close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000100642

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Хомченко Ольга Степановна
ЛИТИЙ В СРЕДЕ И ОРГАНИЗМАХ СРЕДНЕГО ПРИАМУРЬЯ
И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЖИВОТНЫХ
03.00.16 – экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Владивосток – 2006
Работа выполнена в отделе животноводства Государственного научного учреждения
Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени научно-
исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор,
заслуженный деятель науки РФ
Христофорова Надежда Константиновна
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор
Костенков Николай Максимович
кандидат биологических наук,
старший научный сотрудник
Ковековдова Лидия Тихоновна
Ведущая организация:
Защита состоится
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН
октября 2006 г. в
часов на заседании диссертационного
совета Д 212.056.02 при Дальневосточном государственном университете МОН
РФ по адресу: 690600, г. Владивосток, Океанский проспект, 37. Научный музей
ДВГУ.
Факс: (4232) 26-85-43
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Дальневосточного государственного университета МОН РФ.
Автореферат разослан
сентября 2006 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат биологических наук
Ю.А. Галышева
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Литий – щелочной металл. Относится к «новейшим»
условно эссенциальным микроэлементам (Авцин и др., 1991). Содержание его в
организмах не превышает нескольких мг/кг массы тела, однако элемент проявляет
высокую биологическую активность: участвует в регуляции деятельности нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной, репродуктивной, выделительной и иммунной систем (Любимов и др., 1980, 1981; Галенко-Ярошевский и др., 1985,
1986; Крыжановский и др., 1984, 1986; Зурдинов и др., 1989; Султанов, 1999;
Кудрин, 2001). У животных дефицит лития приводит к отставанию в росте, рождению слабого или нежизнеспособного потомства (Анке, 1985), развитию гинекологических заболеваний (Преображенский, 2000) и доброкачественных новообразований (Михалёва и др., 2001).
В настоящее время соли лития являются базисными при лечении маниакально-депрессивного психоза и шизофрении, применяются при депрессиях и
стрессах (Иовчук, 1980; Любимов и др., 1980; Северный и др., 1984; Яворский и
др., 1984; Графова, Данилова, 1985). В качестве вспомогательных средств используются при лечении тиреотоксикоза, ишемической болезни сердца, алкоголизма (Пименов, 1982; Галенко-Ярошевский и др., 1986; Зурдинов и др., 1989). В
районах с повышенным содержанием лития в питьевой воде ниже количество
сердечно-сосудистых и психических заболеваний (Blachly, 1969; Voors, 1972;
Dawson et al., 1972, 1978).
Содержание лития в компонентах среды Дальнего Востока до настоящего
времени мало изучено. Имеющиеся данные касаются территорий рудных месторождений (Ивашов, 1991) и свидетельствуют о высоком уровне лития в зоне редкометальных месторождений и резком снижении его концентраций при удалении
от них. Исследований, касающихся обеспеченности животных элементом, не
проводилось.
Цель работы – оценка уровней содержания лития в среде и организмах
Среднего Приамурья (почвы, воды, растения, дикие и сельскохозяйственные животные) и влияния его добавок на рост и физиологические процессы животных.
3
Задачи исследования:
1. Определить содержание лития в почве сельскохозяйственных угодий и в природных водах Среднего Приамурья.
2. Выявить концентрации лития в растениях, органах и тканях диких и сельскохозяйственных животных Среднего Приамурья.
3. Установить содержание лития в рационах крупного рогатого скота (Bos taurus) черно-пестрой породы в зимний и летний периоды.
4. Определить влияние различных концентраций лития на развитие куриных эмбрионов.
5. Оценить влияние литиевых добавок на рост и физиологические процессы белых мышей, крупного рогатого скота и кур.
Научная новизна
Впервые проведена оценка уровней содержания лития в почвах, водах и
растениях Среднего Приамурья. Выявлено пониженное содержание подвижных
форм элемента в почве сельскохозяйственных угодий относительно кларковых
величин и, как следствие, снижение концентраций элемента в растительных кормах и рационах сельскохозяйственных животных.
Среди местной флоры выделен вид – гравилат аллепский /Geum allepicum/,
способный в надземной части содержать лития на порядок величин выше, чем окружающая растительность.
Впервые отмечена способность крупного рогатого скота удерживать и перераспределять литий в организме в ответ на снижение его уровня в рационе.
Дана оценка влияния различных доз лития на рост и физиологические процессы крупного рогатого скота и кур.
