Тяжёлые металлы в почвах кормовых угодий хозяйств поставщиков мясного сырья на детское питание из предгорных районов Краснодарского края

УДК 631.95:636.03

ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ ХОЗЯЙСТВ ПОСТАВЩИКОВ МЯСНОГО СЫРЬЯ НА ДЕТСКОЕ ПИТАНИЕ ИЗ ПРЕДГОРНЫХ

РАЙОНОВ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ HEAVY METALS IN SOILS OF MEADOW LANDS IN THE FARMS SUPPLIERS OF RAW MEAT FOR BABY FOOD FROM SUBMONTAIN REGIONS OF KRASNODAR TERRITORY

Забашта Николай Николаевич, Осецкий Святослав Иванович, Кульпина Нина Владимировна, Бегунов Валерий Николаевич

ГНУ Северо-Кавказский НИИ животноводства Россельхозакадемии г. Краснодар

Zabashta Nikolay Nikolaevich, Osetsky Svyatoslav Ivanovich, Kulpina Nina Vladimirovna, Begunov Valery Nikolaevich

State Scientific Institution North-Caucasus Research Institute of Animal Husbandry under Russian Academy of Agricultural Sciences, Krasnodar

Аннотация: в статье представлены экспериментальные данные и материалы многолетнего мониторинга по накоплению тяжёлых металлов в цепи «почва - растение - животное» с целью разработки методов обеспечения высокого качества и безопасности мясного сырья, предназначенного для выработки продуктов детского питания.

Ключевые слова: мясное сырьё; детское питание; безопасность; корма; токсичность; тяжёлые металлы; почва.

Summary: the paper presents experimental data and materials of the long-term monitoring on the accumulation of toxic heavy metals in the chain "soil - plant - animal" in order to develop methods to ensure high quality and safety of raw meat intended for the production of baby food.

Key words: raw meat; baby food; safety; feeds; toxicity; heavy metals; soil.

В последние годы в продукты питания попадают такие микроэлементы, как тяжёлые металлы (металлы с атомной

массой выше 50 к.е.), отрицательно влияющие на их качество и состояние здоровья людей и в первую очередь детей[1-3, 6-8]. Получение экологически безопасного мясного сырья затрудняется из-за накопления в отдельных его партиях ртути, кадмия, свинца, меди, цинка и мышьяка, поступающих в организм сельскохозяйственных животных, как правило, с кормами, а также с кормовыми добавками (соль, мел) и водой [23].

Накопление тяжелых металлов (ТМ) в кормовых растениях происходит в основном из почвы, а также из металлосодержащих пестицидов, с потоками воздуха и осадками. Из двух последних источников они попадают в почву, из которой также в определенных количествах поступают в растения. Еще следует отметить, что в почву попадают балластные вещества минеральных удобрений, в составе которых обнаруживаются тяжелые металлы [4-6].

Поэтому, первостепенное значение в сохранении и улучшении здоровья и нормального развития детей раннего возраста приобретает организация выработки высококачественных мясных продуктов детского питания на основе производства экологически чистого мясного сырья в надежной специализированной сырьевой зоне, в которой применяется комплекс технологических мероприятий, обеспечивающих выращивание экологически чистых кормов. [2-3, 5].

Методика. Исследования проводились в хозяйствах, расположенных в предгорных районах Краснодарского края, входящих в сырьевую зону ЗАО «Завод детских мясных консервов «Тихорецкий», производящего продукты детского питания.

На полях, занятых под основными кормовыми культурами (люцерной, кукурузой и др.), производился отбор, как растительных образцов кормовых культур, так и проб почвы с пахотного горизонта (0-30 см). Образцы почвы анализировались на содержание валовых и подвижных форм тяжёлых металлов. [2-3].

В почве, растениях кормовых культур, кормах, мясном сырье тяжёлые металлы определялись на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Спектр» 5.

Результаты исследований и их обсуждение. В развитии производства высококачественных продуктов детского питания наиболее актуальна проблема обеспеченности экологически чистым и высококачественным сырьём. Как показали наши исследования, природно-климатические условия произрастания, биологические особенности самого растения, а также технология возделывания кормовых культур оказывают своё влияние на накопление токсических веществ в растениях кормовых культур, а далее, и в кормах, и в мясном сырье.

