменьшилось с 9,5 мг/кг (I гр.) до 6,0 мг/кг во II гр. (Р<0,001) и до 1,0 мг/кг в III гр. (Р<0,001). При этом необходимо учесть, что в составе Эраконда и Люцевиты содержится небольшое количество кальция, который усиливает эффект десорбции свинца из нектара.

Вторым токсическим элементом, заслужи -вающим внимания, является кадмий. По данным Б. Д. Кальницкого, от уровня кальция в рационе зависят обмен и депонирование кадмия в организме животных [8]. Токсикоз в результате потребления повышенных доз кадмия предотвращается введением в рацион кальция, цинка, меди, железа и селена. Сущность взаимодействия кальция и кадмия состоит в том, что высокий уровень кальция в рационе животных предотвращает аккумуляцию кадмия в организме путём снижения активности системы абсорбции и транспорта кадмия в пищеварительном тракте. Взаимодействие между кадмием, цинком и железом установлено в организме многих видов сельскохозяйственных животных. В нашем исследовании наблюдалась аналогичная закономерность. С уменьшением в теле рабочей пчелы опытных групп цинка и железа уровень кадмия снизился с 1,6 мг/кг в I гр. до 1,3 мг/кг во II гр. и до 0,7 мг/кг в III гр. (Р<0,001).

4. Содержание отдельных микроэлементов в теле рабочей пчелы, мг/кг

Химическии элемент Группа

I II III IV

Цинк 90,3±0,30 50,0±0,50*** 29,0±0,30*** 28,5±0,30***

Кадмий 1,6±0,10 1,3±0,10 0,7±0,030*** 0,7±0,030***

Железо 175,1±0,40 55,0±0,30*** 39,0±0,40*** 39,8±0,40***

Кобальт 0,9±0,10 0,9±0,10 0,8±0,10 0,8±0,10

Свинец 9,5±0,10 6,0±0,10*** 1,0±0,10*** 1,0±0,10***

Медь 1,0±0,10 1,0±0,10 1,0±0,10 1,0±0,10

Никель 5,0±0,30 3,8±0,20** 3,1±0,20** 3,2±0,20**

5. Содержание отдельных тяжёлых металлов в мёде, мг/кг

Элемент Группа

I контрольная II опытная III опытная

Свинец Никель Кадмий 2,00±0,10 1,00±0,10 0,15±0,01 1,40±0,10*** 1,00±0,10 0,09±0,01*** 1,00±0,1*** 1,00±0,10 0,06±0,01***

6. Содержание химических элементов в мёде, мг/кг

Химический элемент Группа

I

Цинк 4,0±0,2 3,0±0,1*

Железо 7,0±0,1 4,0±0,2

Кобальт 2,0±0,1 2,0±0,1

Свинец 2,0±0,1 1,4±0,1***

Медь 1,0±0,1 1,0±0,0

Никель 1,0±0,1 1,0±0,1

Кадмий 0,15±0,01 0,09±0,01***

Содержание никеля в окружающей среде зависит от биогеохимической провинции, т.е. от внешних источников загрязнения. В нашем исследовании изменение количества никеля в теле рабочей пчелы происходило аналогично кадмию; самое высокое его содержание наблюдалось в теле рабочей пчелы I гр. — 5,0 мг/кг, затем II гр.— 3,8 мг/кг и самое низкое в III гр.— 3,1 мг/кг (Р<0,01).

Анализируя полученные результаты, мы сочли необходимым изучить изменения концентрации данных химических элементов в медовой продукции.

Полученные данные свидетельствуют, что испытуемые БАД Эраконд и Люцевита не оказали влияния на содержание никеля в мёде. Его концентрация была одинаковой в мёде пчел как I контрольной гр., так и II и III опытных гр. Однако кормовая добавка Люцевита способствовала снижению вдвое количества свинца в мёде пчёл III гр. Если в мёде пчёл I гр. его количество было на уровне 2,00 мг/кг, то в III гр. — 1,00 мг/кг (Р<0,001), а во II гр. его уровень снизился до 1,40 мг/кг, или до 30,0% (Р<0,001).

Как и свинец, кадмий также закономерно снизился с 0,15 мг/кг в мёде пчёл I гр. до 0,09 в мёде, полученном от пчёл II гр. (Р<0,001), и до 0,06 мг/кг — от пчёл III гр. (Р<0,001). Это свидетельствует о том, что между содержанием тяжёлых металлов в теле рабочей пчелы и мёдопродукции существует

зависимость, наиболее ярко проявляющаяся в группах, в которых пчёлы получали биологически активные добавки Эраконд и Люцевита.

Также нами был исследован мёд от пчёл, получавших соляно-кислую вытяжку Глауконита (табл. 6).

Результаты исследования свидетельствуют, что в пробах мёда, полученного от пчёл IV опытной гр., по сравнению с контрольной содержание железа снизилось в 1,74 раза, свинца — в 1,4 раза, кадмия — в 1,6 раза.

Вывод. БАД Эраконд и Люцевита в дозе 50 мг/кг живого веса пчёл с сахарным сиропом и соляно-кислая вытяжка Глауконита в дозе 1 мл/1 л сахарного сиропа, скармливаемые дробно в течение 18 дней, проявляют свойства антидота по отношению к отдельным тяжёлым металлам, способствуя выделению их из организма пчёл и мёда, обеспечивают получение чистого в экологическом аспекте, диетического продукта питания для человека.

Сравнивая табличные данные по содержанию химических элементов в нектаре и мёде, можно сделать вывод, что железа в нектаре содержится больше, чем в мёде, в 31 раз, цинка — в 4 раза, магния — 20 раз, кобальта — в 5 раз, свинца — в 2,5 раза.

Пчёлы, перерабатывая нектар в мёд, по-видимому, обладают способностью накапливать в себе химические элементы, поэтому концентрация отдельных биогенных микроэлементов и солей тяжёлых металлов в мёде бывает снижена в десятки раз по сравнению с нектаром.

Литература

1. Пушкарёв Н.Н., Бурцев П.Ю., Косилов В.И. Влияние генетических и паратипических факторов на рост и мёдо-продуктивность пчелиных семей // Современные проблемы животноводства в условиях инновационного развития отрасли: матер. всерос. науч.-практич. конф. Курган, 2017. С. 176-179.

2. Кривцов Н.И., Лебедев В.И., Прокофьева Л.В. Пчеловодство России: цифры, факты и проблемы // Пчеловодство. 2011. № 6. С. 3-5.

3. Лебедев В.И. Закономерности роста и развития семей пчёл в течение года // Сборник научно-исследовательских работ по пчеловодству. Рыбное, 1995. С. 30-52.

4. Дитц А.М. Возрастные изменения минерального состава рабочих пчёл: голова, грудь, брюшко. Бухарест, 1972. 357 с.

5. Бородачев А.В., Бурмистров А.В. Методы проведения научно-исследовательских работ в пчеловодстве. Рыбное: НИИП, 2002. 154 с.

6. Аветисян Г.А. Пчеловодство. М.: Изд-во Колос, 1982. 318 с.

7. Смирнова Г.А. Использование метода атомно-адсорбционной спектрометрии в клинических исследованиях //Лабораторное дело. 1977. № 7. С. 8-13.

8. Кальницкий Б.Д. Минеральные вещества в кормлении животных. М.: Агропромиздат, 1985. 208 с.