Практическая значимость
Выявленные концентрации лития в воде и растениях позволили рассчитать
содержание лития в рационах животных. Оценка влияния различных доз лития на
физиологические процессы позволяет балансировать рационы по данному микроэлементу по видовым, возрастным и целевым критериям.
4
Защищаемые положения
Содержание подвижных форм лития в поверхностных слоях почвы сельскохозяйственных угодий Среднего Приамурья ниже кларкового значения и, как
следствие, снижен уровень содержания элемента в кормах растительного происхождения и рационах животных. В качестве дополнительного источника лития
может быть использована вода из артезианских скважин, имеющая более высокие
(на 1 – 2 порядка величин) концентрации элемента. Недостаток лития в рационе
животных должен восполняться с учетом биологического оптимума дозами до 1
мг/кг массы тела.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на: VI
краевой научной конференции
молодых ученых и аспирантов (г. Хабаровск,
ИВиЭП, 2004); III и IV Казьминских чтениях (п. Восточный, ГНУ ДВ ОТКЗ
НИИСХ, 2004, 2005); Дальневосточной научно – практической конференции молодых ученых «Совершенствование форм и методов работы молодых ученых
ДВНМЦ РАСХН в организации научного обеспечения Дальнего Востока» (п. Тимирязевский, ПримНИИСХ, 2005); Региональной конференции «Молодые ученые – агропромышленному комплексу Дальневосточного федерального округа»
(г. Благовещенск, ДальГАУ, 2005);
на заседаниях отдела животноводства и
Ученого совета ГНУ ДВ ОТКЗ НИИСХ (п. Восточный, 2004, 2005, 2006) и кафедры экологии ДВГУ (г. Владивосток, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики исследований, результатов собственных исследований, выводов, списка литературы, включающего 165 источников, в том числе 35 иностранных, и 6 приложений. Работа
изложена на 118 страницах, содержит 23 таблицы, 17 рисунков.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю
д.б.н., профессору, заслуженному деятелю науки РФ Н.К. Христофоровой,
а также глубокую признательность к.с.-х.н., доценту М.Т. Ключникову,
к.с.-х.н., с.н.с. Л.И. Наумовой, лаборанту Л.В. Базилевич за техническое
оснащение экспериментов, методическую и практическую помощь.
5
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Литий в окружающей среде. Биологическое действие лития
(обзор литературы)
В главе рассмотрено распространение лития в почвах, водах, растениях,
уровни его содержания в организмах животных и человека. Обозначены антропогенные источники поступления лития в окружающую среду. Раскрыта биологическая роль лития. Указаны области применения и эффективность лития в медицине и животноводстве. Приведены сведения о токсических и терапевтических дозах микроэлемента.
Глава 2. Район работ. Материалы и методы
Исследования проводились в 2000 – 2005 гг. в г. Хабаровске и его окрестностях, а также в 11-и хозяйствах края, расположенных на территории трех основных сельскохозяйственных районов – Хабаровского, Вяземского, имени Лазо.
Объектами изучения были почвы сельскохозяйственных угодий, подземные
и поверхностные воды, растения, корма, домашние и дикие животные.
Отбор образцов почв и подготовка их к анализу выполнены согласно ГОСТ
17.4.01. – 83 и рекомендациям по агрохимическому исследованию почв (Аринушкина, 1962; Агрохимические …, 1969). Пробы воды – согласно ГОСТ Р 51592 –
2000. (При анализе вод их
предварительно
концентрировали упариванием.)
Корма, растительные и животные образцы – согласно методикам, описанным П.Т.
Лебедевым и А.Т. Усович (1976), ГОСТ 27262 – 87, ГОСТ 3622 – 68, ГОСТ 27548
– 97, ГОСТ 7269 – 79, ГОСТ Р 50396.0 – 92, ГОСТ 30364.0 – 97. Растения для
анализа были собраны на территории опытного хозяйства «Восточное», расположенного в 14 км от г. Хабаровска, в конце июня – начале июля в период цветения.
У деревянистых растений анализировали листья, у травянистых – надземную
часть.
Опыты по изучению токсического действия солей лития проведены на беспородных белых мышах обоих полов в соответствии с санитарными правилами
(Беленький, 1963; Методы ..., 1970; Федеральные ..., 1998). Раствор сульфата лития вводили внутрибрюшинно. Величина LD50 рассчитывалась по методу Беренса.
6
При изучении длительного воздействия лития на мышей использовали карбонат лития, который давали в смеси с кормом в количестве 1,5 мг/кг массы тела
(в пересчете на элемент) 1 раз в сутки.
