Сохранение биоресурсного потенциала молочного скота в условиях нефтегазового техногенеза (14.09.2009)

Автор: Ахметзянова Фирая Казбековна

- предложить критерии и количественные характеристики нормирования поступления тяжелых металлов из почвенно-растительного покрова загрязненных сельскохозяйственных угодий в рационы лактирующих коров;

- разработать способы снижения тяжелых металлов в молоке коров путем изменения технологии содержания и кормления животных, состава и структуры рационов, использования в рационах коров природных сорбентов и препаратов ферроцианидов, а также минеральных солебрикетов с ферроцином;

- оценить белковый состав и физико-химические свойства молока коров после применения сорбентов;

-определить экономическую эффективность предлагаемых способов снижения поступления тяжелых металлов из рациона в молоко коров.

Научная новизна работа. Установлено, что закономерности миграции тяжелых металлов в трофической цепи молочного скота в условиях нефтегазового техногенеза имеют свои особенности. Автором впервые проведен сравнительный анализ действия ряда экологических и физико-химических факторов на переход тяжелых металлов из почвенно-растительного покрова в разные кормовые и зерновые культуры, в организм молочного рогатого скота при разных режимах производства кормов, содержания и кормления животных на загрязненных сельскохозяйственных угодьях. Впервые предложены методические подходы к оценке допустимых уровней загрязнения тяжелыми металлами и нормированию их в кормах и рационах молочного скота.

Выявлена роль комплекса природных сорбентов, препаратов ферроцианидов и минеральных веществ в ограничении поступления тяжелых металлов в организм продуктивных животных и продукцию (молоко).

На основании результатов экспериментальных и научных исследований усовершенствована система контроля техногенной безопасности (мониторинг) в кормопроизводстве и скотоводстве. Дана оценка молочной продуктивности коров и фракционного состава молока и молочных продуктов после применения сорбентов.

Впервые разработан способ снижения концентрации тяжелых металлов в молоке коров минеральных солебрикетов с сорбентом и макро-, микроэлементами в виде свободной минеральной подкормки:

Практическая значимость работы. Результаты настоящей диссертации находят практическое применение при проведении мероприятий по ликвидации и смягчению последствий техногенного загрязнения сенокосов, пастбищ, кормов, рационов продуктивных животных и производству нормативно чистых продуктов животноводства, разработке выходных практических нормативных документов по использованию и реабилитации сельскохозяйственных угодий с повышенной плотностью загрязнения тяжелыми металлами для создания лугопастбищного кормопроизводства и соответствующей кормовой базы, которые бы позволяли устойчиво и научно обоснованно вести молочное скотоводство для снабжения населения кондиционными молочными продуктами. Результаты проведенных исследований являются основой для разработки и внедрения в практику сельскохозяйственных предприятий и личных подсобных хозяйств допустимых норм концентраций тяжелых металлов в различных кормах и рационах крупного рогатого скота, выращиваемых на разных типах почв и используемые в разных хозяйственно-полезных целях. Они используются также для периодической оценки и улучшения экологической обстановки в зоне техногенного прессинга и при составлении прогноза вероятного загрязнения тяжелыми металлами кормов и молочной продукции при размещении кормовых культур в севооборотах и обосновании специализации ведения отраслей животноводства на загрязненных сельскохозяйственных угодьях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Научные основы ведения молочного скотоводства в зоне техногенного загрязнения сельскохозяйственных угодий (на примере Республики Татарстан) в условиях нефтегазового техногенеза позволяют получать нормативно чистую продукцию животноводства (молоко) и биологически полноценные белково-молочные продукты, отвечающие требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

2. Установление закономерностей миграции тяжелых металлов в трофической цепи лактирующих коров в зависимости от различных факторов в условиях техногенного загрязнения сельскохозяйственных угодий позволяет разработать и рекомендовать способы снижения поступления загрязнителей в сельскохозяйственную продукцию путем изменения технологии содержания и кормления животных.

3. Предложены методические подходы к оценке допустимых уровней загрязнения тяжелыми металлами и нормированию их в кормах и рационах молочного скота.