Основой получения мясного сырья, отвечающего требованиям безопасности и качества, является создание специализированной сырьевой зоны, в которой производство кормов, выращивание и откорм скота должны быть организованы по специальным технологиям.

Поэтому необходимо в хозяйствах, производящих мясо на детское питание, проводить многолетний мониторинг токсических веществ в объектах окружающей среды и выявлять пути попадания их в мясное сырьё.

Повышенное содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий горных местностей обусловлено как естественными процессами (проявлением рудных тел, геохимическим переносом), так и техногенным загрязнением (выбросами промышленных производств, перенесенными ветром, осадками, агрохимикатами, средствами защиты посевов и т.д.). К тому же, по данным С.Х. Дзанагова [4], в почвах Центрального Предкавказья загрязненность ТМ возрастает от каштановых к дерново-глеевым почвам (то есть с увеличением вертикальной зональности).

Основными загрязнителями верхнего слоя дерново-глеевой почвы являются марганец, цинк, хром и свинец, причем наибольшие значения отмечаются в слое 0-30 см. Исследованиями Всесоюзного гидрометеорологического института (4, 5) установлено, что на равнинно-предгорной части северного макросклона Центрального и Северо-Западного Кавказа постоянной составляющей твердых осадков являются хром, никель, свинец, марганец, серебро. Кадмий в большинстве проб осадков не обнаруживается (меньше 1,0 мкг/л), но

встречаются концентрации, превышающие ПДК*) в 4-8 раз, хотя источники его не выявлены.

Общая площадь сельскохозяйственных угодий крупных землепользователей предгорных районов Краснодарского края составляет 450523 га, из них 30,2 % занимает пашня и 53,0 % природные кормовые угодья. Пашня расположена на выровненных, пологих массивах в долинах рек. Природные кормовые угодья являются традиционными естественными сенокосами и отгонными пастбищами хозяйств из предгорных районов. В связи с этим при возделывании полевых культур и получении корма для животных важно знать степень загрязненности почвы ТМ и содержание их в луговой растительности. Анализ литературных источников свидетельствует о явном недостатке сведений о содержании ТМ в почвах сельскохозяйственных угодий хозяйств из предгорных районов Краснодарского края.

Проведенные нами в 1993-2000 г.г. агрохимические обследования сельскохозяйственных угодий показывают, что содержание подвижных форм меди и цинка в почвах предгорных районов не превышает предельно допустимые количества (ПДК). Средневзвешенные их значения по районам составляют на пашне для цинка 0,83-2,34 мг/кг, для меди 0,180,58 мг/кг, в почве сенокосов и пастбищ - соответственно 0,712,40 и 0,10-0,43 мг/кг (табл. 1).

Концентрация подвижного свинца, превышающая значения ПДК, отмечается лишь в Отрадненском районе на незначительной площади пашни (на 1,9 %) и кормовых угодий (на 13,2 %). Однако, содержание в почве подвижного кадмия выше ПДК отмечается во всех районах, кроме Лабинского, и проявляется на 23,0-47,5 % площади пашни и на 30,0-44,1 % площади сенокосов и пастбищ. По содержанию подвижных ТМ в почве сельскохозяйственных угодий предгорных районов явно прослеживается следующий ряд повышения их площадей: цинк<медь<свинец<кадмий.

Таблица 1. Содержание подвижных форм ТМ в почве сельскохозяйственных угодий предгорных районов 1993-2000 гг.