При изучении влияния лития на развитие куриных эмбрионов использовали
сульфат лития в дозах 0,5; 1,0; 1,5 мг Li на 1 кг яичной массы. Стерильный раствор вводили непосредственно в яйцо. Контроль над инкубацией осуществляли
согласно рекомендациям ВНИТИП (Пособие ..., 1992; Инкубация ..., 1997). Учитывали процент вывода здорового молодняка, количество и возраст погибших эмбрионов. Оценку экстерьерных и интерьерных показателей молодняка проводили
в суточном возрасте (Бессарабов, 1982; Орлова, 1987).
Опыты с участием сельскохозяйственных животных проводились групповым методом (Овсянников, 1976) в соответствии рекомендациями ВИЖ (1973,
1982, 1983) и ВНИТИП (1992, 1999, 2000). Кормление и условия содержания
соответствовали зоотехническим нормам (Нормы …, 2003).
Опыты на крупном рогатом скоте проведены в ГОПХ «Восточное» на молочном скоте черно-пестрой породы
в зимне-стойловый период содержания.
Препарат давали один раз в сутки в смеси с кормом. Учет молочной продуктивности осуществляли по контрольным дойкам, изменения живой массы – по ежемесячным контрольным взвешиваниям животных.
Опыты с птицей проведены на петушках яйценоского направления кросса
«В12». Корректировка доз препарата осуществлялась еженедельно, после контрольного взвешивания. Обменный опыт и контрольный забой птицы проведены
в 24-недельном возрасте.
В крови изучали содержание: гемоглобина (по Сали); лейкоцитов и эритроцитов (в камере Горяева); фосфора неорганического в сыворотке крови (в модификации Антонова, Блинова); кальция (комплексометрическим методом); общего
белка в сыворотке крови (рефрактометрически); резервную щелочность плазмы
(по Раевскому).
При проведении обменных опытов учетные показатели определяли в соответствии с ГОСТами: влага – ГОСТ 13496.3; протеин –
7
ГОСТ 13496.4; жир –
ГОСТ 13496.15; клетчатка – ГОСТ 13496.2; зола – ГОСТ 13496.14; фосфор –
ГОСТ 26657; кальций – ГОСТ 26570.
Анализ
проб
на
содержание
лития
был
выполнен
пламенно-
фотометрическим методом на спектрофотометре фирмы «Perkin-Elmer – 603»
(ошибка метода 8 %). Для контроля применяли ГСО растворов лития. Для исключения возможного загрязнения пробы реактивами в ходе анализа в каждую партию (50 шт.) были включены холостые пробы.
Статистическая обработка результатов проведена с помощью программы
Statisticа.
Всего исследовано 63 пробы почв, водные пробы из 20 различных источников, 83 вида растений, органы 9 видов животных и 5 видов птиц. В экспериментальных исследованиях было задействовано около 500 особей белых мышей, 200
штук куриных яиц, 140 голов птицы, 198 голов крупного рогатого скота. Всего
выполнено 1500 элемент-определений лития и около 700 прочих аналитических
определений.
Глава 3. Результаты и обсуждение. Содержание лития в среде и
организмах Среднего Приамурья
3.1.
Почвы и водные источники
Кларк лития в почве, по А.П. Виноградову (1957), составляет 30 х 10
-3
%.
Содержание лития в почвах полей и пастбищ опытного хозяйства «Восточное»
несколько ниже кларкового. Гумусный горизонт в почвах пастбищ содержит наименьшее количество лития, концентрация которого возрастает с глубиной. Подобная картина характерна и для неокультуренных почв, но общее содержание
элемента в них выше, что связано с отсутствием выноса элемента с продукцией. В
полях, где почва подвергается интенсивной обработке, верхние горизонты содержат примерно равное количество элемента, начиная с глубины 60 см количество
его заметно возрастает (рис. 1).
Практическое значение имеет только доступный для растений литий, так
как именно он активно вовлекается в трофические цепи. Как правило, такие формы элемента в почве составляют примерно 5 % от его общего количества (Каба8
та-Пендиас, Пендиас, 1989). В исследованных почвах содержание подвижных
форм колебалось от 0,12 до 0,68 мг/кг и также возрастало с глубиной.
Верх-
ние горизонты содержали его 1,3 – 1,9 % , нижние (ниже 50 см) – 5 % от общего
количества (рис. 2). Такое распределение объясняется подзолистым типом почв,
для которых характерно наличие горизонтов вымывания и вмывания.