4. Использование в рационах лактирующих коров препаратов ферроцианидов (бифежа, ферроцина) не оказывает отрицательного влияния на фракционный состав белков молока и белково-молочных продуктов (сыра, творога), сохраняя тем самым их высокую биологическую полноценность;

4. Научно обоснована и экспериментально доказана экономическая эффективность способов снижения тяжелых металлов из рациона в молоко коров при использовании в рационах природных сорбентов, препаратов ферроцианидов и минеральных веществ.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и одобрены на научно-производственной конференции по актуальным проблемам ветеринарии и зоотехнии, Казань, 2001; Всероссийской научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения агроэкосистемы», Казань, 2001; научно-практической конференции «Актуальные экологические проблемы РТ», Казань, 2003; научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения безопасности и устойчивости функционирования объектов экономики на рубеже XXI века», Казань, 2003; Международной конференции «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов», Казань, 2003; Международной научно-производственной конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса, Казань, 2003; инновационном форуме Республики Татарстан 8 июля 2004 г., г. Альметьевск; VI Республиканской научной конференции по «Актуальным экологическим проблемам Республики Татарстан» 7-9 декабря 2004 г., Казань; V Московском международном салоне инноваций и инвестиций 15-18 февраля 2005 г. в ВВЦ, г. Москва; Конференции международного фонда «Инновационные технологии для человека. Устойчивое развитие территорий. Качество жизни» 4-6 июля 2005 г., Казань; Международном симпозиуме «Научные основы обеспечения защиты животных от экотоксикантов, радионуклидов и возбудителей опасных инфекционных заболеваний» 28-30 ноября 2005 г., Казань; Международном симпозиуме «Агроэкологическая безопасность в условиях техногенеза» 21-23 июня 2006 г., Казань (Россия); 8-ой международной специализированной выставке «Энергетика. Ресурсосбережение» 5-7 декабря 2006 г., Казань; Международной научно-практической конференции, посвященной 135 – летию Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана «Современные подходы к развитию АПК», Казань, 2008.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 41 печатная работа, в том числе 10 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ (журналах «Ветеринарный врач» – 2, «Молочное и мясное скотоводство» – 1, в трудах ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана» – 7), а также в материалах международных, всероссийских, региональных научных конференций и в монографии «Адаптация агроэкосферы к условиям техногенеза» под редакцией член-корреспондента АН РТ Р.Г. Ильязова (2006).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований, а также положения, сформулированные в диссертации, предложены для внедрения в технологию содержания и кормления молочного скота в отделении Кичуй ОАО «имени Токарликова» Альметьевского района, СПК «Александровское», ООО «Нур» Заинского района Республики Татарстан.

Объем и структура диссертации. Диссертация включает следующие разделы: введение, обзор литературы, материал и методики исследований, результаты собственных исследований, заключение, выводы, практические предложения, список используемой литературы, который содержит 383 источника, в том числе – 108 иностранных авторов, приложение. Работа изложена на 284 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 67 таблицами и 1 схемой.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материал и методы исследований

Работа выполнена на кафедре кормления сельскохозяйственных животных в ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана» (ФГОУ ВПО КГАВМ) и лаборатории экологических проблем Академии наук Республики Татарстан (АН РТ). Исследования проводились по тематике фундаментальных научных исследований – грантам Академии наук Республики Татарстан № 08-05 / 2000; № 04.-4.5-81 /2002 (Ф); № 04.-4.5-158 / 2002 (Ф);№ 04.-4.5-206 /2003 (Ф); № 04-4.5-253 / 2004 (Ф); № 04-4.5-259 / 2005 (Ф); № 04-4.6-25 / 2006 (Г).

В Республике Татарстан интенсивная нефтедобыча ведется в северо- и юго-восточной зоне, на долю которой приходится более 90 % добываемой нефти. Здесь расположены основные предприятия нефтедобычи, нефтехимической промышленности и ведется углубленная нефтегазопереработка с вовлечением в эксплуатацию месторождений тяжелой нефти, и особенно, битума с высоким содержанием экологически опасных примесей, в том числе тяжелых металлов. В результате отмечается существенное загрязнение ландшафтов и сельскохозяйственных угодий (естественных сенокосов и пастбищ, пашни, кормовых и зерновых угодий).

Основными источниками техногенного загрязнения сельскохозяйственных угодий в регионе являются нарушение технологического процесса, прорыв трубопроводов, который достигает 12000 случаев ежегодно, разгерметизация и неполадки различных нефтяных установок и механизмов. По данным министерства экологии Альметьевский, Заинский и Нижнекамский районы относятся к числу наиболее загрязненных нефтью и нефтепродуктами территорий РТ.

