Поллютанты в системе «Почва корма молоко» в условиях интенсивного земледелия

Поллютанты в системе «почва - корма - молоко» в условиях интенсивного земледелия

Ю.А. Карнаухов, к.с.-х.н., Башкирский ГАУ

Увеличение производства и повышение качества животноводческой продукции является важнейшей народнохозяйственной задачей. В этой связи разработка новых подходов, направленных на повышение количества и качества молока, является весьма актуальной и перспективной задачей, т.к. молоко — незаменимый продукт питания [1, 2]. При этом из года в год наблюдается тенденция загрязнения окружающей среды. Развитие промышленности, транспорта, использование минеральных удобрений привели к тому, что концентрация тяжёлых металлов становится опасной, поскольку с пищевыми продуктами в организм человека поступает

до 70% токсикантов [3, 4]. Проблема загрязнения экосистем приобретает особую актуальность в индустриально развитых регионах, к которым относится и Южный Урал [5]. В результате повышенной техногенной нагрузки появились неоаномальные территории с повышенным содержанием в них тяжёлых металлов (цинка, кадмия, ртути, мышьяка, никеля, меди и др.), обнаружены изменения состава и свойств молока [6, 7]. Анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о недостаточности оценки экологической безопасности продукции чистопородных чёрно-пёстрых животных и их помесей с голштинами [8].

Таким образом, изучение влияния проводимой голштинизации на экологические характеристики

молока, оценка загрязненности сельскохозяйственных территорий в зоне интенсивного земледелия Южного Урала являются актуальными и представляют научный и практический интерес.

Целью настоящих исследований было выявление наиболее приспособленных генотипов крупного рогатого скота, пригодных для производства молока в условиях интенсивного земледелия. В этой связи одной из поставленных задач было определение уровня загрязненности тяжелыми металлами цепи «почва — растение (корма) — молоко».

Материал и методы. Научно-производственный опыт был проведен в СПК «Базы» Республики Башкортостан, который характеризуется интенсивным ведением сельскохозяйственного производства. Объектом исследования были полновозрастные коровы, из которых по принципу аналогов сформировали три группы животных по 10 гол. в каждой. В I гр. входили чистопородные коровы черно-пестрой породы, во II — полукровные помеси по голштинской породе, в III — голшти-низированные помеси третьего поколения. Животных подбирали с учетом возраста в лактациях, физиологического состояния, продуктивности за прошлую лактацию и живой массы. Содержание подопытных животных в стойловый период было беспривязным. Летом коровы находились на пастбище, где получали подкормку зеленой массой и концентратами.

Химический состав и наличие тяжелых металлов в почве были определены в агрохимической лаборатории.

Расчет количества тяжелых металлов, поступающих в организм подопытных коров, производили с учетом их содержания в кормах. Анализ токси-

коэлементов осуществляли атомно-абсорбционным спектрофотометрическим методом. Определение содержания тяжелых металлов проводили в соответствии с действующими ГОСТами. Экологическую безопасность определяли в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01. Коэффициенты перехода (КП) тяжелых металлов из рациона в молоко устанавливали по формуле:

КП =

С 100

где КП — процентное соотношение;

С — концентрация г-го вещества в молоке, мг/кг;

Л1 — концентрация г-го вещества в суточном рационе, мг.

Результаты исследований. Проведенный мониторинг земель сельскохозяйственного назначения определил низкое содержание цинка, меди и марганца, а также среднее содержание кобальта.

В результате проведенных исследований установлено, что корма хозяйства являются экологически безопасными. Анализ показал, что различные корма, полученные в идентичных условиях окружающей среды, способны по-разному накапливать в себе тяжелые металлы (табл. 1).