Поле
Пастбище
Лесополоса
0-25
Глубина отбора проб, см
Глубина отбора проб, см
0-25
25-35
35-50
50-58
58-68
68-78
80-100
25-35
35-50
50-58
58-68
68-78
80-100
0
10
20
30
40
0
Содержание лития, мг/кг
0,2
0,4
0,6
Содержание лития, мг/кг
Рисунок 1 – Валовое содержание
Рисунок 2 – Содержание лития,
лития в почвах хозяйства «Восдоступного для растений
точное»
В верхних слоях почвы (до 25 см) сельскохозяйственных угодий исследованных районов содержание лития находилось в диапазоне 3 – 26 (среднее 16,4)
мг/кг. Содержание подвижных форм составляло 0,1 – 0,21 (среднее 0,17) мг/кг.
Средняя концентрация лития в поверхностных водах составляла 1,8
мкг/л, что почти в 2 раза ниже, чем в подземных – 3,8 мкг/л. Были выявлены
четыре подземные скважины с повышенным содержанием элемента: 17, 18, 73
и 79 мкг/л.
В местных минеральных водах максимальная концентрация лития – 2,32
мг/л – выявлена в лечебной минеральной воде «Хабаровская – 1». Наименьшая
9
0,8
концентрация отмечена в Корфовской минеральной воде (14 мкг/л), которая,
тем не менее, на порядок величин превосходила его содержание в обычной
питьевой воде данного района (1,3 мкг/л) (Хомченко, 2006).
3.2.
Растения
Среди исследованных растений было обнаружено высокое для данного
региона содержание лития в лютике ядовитом /Ranunculus sceleratus L./ и лютике ползучем /Ranunculus repens L./ – от 2,4 до 9 мг/кг сух. массы. В целом наиболее богаты литием оказались представители семейства розоцветные, содержащие его в среднем 2,44 мг/кг, затем следовали сложноцветные – 1,16 и бобовые – 1,05 мг/кг. Наименьшее количество лития найдено в злаках – 0,49 мг/кг
сух. массы.
В пищевых и кормовых растениях содержание лития не превышало 1
мг/кг сух. массы. В свежем виде овощи содержат элемента от 0,015 до 0,25 мг/кг,
зернобобовые – от 0,26 до 0,44 мг/кг. В процессе созревания уровень лития в
зерновых возрастает (рис. 3). Однако при полной спелости
в вегетативной
Содержание лития, мг/кг
сух. массы
части он на 30 – 103 % выше, чем в зерне.
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
Овес
Ячмень
Пшеница
Кукуруза
Молочная Восковая
Полная
Рисунок 3 –
Изменение концентрации лития в
процессе созревания зерна
Степень спелости
3.2.1. Влияние условий среды на уровень содержания лития в гравилате
аллепском
Наибольшее количество лития было выявлено в гравилате аллепском
/Geum allepicum Jacg./, который способен содержать элемента до 84 мг/кг сух.
10
массы в зависимости от места произрастания. Анализ образцов надземной части
гравилата, собранных вблизи автодорог, ТЭЦ № 3, аэропорта и на территории животноводческой фермы, показал возрастание концентрации лития в них вблизи
ТЭЦ и аэропорта, что, вероятно, связано с высоким содержанием элемента в углях
и введением литиевых добавок в авиационное топливо, но большая его часть поступает из биологических источников (рис. 4).
3,5
21,6
61,5
Автотранспорт
13,4
ТЭЦ
Аэропорт
3.3.
Рисунок 4 –
Отражение видов
хозяйственной
деятельности на изменение уровня лития в
гравилате аллепском,
отн. %
Животноводство
Животные
Основным источником лития для животных служат корма. Среди кормов
растительного происхождения наибольшее его количество найдено в кормах
Вяземского района, наименьшее – в кормах района имени Лазо, за исключением
концентратов, состав которых по районам значительно варьирует (рис. 5).
Количество лития, ежедневно потребляемое дойными коровами хозяйства
«Восточное» со средней живой массой 450 кг и среднесуточным удоем 16 кг, при
малоконцентратном типе кормления в летний период составляет 44,34 мг/голову
в сутки, в зимний – только 18,5 мг, что соответствует 2,46 и 0,9 мг/кг сух. вещества корма. Минимальной достаточной концентрацией
принято считать 3 мг/кг
(Anke, 1987).
При изучении распределения лития по органам и тканям животных в зимнее
и летнее время выявлена обратная связь между уровнем поступающего лития и
его содержанием в сердце (r = - 0,89), легких (r = - 0,77), мышцах (r = - 0,81),
Содержание лития, мг/кг сух.