В данном регионе расположены следующие загрязняющие агроэкосистему предприятия: Заинская ГРЭС, НГДУ «Заинскнефть», ЗАО «ТАТЕХ», ООО «КамАЗ – Автотехника», ОАО «Заинский сахар, ОАО «Татнефть», ОАО «АЛНАС», Альметьевский трубный завод, Управления «Татнефтегазпереработки» (МГПЗ, ТУВ), НПС «Калейкино», ОАО «СЗМН», РРНУ ОАО «СЗМН», «Нижнекамскнефтехим», «Нижнекамскшина» и другие.

В связи с вышеперечисленным, данную промышленную зону можно отнести к региону воздействия нефтегазового техногенеза.

Для проведения экспериментальных исследований нами были выбраны базовые хозяйства по принципу влияния техногенных выбросов от расположенных предприятий: нефтегазодобычи и нефтегазопереработки в Альметьевском – ОАО «имени Токарликова», «Урсала», «Нефтяник», топливной и энергетической в Заинском – СПК «Нур» и «Александровское», нефтехимической промышленностей в Нижнекамском районах – СПК «Шингальчи», «Нижнекамский» и «Каенлы».

Отбор и подготовку проб почвы и кормов для исследования на содержание тяжелых металлов проводили в соответствии с «Методическими указаниями по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства» (1992), а также по рекомендациям В.В. Ковальского, А.Д. Гололобова (1982) и Е.А. Петуховой (1989).

Подготовку проб зерна, кормов и молока проводили по ГОСТам 12036-85, 26929-84 и 30178-96 («Сырье и продукты пищевые»).

Во всех пробах и образцах почв, кормов, молока определяли содержание свинца, кадмия, меди, цинка методом атомно-адсорбционного спектрального анализа в пламени ацетилен-воздух в аккредитованных лабораториях ЦНИИгеолнеруд, ФГУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» и ФГУ ЦАС «Татарский» (ГОСТы 26929-94; 30178-96).

Коэффициенты накопления тяжелых металлов в продукции растениеводства и перехода в продукцию животноводства (молоко) рассчитывали по формуле, разработанной Сироткиным А.Н. и Ильязовым Р.Г. (2000 г.).

где КНi – коэффициент накопления i-го элемента из 1 кг почвы в 1 кг корма;

Сi (К) – концентрация i-го элемента в корме (мг/кг);

Сi (П) – концентрация i-го элемента в почве (мг/кг).

Для определения параметров перехода тяжелых металлов из рациона в молоко и влиянию на него различных факторов (способа содержания, типов кормления, состава и структуры рационов, содержания сырой клетчатки др.) отбор почв, зеленой массы, грубых, сочных и концентрированных кормов, молока производили сопряженным способом. Для изучения влияния способа содержания на снижение поступления токсикантов в молоко коров в отделении Кичуй ОАО «имени Токарликова» был проведен научно-хозяйственный опыт (таблица 1). Коровы контрольной группы выпасались на пастбище и дополнительно подкармливались концентрированными кормами из расчета по 3 кг на голову в сутки, а опытной – получали ту же зеленую массу, что и контрольные животные, только предварительно скошенную и заданную в кормушки. На основании полученных данных по содержанию тяжелых металлов в почве, кормах и молоке, рассчитывали коэффициенты перехода из почвы и рациона в молоко токсикантов по следующей формуле:

где КПi – коэффициент перехода i-го элемента из почвы (суточного рациона) в 1 кг молока;

Сi (К) – концентрация i-го элемента в молоке (мг/кг);

Пi (Р) – содержание i-го элемента в почве (мг/кг) и рационе (мг/сут.).

С целью определения эффективности снижения перехода тяжелых металлов из рациона в молоко при использовании в кормлении лактирующих коров (цеолита Шатрашанского месторождения (РТ) «Шатрашанита», Майнинского (Ульяновская область) «Майнинита», бентонита, ферроцианидов (бифежа, ферроцина), а также минеральных солебрикетов с ферроцином проведен ряд научно-хозяйственных опытов (таблица 1).

Таблица 1 – Схемы научно-хозяйственных опытов на дойных коровах в базовых хозяйствах Альметьевского и Заинского районов РТ


загрузка...