По содержанию кадмия в сухом веществе сенажа, силоса и комбикорма, подсолнечного жмыха существенных различий не установлено, количество его составляло 26,7% от МДУ. В цепи «зеленая масса — сено — зернофураж» количество данного металла повышается. Наиболее низкое содержание кадмия было в свекловичном жоме. В свежей траве его содержание было 2,4% МДУ, в сене — 16% МДУ, а в зернофураже показатель

1. Содержание тяжелых металлов в кормах, мг/кг

Корм Тяжёлый металл

еа РЬ Со Си гп Ее Мп

Сено 0,20 0,30* 08 5,00* не обн. 02 1 0*** 48 30,00* 13,50 50,00* 54,5 100,0* 129 60***

Сенаж 0,08 0,30* 06 5,00* не обн. 0,28 1,00* 28 30,00* 7,50 50,00* 25,7 100,0* 13,5 60,0*

Силос 0,08 0,30* 04 5,00* 0,04 0,05* 0,33 1,00* 44 30,0* 12,50 50,00* 125,5 100,0* 29 60*

Жмых подсолнечный 0,08 0,50* 10 5,0* 0,03 0,10* 0,15 1,00* И 30,0* 42 50* 90 100,0* 42 60*

Жом сухой 0,12 0,50* 10 5,0* 0,03 0,10* 06 0,15* 48 30,0* 7,5 50,0* 114,5 100,0* 58 60*

Патока не обн. не обн. не обн. 04 1,0* 43 30,0* 20,9 50,0* 283 29 60*

Зернофураж 0,24 0,30* 06 5,00* 0,03 0,10* - 32 30,0* 15,75 50,00х 70,9 100,0* 56 60*

Комбикорм 0,08 0,30* 06 3,0* не обн. 01 1,0* 28 30,0* 12,75 50,00* 34,3 100,0* 40 60*

Зелёная масса 0,12 5-10* 10 10-20* не обн. 02 1,0* 40 15-40** 12,00 150-500* 40,0 23 60*

Примечание: * — максимально допустимый уровень (МДУ), утвержден Главным управлением ветеринарии Гос-агропрома СССР 07.08.87; ** — критический уровень содержания тяжелых металлов в растениях; *** — содержание микроэлементов в кормах

2. Коэффициенты перехода тяжёлых металлов в молоко из кормов

Показатель Порода, Тяжёлый металл

породность Cd РЬ Hg Со Си Zn Fe Мп

Поступило с кормом, мг 4,45± 0,021 21,89± 0,136 0,90± 0,005 10,82± 0,067 160,21± 0,598 499,46± 2,181 3438,14± 16,508 1836,20± 6,35

Содержится в суточном удое, мг чёрно-пёстрая 0,19± 0,01 1,87± 0,097 - 0,34± 0,017 2,25± 0,116 23,76± 1,232 9,92± 0,514 0,99± 0,051

Коэффициент перехода, % 4,20± 0,219 8,55± 0,447 - 3,11± 0,163 1,40± 0,073 4,76± 0,249 0,29± 0,015 0,05± 0,003

Поступило с кормом, мг 4,49± 0,021 22,12± 0,116 0,92± 0,005 10,98± 0,066 162,70± 0,849* 505,03± 2,37 3486,89± 18,750 1847,51± 8,561

Содержится в суточном удое, мг 1/2 голштин х 1/2 чёрно-пёстрая 0,14± 0,009 1,43± 0,087 - 0,41± 0,025* 2,05± 0,125 28,68± 1,743* 14,34± 0,872*** 1,23± 0,075*

Коэффициент перехода, % 3,19± 0,189 6,48± 0,383 - 3,73± 0,219* 1,26± 0,074 5,67± 0,336* 0,41± 0,024** 0,07± 0,004

Поступило с кормом, мг 4,60± 0,012*** 22,72± 0,079*** 0,95± 0,003*** 11,39± 0,043*** 167,97± 0,489*** 519,88± 1 349*** 3617,54± 9,653*** 1885,71± 2 791***

Содержится в суточном удое, мг 7/8 голштин х 1/8 чёрно-пёстрая 0,67± 0,025*** 1,78± 0,670 - 0,31± 0,012 4,45± 0,167*** 27,36± 1,027* 17,8± 0,668*** 0,67± 0,025

Коэффициент перехода, % 3,38± 0,129 7,84± 0,299 - 2,74± 0,105 2,65± 0,101*** 5,26± 0,201 0,49± 0,019*** 0,04± 0,001

был наиболее приближен к критическому уровню и составил 80% от МДУ.