Районы Площадь сельскохозяйственных угодий,га Цинк Медь Кадмий Свинец

1 2 1 2 1 2 1 2

слой почвы 0-30 см

Пашня

Апшеронский 6753 - 2,34 - 0,58 47,5 0,26 - 2,52

Белореченский 35475 - 1,77 - 0,29 32,6 0,23 - 1,91

Лабинский 72980 - 1,31 - 0,18 7,0 0,16 - 1,13

Мостовской 40753 - 1,64 - 0,24 23,0 0,26 - 1,84

Отрадненский 82992 - 0,83 - 0,21 43,7 0,27 1,9 1,97

Среднее по районам - 1,58 - 0,30 29,4 0,25 0,4 1,87

Сенокосы и пастбища

Апшеронский 3646 - 2,40 - 0,43 - 0,23 - 2,20

Белореченский 4653 - 2,26 - 0,40 30,0 0,21 - 1,76

Лабинский 35468 - 0,71 - 0,10 - 0,15 - 1,19

Мостовской 27552 - 1,60 - 0,40 43,1 0,48 - 1,82

Отрадненский 64695 - 0,90 - 0,23 44,1 0,32 13,2 1,98

Среднее по районам - 1,57 - 0,31 43,1 0,28 2,6 1,79

Предельно допустимая концентрация 23 3 0,3 6

Примечание: 1 - площадь с содержанием ТМ больше ПДК, % 2 - средневзвешенное содержание ТМ, мг/кг.

Химический анализ грубого корма, получаемого в хозяйствах из предгорных районов на пашне и природных лугах, показывает, что травостои агрофитоценозов и естественных луговых сообществ не накапливают цинк, медь, свинец и кадмий в количествах, превышающих максимально допустимые уровни (МДУ).

В целом по Лабинскому, Белореченскому и Отрадненскому районам в сене (в зависимости от вида культуры) содержится 11,6-25,0 мг/кг цинка, 1,8-8,5 мг/кг меди, 0,19-2,02 мг/кг свинца и 0,06- 0,24 мг/кг кадмия (табл. 2).

Таблица 2. Содержание ТМ в сене сеяных и естественных трав, мг/кг 1995-1997 гг., среднее

Вид сена Цинк Медь Кадмий Свинец

Белореченский район

Сено люцерновое 19,3 6,5 0,24 2,02

Сено овсяно-горожвое 18,3 6,9 0,09 0,85

Сено однолетних злаковых трав 17,3 4,8 0,15 0,33

Сено естественных трав 25,0 3,3 0,22 0,56

Лабинский район

Сено люцерновое 22,5 8,5 0,19 1,04

Сено овсяно-горожвое 15,9 1,8 0,06 0,19

Сено однолетних злаковых трав 11,6 2,8 0,10 1,10

Сено естественных трав 21,0 5,2 0,16 0,69

Отрадненский район

Сено люцерновое 15,6 5,3 0,15 0,78

Сено овсяно-горожвое 16,1 5,2 0,14 1,17

Сено однолетних злаковых трав 14,2 3,7 0,10 1,64

Сено естественных трав 15,1 3,7 0,16 0,93

МДУ 50 30 0,2 2,0

Исследования, проведенные на пахотных землях в условиях 2003 года, позволили выявить не одинаковое отношение луговых трав к выносу тяжелых металлов. Так, лядвенец рогатый и вика посевная проявили тенденцию к накоплению некоторых количеств цинка

в незначительных количествах, а ртуть и мышьяк - вообще не были обнаружены в них.

Природные кормовые угодья (сенокосы и пастбища) восточной части Северо-Западного Кавказа в основном представлены низкогорными лугами. В условиях высокой распаханности территории они к настоящему времени сохранились лишь на склоновых землях. Их почвообразующие породы неустойчивы к физическому выветриванию в связи, с чем склоны балок, речных долин поражены эрозионными процессами, оползнями. Площадь только свежих (5-8-летней давности) оползней в предгорных районах составляет около 2 тыс. га.

Таблица 3. Содержание тяжелых металлов в луговых травах, мг/кг, 2003 г.

Наименование Кадмий Свинец Ртуть Мышьяк

факт сод. МДУ факт сод. МДУ факт сод. МДУ факт сод. МДУ

Лядве -нец рогатый 0,02 0,2 не обн. 0,01 не обн. 0,01 45,7 50

Клевер открыто -зевый 0,01 0,2 не обн. 0,01 не обн. 0,01 24,9 50

Вика посевная 0,01 0,2 не обн. 0,01 не обн. 0,01 42,5 50

Люцерна жёлтая 0,02 0,2 не обн. 0,01 не обн. 0,01 25,4 50

Мы провели химический анализ верхнего слоя основных типов почв на склоновых лугах и корма, получаемого с этих кормовых угодий Данные содержания в почве подвижных форм ТМ из таблицы 4 подтверждают представленный нами ряд ТМ в порядке их повышения. В корнеобитаемом слое (0-30 см) эродированных черноземных, перегнойно-карбонатных и деградированных почв допустимый уровень. Поэтому сено деградированных лугов характеризуется

высоким содержанием кадмия, которое в 1,7-2,3 раза превышает МДУ для данного вида корма.