массы
трава пастбищная
сено
силос кукурузный
2
1,62
1,5
1
концентраты
1,4
1,21
0,84
0,65
0,86
0,8
1,23
0,95
0,55
0,36
0,5
0,25
0
Имени Лазо
Хабаровский
Вяземский
Районы
Рисунок 5 – Среднее содержание лития в растительных кормах
крови (Р < 0,001; r = - 0,97). Отмечалось также некоторое снижение содержания
0,73+0,07
0,71+0,06
0,59+0,004
0,6
0,5
0,55+0,05
0,55+0,17
лето
зима
0,48+0,07
0,44+0,03
0,4
0,3
0,2
0,35+0,05
0,23+0,006
0,14+0,053
0,09+0,008
Мышцы
Сердце
Печень
Легкие
0,1
0
0,068+0,005
Молоко
0,7
0,84+0,14
Кровь
0,9
0,8
Почки
Содержание лития, мг/кг сухой
массы (для жидких сред - мг/л)
лития в молоке при возрастании его дефицита в рационе (рис. 6).
Исследуемый объект
Рисунок 6 – Концентрация лития в органах крупного рогатого скота в зависимости от периода содержания (N = 18)
В целом, уровень лития в организме крупного рогатого скота достаточно
низок. Сравнение его содержания в мышцах диких копытных и крупного рогатого скота показывает, что у диких животных оно выше: у кабана и оленя в 3 раза,
12
у косули – в 2,7 раза. Это, несомненно, связано с большим поступлением лития с
пищей, и еще раз свидетельствует об обеднении среды агроэкосистем данным
элементом (Хомченко, 2003).
Глава 4. Изучение дозы-эффекта при действии лития на животных
4.1. Влияние на репродукцию белых мышей
Опыт проведен на беспородных белых мышах, в течение трех поколений
содержавшихся на стандартных рационах, составленных преимущественно из
кормов местного производства со средним содержанием лития 0,3 мг/кг корма,
что соответствовало 0,25 мг/кг массы тела.
LD100 сульфата лития при внутрибрюшинном введении составила 122,5
мг/кг массы тела (в пересчете на Li), LD50 – 112,2 + 1,03 мг/кг; максимально переносимая доза – 100 мг/кг. Графически определенные LD84 и LD16 соответствовали
117,25 и 107,0 мг/кг, LD84 / LD16 = 1,1, что свидетельствует о низких компенсаторных способностях организма и о значительной возможности смертельного исхода при колебаниях высоких концентраций.
Ежедневное применение добавки лития в дозе 1,5 мг/кг массы тела в течение трех поколений не изменяло активности мышей, их аппетита, половых и материнских инстинктов, но способствовало увеличению числа детенышей в помете
(рис. 7).
Однако, если после рождения они переводились на обычный рацион,
данный эффект отсутствовал.
Количество особей
Контроль
Опыт
12
10
P < 0,001
Р < 0,001
P < 0,001
P < 0,05
8
Рисунок 7 – Влияние
литиевой добавки на
репродукцию
белых
мышей
6
4
А – общее количество мышат в
2
помете, В – количество мышат,
достигших половой зрелости
0
А
В
1 помет
А
В
2 помет
13
Воздействие указанной дозы лития на плод не приводило к повышению его
токсичности в постнатальном периоде. Однако длительное содержание мышей на
повышенном литиевом фоне снижало порог токсичности независимо от того,
подвергались ли животные воздействию препарата в перинатальный период развития.
4.2. Влияние на выводимость куриных яиц и качество молодняка
Введение лития в яйцо перед инкубацией вызывало увеличение эмбриональной смертности по сравнению с контролем при дозе 0,5 мг/кг на 8 %, при дозе 1,5 мг/кг – на 18 %.
Наибольшее число эмбрионов погибло с 7-го по 19-й
день развития. При дозе 1,5 мг/кг у суточного молодняка наблюдалось снижение
относительной массы печени и легких (Р < 0,01). Интерьерные показатели цыплят других групп находились на уровне контроля.
4.3. Влияние на рост и обменные процессы птицы
Содержание лития в полнорационных концентрированных кормах на птицефабриках Хабаровского района колеблется от 0,4 до 1,24 мг/кг (среднее 0,7)
мг/кг. Ежедневное поступление лития составляет 0,044 – 0,136 мг/голову в сутки,
что значительно ниже потребности – 0,33 мг/голову/сут. (Anke et al., 1987). В связи с чем было проведено исследование влияния литиевой добавки на петушков,
которые с 10-го дня жизни получали с кормом карбонат лития в дозах 0,5, 1,0, 1,5
мг/кг массы тела в пересчете на Li. Таким образом, суммарное потребление элемента составило
0,42; 7,92; 15,42; 22,92 мг/кг корма для контрольной, 1, 2 и 3-
й опытных групп соответственно.