Содержание свинца уменьшается в ряду «зелёная масса, жом, жмых подсолнечный, сено, комбикорм, сенаж, зернофураж». При этом количество этого металла в сенаже, зернофураже и комбикорме было равным и составляло 0,6 мг/кг, т.е. в 8,3 раза ниже МДУ.

В образцах сена, сенажа, комбикорма, зелёной массы содержание ртути вообще не было установлено, а в силосе и зернофураже её содержалось в количествах, не превышающих МДУ, причём в силосе концентрация составляла 80% от его уровня. Количество кобальта в кормах повышалось в следующей последовательности: комбикорм — жмых подсолнечный — сено, зелёная масса — сенаж — силос — патока — жом сухой.

Установлено снижение концентрации меди в последовательности: жмых подсолнечный — жом, сено — силос — патока — зелёная масса — зернофураж — комбикорм, сенаж.

Снижение концентрации цинка происходило в ряду: жмых подсолнечный — патока — зернофураж, сено — комбикорм — силос — зелёная масса — жом, сенаж. Мониторинг зафиксировал снижение железа в ряду: патока — силос — жом сухой — жмых подсолнечный — зернофураж — сено — зелёная масса — комбикорм — сенаж, причём концентрация его в данных кормах была ниже МДУ в 3,9—1,1 раза, однако в силосе количество данного металла превышало МДУ на 25,5%, а в патоке — на 41,5%.

Количество марганца убывало в последовательности: сено — жом — зернофураж — жмых подсолнечный — комбикорм — силос — патока — зелёная масса — сенаж, при этом разница в содержании данного элемента между кормами достигала 9,6 раза.

Таким образом, из кормов, подверженных мониторингу, лидирующее положение по содержанию ТМ занимали подсолнечный жмых и силос. При этом в комбикорме и зернофураже содержание поллютантов было в пределах МДУ, поскольку основная часть данных кормов состояла из семян. В результате проведённого мониторинга установили, что по содержанию всех изучаемых металлов (Сё, РЬ, Щ, Со, Си, Zn, Мп) корма характеризовались относительным благополучием.

Поскольку нами установлена разница в потреблении кормов между группами, то и поступление ТМ в организм коров было различным (табл. 2).

Разница в потреблении тяжёлых металлов с кормами между чёрно-пёстрыми и голштини-зированными коровами составила: по меди — в группе полукровных животных 1,6%, у помесей третьего поколения — 4,8%; по цинку — 1,1 и 4,1%; свинцу — 1,05 и 3,8%; по кадмию — 0,9 и 3,4%; по железу — 1,4 и 5,2%, ртути — 2,2 и 5,6%; марганцу — 0,6 и 2,6%; кобальту — 1,47 и 5,3% соответственно.

Суммарное суточное поступление всех тяжёлых металлов составило у чистопородных 5972,06 мг, у помесей первого поколения — 6040,62 мг (Р<0,95), у помесей третьего поколения — 6230,77 мг (Р> 0,999). При этом доля отдельных металлов в общем количестве составляла: меди — 8,34—8,36%, свинца — 0,36—0,37%; кадмия — 0,07%, железа — 57,57-58,06%, ртути - 0,01-0,02%, марганца -30,26-30,75%; кобальта - 0,18%.

