Влияние органо-минеральной композиции на метаболизм тяжелых металлов в организме телят при их выращивании

В связи с ростом промышленности и химизацией сельского хозяйства увеличилась опасность накопления в объектах окружающей среды химических веществ, в т. ч. тяжелых металлов (ТМ).

Тяжелые металлы мигрируют по цепочке: почва — растение — организм животного — животноводческая продукция, поэтому контролировать содержание их необходимо по всех звеньях трофической цепи (Черных Н.А., 2003; Вяйзенен Г. Н., 1999; Васильев А. В. и др. 1995).

Исследования, проведенные в некоторых хозяйствах Тульской области Дубенского района, обнаружили в ряде кормов и воде превышение солей кадмия в 2−6 ПДК, что привело к длительной интоксикации организма животных и вызвало сильную иммунодепрессию, смешанную вирусно-бактериальную инфекцию и многочисленный падеж молодняка.

Биохимические исследования крови телят подтвердили нарушение обмена веществ, в т. ч. и минерального, и снижение резистентности организма молодняка к заболеваниям. Поэтому необходимо проводить регулярный токсикологический контроль за качеством и питательностью кормов и воды.

Снижение поступления экотоксикантов из почвы, кормов, воды, воздуха в организм животного проводят различными методами. Это использование безвредных для организма сельскохозяйственных животных лекарственных и профилактических препаратов или кормовых продуктов, способствующих ускорению выделения тяжелых металлов через желудочно-кишечный тракт. В качестве сорбентов для снижения уровня токсичности ТМ в организме животных могут быть использованы препараты, обладающие сорбционными, ионообменными и биологически активными свойствами (Вяйзенен Г. Н., 1997; Тезиев Т. К., Бритаев Б. Б., 2003; Осикина Р. В., 2003; Шапошников А. А., 1996; Фисинин В. И., 2002; Шкуратова И. А., 2001, 2003.

В последнее время большое внимание уделяется хитину и его производному хитозану. Хитин и хитозан, их соли и эфиры находят применение в более тридцати направлений использования в бумажной, текстильной, косметической, фармацевтической промышленности, в сельском хозяйстве, медицине и биотехнологии.

Хитин и хитозан применяются для очистки сточных вод от тяжелых металлов, пестицидов, красителей и других органических веществ.

Разработан способ повышения резистентности поросят к инфекционным заболеваниям. Некоторые препараты позволяют повысить на 10−15% сохранность молодняка у свиней и увеличить среднесуточный прирост массы тела на 20−40%.

Добавление хитозана в молоко, при выпойке телят при выращивании в радиотехногенной зоне, увеличивает более чем в два раза выделение Sr90 из организма и одновременно ускоряет их рост на 10−12%. Действие хитозана на 1 'j'l выделение Сг из организма было незначительным (Максимов В.И. и др., 1999; Фомичев Ю. П., Пучков Ю. Н., 2001).

Загрязнение окружающей среды экотоксикантами может привести к экологическому напряжению и нарушить весь цикл выращивания молодняка крупного рогатого скота. Анализ воздействия неблагоприятных экологических факторов на окружающую среду является одной из важнейшей задач выращивания здорового молодняка.

Цель и задачи исследований.

Целью исследований явилось изучение эффективности применения хитозана, цеолита и янтарной кислоты отдельно и в сочетании для повышения жизнеспособности телят при выращивании в экологически неблагополучной зоне.

Для достижения данной цели было необходимо изучить:

— рост, развитие и сохранность телят в молочный период выращивания;

— уровни загрязнения рационов телят тяжелыми металлами: (кадмием, свинцом, ртутью, медью, мышьяком);

— энтеросорбционные свойства хитозана и цеолита в сочетании с янтарной кислотой по выведению тяжелых металлов из организма;

— влияние на белковый, углеводный и минеральный обмен у телят при включении в их рацион хитозана, цеолита и янтарной кислоты;

— гематологические показатели крови телят при использовании энтеро-сорбентов;

— экономическую эффективность применения хитозана и цеолита в сочетании с янтарной кислотой при выращивании телят.

Научная новизна.

Впервые проведено комплексное изучение влияния хитозана, цеолита и янтарной кислоты на рост молодняка крупного рогатого скота, дана биохимическая и экологическая оценка их использования. Изучена энтеросорбция тяжелых металлов при раздельном и совместном применении хитозана, цеолита и янтарной кислоты и их влияние на биохимические показатели крови телят при выращивании до 6 месяцев.

Апробация результатов исследований.

Результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции к 75-летию ВИЖа, Дубровицы 2004 г.- на III Международной научно-практической конференции, Издательский дом Астраханский университет, 2005 г.- на Международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию ВНИИиТИБП, Щелково, 2005 г.- на Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии для земледелия и животноводства Владимирского ополья», Суздаль, 2008 г.- на Международной научнопрактической конференции «Проблемы увеличения производства животноводства и пути их решения», Дубровицы, 2008 г.

Публикации результатов исследований.

По материалам диссертационной работы опубликованы 5 печатных работ, одна из них в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 108 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и предложений производству, списка литературы. Работа содержит 19 таблиц, 3 схемы.

Список литературы

включает 157 ссылок в том числе 12 на иностранных языках.

ВЫВОДЫ.

1. При выращивании молодняка крупного рогатого скота применение хитозана, цеолита и янтарной кислоты оказало положительное влияние на рост и развитие телят, элиминацию тяжелых металлов из организма животных.

2. Рационы телят 2-х и 4-х месячного возраста были полностью обеспечены основными питательными веществами и соответствовали нормам ВИЖа. В рационе двухмесячных и четырехмесячных телят содержалось обменной энергии 30,7 — 32,1 и 34,2 и 34,8 МДЖЭКЕ 3,1−3,2 и 3,4 — 3,5- сухого вещества 2,7 — 2,9 и 3,9 соответственно. В 2-х и 4-х месячном возрасте телята отличались по поедаемости комбикорма и сена, в 3 группе, получавшей цеолит с янтарной кислотой, на 3,6 и 5% выше контрольной.

3. Использование хитозана, цеолита и янтарной кислоты позволили снизить содержание ТМ в крови и оказать положительное влияние на состояние минерального обмена. Установлено, что хитозан в сочетании с янтарной кислотой обладает более выраженной способностью снижать содержание кадмия и свинца в крови в 4,25 и 2,4 раза соответственно.

4. Добавление к рациону органо-минеральной смеси способствовало повышению интенсивности белкового и углеводного обмена. В период роста телят содержание общего белка увеличилось во 2 группе на 21%, в 3 группе на 18,2% при снижении уровня мочевины во 2 группе на 10,8%, что свидетельствует о более эффективном использовании аминокислот в метаболизме. Уровень АЛТ, ACT и глюкозы также повышался.

5.

Введение

в рацион хитозана, цеолита и янтарной кислоты привело к достоверному увеличению содержания кальция в сыворотке крови опытных групп на 6−8% к контролю, что связано со снижением свинца и кадмия при соответствующих коэффициентах корреляций R=0,71 и R=0,93.

6. При использовании в кормлении телят органо-минеральной добавки наблюдается тенденция к увеличению гемоглобина на 6−8%, оптимизации лейкоцитарной формулы, что свидетельствует о положительном их влиянии на гемопоэз.

7. Скармливание телятам органо-минеральной добавки способствует: элиминации кадмия и свинца через желудочно-кишечный тракт и почки, причем в группе, получавшей цеолит с янтарной кислотой, сумма ТМ, выделенных с калом и мочой, была на 18,6 и 2,37 мг/кг соответственно выше, чем в контрольной.

8. Установлено, что среднесуточные приросты у телят в группах, получавших хитозан с янтарной кислотой и цеолит с янтарной кислотой выше на 208,5 г и 336,9 г и валовый прирост живой массы на 37,2 и 55,08% соответственно по сравнению с контролем.

9. Применение хитозана, цеолита и янтарной кислоты обеспечивало высокую экономическую эффективность выращивания телят.

По результатам научно-хозяйственного опыта было установлено, что использование хитозана, цеолита и янтарной кислоты способствовало повышению абсолютного прироста живой массы телят, снижению себестоимости 1 центнера прироста, получению прибыли в опытных группах, получавших хитозан и янтарную кислоту и цеолит с янтарной кислотой в течение 6 месяцев соответственно — 7155,84 и 9108,1 руб.

Предложения производству.

Для повышения валовых приростов, выращивания здорового молодняка, нормализации биохимических процессов, лейкоцитарной формулы и элиминации тяжелых металлов рекомендуем использовать в кормлении телят орга-но-минеральную композицию в сухом виде из расчета суточной дозы: хитозан 25 мг/кг, цеолит 250 г, янтарную кислоту 50 мг.

Заключение

.

Многочисленные исследования по снижению уровня токсичных веществ в организме при использовании в животноводстве гелиевых форм хитозана дали положительные результаты: успешно применены для лечения и профилактики диспепсий у молодняка сельскохозяйственных животных (Стрекозо-ва Е.Н., 2004; Веротченко М. А., Фомичев Ю. П., 2006) — установлено на телятах выраженное противолучевое действие препаратов хитозана (Фомичев Ю.П.и Пучков Ю. Н., 2001) — проявлен положительный эффект в сорбции радионуклеидов (Сафонов В, 2001) — профилактическая эффективность хитозана в отношении желудочно-кишечных болезней телят составила 80−85% (Топурия Л.Ю., 2006).