Наилучшие результаты получены при использовании добавки 0,5 мг/кг
массы тела, которая обеспечивала более высокие темпы роста при меньшем потреблении корма, что обусловливалось более полным использованием питательных и минеральных веществ. Дозировка 1,5 мг/кг массы тела явилась избыточной.
Ее применение приводило к снижению скорости роста, вызывало отклонения в
картине крови и внутренних органах: по сравнению с контролем количество
лейкоцитов в крови возрастало на 80 % (Р < 0,001), относительная масса печени –
14
на 27 % (Р < 0,001), относительная масса семенников – на 19 % (Р > 0,05). С уве-
Функциональные показатели, в
% к контролю, Li - в % от
потребленного
личением содержания лития в рационе усвоение его снижалось (рис. 8).
Живая масса
Потребление корма
Усвоение протеина
Усвоение лития
140
Рискнок 8 –
Влияние различных доз лития на
рост и физиологические процессы
петушков
120
100
80
60
40
20
0
0,5
1
1,5
Добавка лития к рациону, мг/кг массы тела
При ежедневном потреблении одинакового количества лития уровень элемента в крови петушков был подвержен заметным колебаниям (рис. 9). Подобная картина была характерна не только для крови, но и для сердца, легких, печени, мышц и поджелудочной железы.
Концентрация Li, мг/л
контроль
1 опытная
2 опытная
3 опытная
2
Рисунок 9 –
1,5
Изменение
концентрации
лития в крови
петушков в
зависимости от
дозы и возраста
1
0,5
0
10
12
14
16
18
20
22
Возраст, недель
Влияние литиевой добавки на прирост живой массы начало сказываться с
8-недельного возраста. В возрасте 24-х недель петушки первой опытной группы
превосходили контроль в среднем на 215 г (13,2 %), второй – на 109 г (6,7 %).
15
Молодняк 3-й группы, напротив, с 12-й недели жизни начал отставать в росте и к
окончанию опыта весил на 86 г (5,3 %) меньше контроля (P < 0,001). Анатомическая разделка тушек показала превосходство 1 и 2-й опытных групп над контролем по массе полупотрошеной тушки – на 7% и 5 %, массе потрошеной тушки – на 3,7% и 2,9%, массе съедобных частей – на 4,3% и 2,6%, массе мышц – на
5,6% и 2%. Петушки 3-й опытной группы по всем показателям уступали контролю (Хомченко, Наумова, 2005).
4.4. Влияние на организм крупного рогатого скота
Потребление лития молодняком крупного рогатого скота в различные возрастные периоды колебалось от 0,01 до 0,03 мг/кг массы тела, для дойных коров –
около 0,04 мг/кг, при необходимом минимуме – 0,1 мг/кг.
В результате предварительных опытов выявлено, что подкормка взрослых
животных литием, в дозах от 0,8 до 2 мг/кг массы тела в течение десяти дней,
вызывает сходный подъем уровня элемента в крови – около 1,5 мг/л. Поэтому в
дальнейших опытах была использована концентрация 0,8 мг/кг массы тела. При
опытах на молодняке она была снижена до 0,2; 0,4; 0,6 мг/кг массы тела.
Использование Li2CO3 в качестве подкормки телятам двухмесячного возраста за первый месяц приводило к приросту массы тела пропорционально задаваемой концентрации. Однако в последующий месяц опытные животные стали
менее активны, наблюдалось снижение аппетита, замедление роста, снижение веса. В последующий после прекращения приема препарата месяц наибольший
привес был получен у телят 2-й опытной группы (добавка 0,4 мг/кг), что, вероятно, является следствием компенсаторного роста. Лучше других проявила себя
добавка 0,6 мг/кг (3-я группа), где был отмечен максимальный прирост массы тела в первый месяц опыта и минимальное снижение темпов роста во второй. В последующие два месяца после отмены препарата телята третьей группы превосходили контрольных (рис. 10). Как видно на рисунке, зависимость между величиной дозы и вызываемым эффектом не линейная. Несомненно, процесс отклика на
добавку является сложным, и мы пока не выявили всех его возможных составляющих (Хомченко, 2005).