Таблица 4. Содержание ТМ в почве и сене лугов на склоновых землях, мг/кг

Почва 0-30 см Сено

Почвы Кадмий Свинец Кадмий Свинец

Эродированные черноземные 0,62 4,78 0,52 0,44

Эродированные перегнойно- карбонатные 0,70 4,98 0,68 1,25

Деградированные на оползнях 0,67 6,02 0,59 0,81

ПДК (почва), МДу(сено) 0,3 6 0,3 5

Таким образом, нашими исследованиями установлено, что почвы сельскохозяйственных угодий предгорных районов не содержат превышающих значений ПДК подвижных форм цинка и меди. Однако, здесь отмечаются незначительные локальные очаги загрязнения их свинцом. Около четверти площади пашни и сенокосов и пастбищ загрязнены подвижным кадмием. Однако, в сене с пашни и природных кормовых угодий количество тяжелых металлов не превышает МДУ для данного вида корма. Исключением является загрязнение кадмием грубого корма низкогорных лугов на эродированных землях

Заключение. Анализ полученных данных, свидетельствует о том, что, ввиду непрерывно меняющихся природно-климатических условий и факторов антропогенного воздействия на окружающую среду, регулярное проведение наблюдений за содержанием в почве, кормовых растениях тяжелых металлов и накоплением их в продукции животноводства является актуальным в организации контроля за экологией при производстве продуктов детского питания. Так, регулярный анализ почвы и кормов позволяет проводить корректировку рационов с-х животных с целью

предупреждения попадания и накопления избыточного количества тяжёлых металлов в мясном сырье, предназначенном для выработки продуктов питания для детей.

Список литературы

1. Бурцев, И.И.; Воробьева, Т.И.; Черняк М.М.; Шведов С.В. Распространение и вымывание кристаллического реагента при проведении активных воздействий на градовые процессы / Труды ВГИ - 1982. - Вып 51. - С. 140-149.

2. ГОСТ Р 50848-96 «Требования по выращиванию, откорму молодняка крупного рогатого скота на мясо для выработки продуктов детского питания (типовой технологический процесс)»-М.:

Госстандарт России, 1996.

3. Забашта, Н.Н.; Кульпина Н.В. Накопление тяжёлых металлов в кормах // Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Сборник научных трудов 4-й международной научно-практической конференции, Ч. 2, Краснодар. -2011.- С. 112-113..

4. Дзанагов, С.Х Обоснование рационального применения удобрений в полевых севооборотах в Центральном Предкавказье. Автореф. дис. док с.-х наук - М., 1994. - 42 с.

5. Кузнецова, Т.К.; Глазов, А.Ф.; Кульпина; Н.В., Доборина, Т.Т.; Тимошенко, Н.В. Производство кормов в хозяйствах-поставщиках экологически чистого мясосырья для выработки продуктов детского питания на ЗАО мясокомбинат «Тихорецкий». // Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения продуктов и их качества и здоровья сельскохозяйственных животных. Материалы Международной научно-практической конференции. Ставрополь, 2003.- С. 69-71.

6. Потатуева, Ю.А., Сидоренкова Н.К., Прищеп, Е.Г. Агроэкологическое значение примесей тяжелых металлов и токсичных элементов в удобрениях // Агрохимия. - 2002. - № 1. - С. 85-95.

7. Реутов, Т.В.; Масловская, Е.Н.; Реутова, Н.В.; Воробьева, Т.И.; Гущина, Л.Н.; Таова, В.Н. Некоторые результаты исследования загрязнения природных объектов тяжелыми металлами на Северном Кавказе // Высокогорные экосистемы под воздействием человека. Труды ВГИ, 1990. - Вып 79.- С. 15-23.

8. Тютиков, С.Ф. Анализ распространения тяжелых металлов в биологических объектах и окружающей среде. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук -2000. - №2. - С. 49-51.