Результаты наших исследований по эффективности выращивания телят при использовании в кормлении энтеросорбентов, позволили определить суммарное содержание тяжелых металлов в рационах телят I и II периодов выращивания. Во всех опытных группах суммарное содержание тяжелых металлов незначительно отличается от контрольной, кроме группы ЗБ, получавшей цеолит с янтарной кислотой. Во второй период выращивания содержания тяжелых металлов значительно возросли, особенно в группе 2А, получавшей хитозан с янтарной кислотой.

Представлены рационы кормления телят I и II периодов выращивания, позволяющие получать среднесуточные привесы 700 г и выше. Данные по динамике изменений среднесуточных привесов телят показывают, что скармливание хитозана, цеолита и янтарной кислоты способствовало увеличению среднесуточных привесов у телят в течение 6 месяцев, а именно в группе 2А на 37,2%, ЗА на 55,07%. Животные опытных групп превосходили контрольных по живой массе на 21,7% (2А) и 34,04№ (ЗА).

Использование хитозана с янтарной кислотой и хитозана с цеолитом и янтарной кислотой привело к увеличению среднесуточных привесов и валового прироста. Применение цеолита с янтарной кислотой целесообразно в течение 6 месяцев.

Кровь при относительном постоянстве состава представляет собой лабильную систему, зависящую во многом от метаболических процессов в организме. Изменчивость показателей, характеризующих состав крови в организме, происходит в определенных пределах, являющихся физиологической нормой. Морфологический и биохимический состав крови является показателем физиологического состояния организма и тесно связан с продуктивными и адаптационными качествами животных (Са-мохин В.Т., 2003 г., Васильева О. В., 1987 г.).

Различные вещества обладают биологическим действием на кроветворную систему, тормозя или стимулируя её деятельность. Поэтому определение ряда биохимических показателей крови позволяет уточнить картину происходящего в организме.

Содержание общего белка в изучаемых группах составляло от 60,3 до 73,0 г/л.

Содержание мочевины связано с усилением азотистого обмена и повышенной способностью к утилизации азота и большего его накопления в организме, что характерно для животных III, IV групп, получавших цеолит с янтарной кислотой и цеолит и хитозан с янтарной кислотой.

Содержание мочевины тесно связано со снижением кадмия в процессе роста телят при высоких коэффициентах корреляций R= 0,63 и R= 0,77.

Применение хитозана с янтарной кислотой и цеолита с янтарной кислотой группы II, А и III, А привело к снижению содержания общего белка на 13,6 и 17% по сравнению с контролем.

Синтез белка является одной из важнейших функций печени, изменения в белковом обмене свидетельствуют о недостаточной синтетической функции её. Однако значительного снижения альбуминов и увеличения глобулинов и повышения ферментов переаминирования не обнаружено (Самохин В.Т., 2003 г.).

Дальнейшее использование в кормлении телят хитозана и цеолита с янтарной кислотой способствовали повышению интенсивности белкового обмена. Содержание общего белка в II и III группах было выше контроля на 21,0% и 18,2% соответственно.

За время проведения исследований уровень мочевины в сыворотке крови телят вырос в опытных группах. Следует отметить, что в период роста телят в возрасте 6 месяцев между содержанием белка и мочевины в 2-ой опытной группе наблюдалась отрицательная зависимость, что может свидетельствовать об усиленном расходовании белков на энергетические цели или недостаточной сбалансированности рационов по аминокислотам.

Содержание мочевины в III и IV опытных группах достоверно увеличивается с возрастом телят и повышением уровня белка, что соответствует физиологически нормальному соотношению процессов её образования и выведения.

Печень и почки — это органы — мишени при поступлении тяжелых металлов в живой организм.

Объективным клиническим показателем функционирования состояния печени является активность ферментов переаминирования. Токсическое воздействие избыточного количества токсических элементов в кормах и воде приводит к нарушению структуры и функции и гепатоцитов и в первую очередь высвобождается и поступает в кровь цитозольный фермент-AJIT, а затем митохондриальный ACT (Таирова А.Р., 2000 г.).

С возрастом мы наблюдали повышение активности AJIT во всех группах, кроме контрольной.

Содержание ACT снижено на 3,1% во II группе и возрасло в III и IV к шестимесячному возрасту на 37 и 24,9% соответственно. Это обусловлено прежде всего тем, что AJIT преимущественно содержится в тканях печени, тогда как ACT ещё в сердечной мышечной ткани и мозге. Скармливание телятам цеолита янтарной кислотой (III гр.) и цеолита с хитозаном и янтарной кислотой (IV гр.) способствовало повышению содержания ACT и нормализации функции печени.