16
Среднесуточный прирост массы
тела, г
Контроль
0,2 мг/кг
0,4 мг/кг
0,6 мг/кг
1000
Рисунок 10 –
Влияние различных доз лития на
изменение массы
тела телят
800
600
400
(N=24)
200
0
-200
1 мес.
2 мес.
1 мес.
Опыт
2 мес.
Наблюдение
При изучении действия добавки лития на коров-первотелок в период раздоя
(со 2-го по 11-й день лактации) и глубокостельных коров (с 9-го месяца стельности по 10-й день раздоя) использовали карбонат и сульфат лития. Опыты проводились методом сбалансированных групп. Всего было задействовано 135 голов
скота.
Перед отелом содержание лития в крови опытных и контрольных животных
было сходным и составляло 0,25 + 0,16 мг/л. С началом применения лития его
концентрация в крови постепенно нарастала и достигла максимума на седьмой
день, после чего начала снижаться.
Одновременно происходило возрастание
концентрации лития в молоке, максимум которой также пришелся на седьмой
день приема препарата. Изменение концентрации лития, как в молоке, так и в
крови коров, носило волнообразный характер и, в целом, было сходным. К 10му дню у опытных животных содержание лития в крови составило 0,78 + 0,27
мг/л, в то время как в контроле снизилось до 0,13 + 0,036 мг/л (Р < 0,05), в молоке – 0,31 + 0,15 мг/л, против контроля 0,07 + 0,030 мг/л (Р > 0,05).
При более продолжительном применении подкормки изменение концентрации элемента в крови также носило волнообразный характер с первым пиком
подъема концентрации на седьмой день и вторым – на 35-й день от начала опыта.
Второй подъем концентрации был более высок и достигал 1,7 + 0,45 мг/л, что в
17
5,7 раза превосходило контроль. В период снижения концентрация лития превосходила фоновые величины (0,29 + 0,04) в 3,3 раза (Р < 0,05). При этом наблюдались широкие границы реакции у разных особей (СV = 17 – 67 %).
При стельности восемь месяцев в крови коров отмечалось снижение резервной щелочности, повышение содержания кальция и белка. С началом лактации
у всех животных
происходило снижение содержания гемоглобина, белка,
зервной щелочности,
лейкоцитов и эритроцитов
ре-
и возрастала концентрация
фосфора в крови. Но у опытных животных это снижение было несколько меньшим, а количество лейкоцитов практически не снизилось. Уровень фосфора, напротив, возрос менее значительно (табл. 1).
Таблица 1 – Показатели крови коров
Группа
Резервная
щелочность, мг %
460-580
Среднее
447 + 2
Контроль
Опыт
424 + 15
457 + 24
Гемо- КальФосфор
глоций,
неорганибин,
мМ/л
ческий,
г/л
мМ/л
90-120 2,4-3,2
1,4-2,1
В начале опыта
109 + 2,54 +
2,37 + 0,19
0,5
0,1
В конце опыта
94,2 + 2,54 +
2,6 +0,2**
4,0**
0,1
97,1 + 2,8 + 0,2 2,46 + 0,3
4,4
Общий бе- Лейколок, г/л
циты,
тыс.
60-85
4,5-12
Эритроциты,
млн.
5-7,5
94,9 + 0,38
8,3 + 0,3 5,15 + 0,1
85 + 2,4***
5,4 +
0,5***
8,2 +
1,0*
89 + 3,4
4,53 +
0,2**
4,98 + 0,3
* Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001
Применение лития не отразилось на течении беременности и полученном
потомстве. Количество послеродовых осложнений, мертворожденных телят, масса
телят при рождении, а также сохранность приплода и среднесуточные привесы до
месячного возраста находились на уровне контроля.
Применение лития способствовало более быстрому восстановлению репродуктивной способности. Об этом свидетельствуют сроки наступления первой охоты. У опытных коров от отела до прихода в охоту проходило в среднем 38,6 + 4,8
дней, а у контрольных – 68,1 + 10 дней (Р < 0,001).
Молочная продуктивность
составила 1072 + 280 кг,
за 100 дней лактации
в контрольной группе
в 1-й опытной – 1141 + 232 кг, т. е. на 69 кг (6,1 %)
больше. Во 2-й опытной группе разница с контролем составила + 72 кг или 7,0 %.
18
ВЫВОДЫ
1.
Содержание лития в верхних слоях почвы исследованных сельскохо-
зяйственных угодий Хабаровского, имени Лазо и Вяземского районов Хабаровского края находится в диапазоне 3 - 26 (среднее 16,4) мг/кг. Содержание подвижных форм элемента составляет 0,1 - 0,21 (среднее 0,17) мг/кг.