Установленная разница выводимых с молоком металлов из организма, вероятно, связана с различиями между генотипами и межгрупповыми различиями в удоях. Так, содержание меди в суточном удое чистопородных коров было в 1,98 раза меньше, чем у помесей третьего поколения, имевших наиболее высокий её показатель (Р<0,95). Минимальным количеством данного элемента в суточном удое отличились полукровные помеси, которые на 53,9% уступали по данному показателю животным III гр. Лидирующее положение по содержанию цинка в молоке занимали полукровные помеси. Они превосходили по оцениваемому показателю чистопородных и высококровных помесей на 17,2% (Р<0,95) и 4,6% (Р>0,95). По свинцу в суточном удое достоверных межгрупповых различий не установлено, однако по его количеству преимущественное положение занимали чистопородные животные, в суточном удое которых содержание этого элемента было больше на 30,8 и 6,3%, чем у помесей первого и третьего поколений (Р<0,95). Количество кадмия, выведенного с молоком из организма помесей третьего поколения, было больше по сравнению с чистопородными на 71,6% (Р> 0,999). По содержанию железа в суточном удое обнаружены значительные различия: помесные животные первого и третьего поколений выделили его больше на 44,5% (Р> 0,999) и 79,4% (Р> 0,999) по сравнению с чистокровными сверстницами. Минимальное количество марганца установлено в группе высококровных помесей, а разница между показателями полукровных и чистопородных животных достигла 24,2% в пользу последних (Р>0,95). По количеству кобальта достоверные различия были обнаружены между чистопородными и помесными коровами первого поколения 20,6% (Р>0,95).

Анализ конверсии тяжёлых элементов выявил значительные различия по коэффициенту перехода меди в продукцию помесных коров третьего поколения. Данный показатель у высококровных животных оказался выше в 1,9 раза (Р > 0,999) по сравнению с чистопородными коровами.

Коэффициент перехода цинка в молоко по группам составил 4,76-5,67. Достоверная разница установлена по коэффициенту трансформации железа: между чистопородными и помесями третьего поколения в 40,8% (р>0,999).

Вывод. Проведёнными исследованиями установлено, что голштинизация чёрно-пёстрого

скота не ухудшает экологических характеристик

молочного сырья.

Литература

1. Левахин В.И., Косилов В.И., Салихов А.А. Эффективность промышленного скрещивания в скотоводстве // Молочное и мясное скотоводство. 2002. № 1. С. 9.

2. Андриянова Э.М., Тагиров Х.Х. Мониторинг экологической безопасности молочной продукции в зоне интенсивного земледелия // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2009. № 2 (22). С. 270—271.

3. Горлов И.Ф., Мосолова Н.И., Злобина Е.Ю. Методы повышения экологической безопасности продукции животноводства // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. № 1. С. 54-56.

4. Миронова И.В., Исламгулова И.Н. Использование природного минерала для повышения экологической чистоты говядины // Молодёжная наука и АПК: проблемы и пер-

спективы: матер. междунар. науч.-практич. конф. молодых ученых. Уфа: Башкирский ГАУ, 2010. С. 126—128.

5. Косилов В., Мироненко С., Никонова Е. Качество мясной продукции кастратов красной степной породы и ее помесей // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 1. С. 26-27.

6. Белоусов А.М., Юсупов Р.С., Тагиров Х.Х., и др. Использование генофонда голландских голштинов в молочном скотоводстве Башкортостана: монография. Уфа, 2012. 166 с.

7. Миронова И.В., Исламгулова И.Н. Применение глауконита для повышения экологической чистоты мясного сырья // Научное обеспечение инновационного развития АПК: матер. всерос. науч.-практич. конф. в рамках ХХ юбилейной специализированной выставки «Агрокомплекс 2010». Уфа: Башкирский ГАУ, 2010. С. 286-289.

8. Миронова И.В., Тагиров Х.Х. Рациональное использование биоресурсного потенциала бестужевского и черно-пестрого скота при чистопородном разведении и скрещивании. М.: Издательство «Лань», 2013. 400 с.