Уровень содержания AJ1T связан со свинцом в процессе выращивания (R = 0,75−0,79). ACT связана со всеми тяжелыми металлами в разные периоды выращивания с коэффициентами корреляций (от R=0,58 до R=0,88).

Проведенный регрессионный анализ показал, что увеличение содержания кальция в опытных группах связано со снижением свинца, кадмия, цинка при соответствующих коэффициентах корреляций (R=0,71- R=0,93- R= 0,71).

Содержание основного элемента углеводного обмена глюкозы тесно связано с цинком, и представлено коэффициентами корреляции R=0,90 и R=0,94.

Проведенные биохимические исследования показали, что снижение содержания тяжелых металлов в крови телят приводит к увеличению общего белка, AJIT, кальция, фосфора, глюкозы и снижению альбуминов.

Составлены уравнения регрессий и выявлены высокие коэффициенты корреляций от (R=0,52 до R=1,0) между тяжелыми металлами и биохимическими показателями, особенно тесные взаимосвязи образуют кадмий и свинец. Наши данные подтверждены рядом исследований.

Введение

кислоторастворимого хитозана позволило усилить обменные процессы и скорректировать активность иммунной системы (Фомичев Ю.П. и др., 2004 — Донник И. М. и др., 2001; Большакова И. Н. и др., 2002).

Стимулирующее влияние хитозана, цеолита и янтарной кислоты на гемолиз проявилось в повышении концентрации гемоглобина в крови телят опытных групп, при оптимальном содержании эритроцитов в II опытной группе, позволило нормализовать содержание лейкоцитов.

Нами дана картина изменений содержания тяжелых металлов в крови растущих телят. Определение количественных характеристик содержания тяжелых металлов при включении в рацион хитозана в различных сочетаниях с цеолитом и янтарной кислотой привело к достоверному увеличению кадмия в крови. Снижение его продолжалось в течение 4 месяцев, самым значительным в 4,25 раза оно было во II группе, получавшей хитозан с янтарной кислотой.

Свинец и медь имеют тенденцию снижения, обусловленную возрастными изменениями во всех опытных группах. Максимальное снижение свинца в 2,4 раза зафиксировано в крови телят II группы, минимальное в 1,05 раза в IV группе. Содержание цинка в крови телят увеличилось, максимальным рост его отмечен в II и IV группах в 3,3 и 3,6 раза соответственно.

Очевидно, это связано с тем, что компоненты хитозана с высокой молекулярной массой набухают или растворяются в кислой среде желудочно-кишечного тракта и действуют как высокоэффективный адсорбент, способствуют связыванию и выведению из организма различных токсических веществ, в том числе и тяжелых металлов (Горовой Л.Ф., Косяков В. Н., 2002). Можно предположить, что хитозан вместе с янтарной кислотой более эффективен в этом отношении и обладает достаточно выраженной способностью ограничивать поступление в организм телят кадмия и свинца и способствует их эвакуации через желудочно-кишечный тракт, чем другие сорбенты.

Использование природного вермикулита позволяет снизить в крови содержание свинца на 79,6%, никеля на 92,2% и увеличить магний почти в 2 раза. Скармливание минерала ирлит бычкам на откорме снижает содержание солей тяжелых металлов в крови до уровня ПДК (Осикина Р.В., 2003 г.).

Это предположение подтверждает данные по содержанию тяжелых металлов в кале молодняка телят. Результаты показывают, что введение в рацион телят 25 мг/кг хитозана и 25 мг на голову в сутки янтарной кислоты способствуют максимальному выведению через желудочно-кишечный тракт кадмия 0,632 мг против 0,298 мг в контроле. В этой же группе выделение кадмия из организма телят с мочой было максимальным 0,093 мг/кг. Наилучшей способностью к выделению ТМ через почки обнаружена у молодняка II группы, сумма их составила 4,53 мг/кг против 2,16 мг/кг в контроле.

Применение хитозана, цеолита и янтарной кислоты при кормлении молодняка крупного рогатого скота обеспечивало высокую экономическую эффективность выращивания телят. Себестоимость 1ц привеса, при этом, снижалась на 850,83−1023,02 руб. во 2 группе с использованием хитозана и цеолитана 1443,87 -320,69 руб. в 3 группе с цеолитом и янтарной кислотойна 427,96−747,52 руб. в 4 группе при скармливании хитозана, цеолита и янтарной кислоты в течение 6 и 4 месяцев соответственно. Была получена дополнительная прибыль от использования добавок в расчете на одну голову во 2 группе — 2890,50−1780,15 руб., в 3 группе — 4846,62−421,46 руб., в 4 группе 1554,18−1861,68 руб.