2.
Содержание лития в поверхностных водах находится в пределах от 1
до 3 мкг/л, в подземных – от 2 до 79 мкг/л.
3.
Средняя концентрация лития в надземной части травянистых расте-
ний Хабаровского района составляет 1 мг/кг сух. массы (диапазон 0,26 – 6
мг/кг). Выделен вид – гравилат аллепский /Geum aleppicum Jacq., Rosaceae/, способный в надземной массе содержать лития на порядок величин больше, чем окружающая растительность.
4.
Оценка содержания лития в кормах показала дефицит элемента в ра-
ционах крупного рогатого скота. В летний период в рационе содержалось лития
2,5 мг/кг сух. вещества корма, в зимний – 0,9 мг/кг.
5.
Местный крупный рогатый скот, в течение многих поколений выра-
щиваемый в условиях периодического литиевого дефицита, адаптирован переносить его нехватку, регулируя выведение и перераспределение микроэлемента по
органам в зимний период.
6.
Определено, что повышенную смертность куриных эмбрионов вызы-
вали концентрации лития 0,5 и 1,5 мг/кг яичной массы. Концентрация 1,5 мг/кг
вызывала отклонения в развитии внутренних органов.
7.
Установлено, что литиевые добавки должны быть дифференцированы
с учетом биологического оптимума по видовым, возрастным и целевым критериям. Так, для повышения репродукции у белых мышей целесообразно использовать концентрацию 1,5 мг/кг массы тела, для наращивания массы тела петушков
– 0,5 мг/кг без ограничения срока применения. Для коров и телят зависимость доза/эффект проходит через максимум на 30-й день при концентрации 0,8 и 0,6
мг/кг массы тела соответственно.
19
8.
При ежедневном применении одинаковых доз лития уровень элемента
в молоке и крови коров и внутренних органах и крови петушков изменяется волнообразно. Степень усвоения элемента обратно пропорциональна количеству лития, потребленного с кормом.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1.
Хомченко О.С. Содержание лития в рационах крупного рогатого ско-
та Приамурья // Сб. научн. тр. ДВНИИСХ «Проблемы животноводства на Дальнем Востоке». – Хабаровск, 2003. – С. 94-98.
2.
Хомченко О.С., Наумова Л.И. Влияние лития на рост и развитие мо-
лодняка птицы //Птицеводство. – 2005. – № 12. – С. 21 – 22.
3.
Хомченко О.С. Литий как элемент минерального питания животных
// Матер. регион. науч. - практ. конф. «Молодые ученые – агропромышленному
комплексу Дальневосточного федерального округа», г. Благовещенск, 23 – 24 ноября 2005 г. – Благовещенск: ДальГАУ, 2005. – С. 110 – 113.
4.
Хомченко О.С. О фоновом содержании лития в почвах и водных ис-
точниках Среднего Приамурья // Матер. IV Казьминских чтений «Научные основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства на Дальнем
Востоке России», 29 ноября 2005 г. – Хабаровск: ДВНИИСХ РАСХН, 2006. – С.
97 – 102.
5.
Хомченко О.С. Литий в кормлении кур // Матер. IV Казьминских чте-
ний «Научные основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства на Дальнем Востоке России», 29 ноября 2005 г. – Хабаровск: ДВНИИСХ
РАСХН, 2006. – С. 197 – 201.
6.
Хомченко О.С. О естественном литиевом фоне в Приамурье и влия-
нии его коррекции на организм крупного рогатого скота // Матер. науч. сессии,
посв. 70-летию ДальНИИСХ «Энергосберегающие технологии возделывания
сельскохозяйственных культур в условиях Дальнего Востока», 14 – 15 июля 2005
г., Хабаровск. – Владивосток: Дальнаука, 2006. – С. 424 – 428.
20
Хомченко Ольга Степановна
ЛИТИЙ В СРЕДЕ И ОРГАНИЗМАХ СРЕДНЕГО ПРИАМУРЬЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЖИВОТНЫХ
03.00.16 – экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой
степени кандидата биологических наук
Лицензия ПДЛ № 79-12 от 15.11.99.
Отдел оперативной полиграфии
Территориального органа Федеральной службы
Государственной статистики по Хабаровскому краю
680000, г. Хабаровск, ул. Фрунзе, 69
Бумага писчая. Печать офсетная. Формат 60х84/16
Подписано в печать 22. 09. 2006.
Заказ № 350. Тираж 100 экз.
21
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
216 Кб
Теги
bd000100642
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа