Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,798

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова

Воробьев В.И. 1, Воробьев Д.В. 1

---

1 ГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»

В статье детально рассмотрены вопросы обмена микроэлементов, изучаемого с помощью балансовых опытов. Установлено, что симментальские коровы австрийской селекции завезенные в Астраханскую область, испытывают оксидативный стресс за счет постоянно действующих биогеохимических факторов низкого уровня в среде и кормах животных региона Нижней Волги йода, селена и кобальта в организме, особенно в стойловый период, и вызывает синдром скрытого комбинированного гипомикроэлементоза, что бесспорно служит одним из факторов изменения уровня процессов перекисного окисления, снижения параметров антиоксидантной системы и как следствие снижение функций продуктивности коров. Добавление недостающих микроэлементов вносит коррекция в обменные процессы коров. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 14-08-01292 а.

Статья в формате PDF

302 KB

микроэлементы

Минеральный обмен

патологии

коровы

гипомикроэлементозы.

Для выяснения потребности завезенных в регион Нижней Волги симментальских коров австрийской селекции в жизненно важных микроэлементах и определения дозировок их применения нами проведены балансовые опыты на животных – аналогах в зависимости от физиологического состояния и сезонов года [1, 2, 5, 6, 7, 8].

Первый (предварительный) балансовый опыт проведен с целью выяснения потребности животных в микроэлементах в конкретных биогеохимических условиях Астраханской области (табл. 1) для выяснения скрытых гипомикроэлементозов и выбора недостающих организму элементов и определения дозировок их применения.

Баланс кобальта у всех животных был отрицательный. Что явилось одним из факторов необходимости дополнительного внесения кобальта в корма рационов опытных групп в последующих опытах. При этом у коров наблюдались некоторые индивидуальные колебания. Выделение кобальта шло, в обеих группах с калом и небольшое количество – с молоком. В моче и в питьевой воде кобальт был в следовых количествах.

Изучая обмен кобальта, мы параллельно исследовали у тех же коров обмен селена, на фоне хозяйственного рациона, с целью решения вопроса о необходимости дополнительного введения его в рацион.

В среднем из организма коров I группы выделялось – 17,06 мг селена на голову в сутки, а во II – 17,37 мг. Выделение селена, как и кобальта, из организма шло в основном с калом и молоком. Следует отметить, что с мочой коров в этом опыте выделялись практически следовые количества селена. Баланс селена в организме был отрицательным у всех животных и протекал практически на одном уровне.

Баланс йода в организме коров обеих групп был также отрицательным. Животные теряли 0,25–0,71 мг йода из организма в стойловый период. Учитывая низкий уровень кобальта, селена и йода в основных компонентах (почва, вода, растения, корма животных) экосистем Нижней Волги, отрицательные балансы кобальта, селена и йода в организме стельных коров, физиологическую роль этих элементов и явные признаки скрытого гипомикроэлементоза, мы сочли необходимым обогащение кормов коров селеном, кобальтом и йодом, что и было сделано в последующем балансовом опыте.

Таблица 1

Баланс микроэлементов в I предварительном опыте (коровы 4–5 месяцев стельности и в 5–6 месяцев лактации), в мг, n = 20

Примечание. *) Числитель – I группа, знаменатель – II группа. Были отобраны 20 коров – аналогов по 10 голов в группе. Эти же коровы были и во втором балансовом опыте.

Коровы с рационом получали в среднем 172,06–172,14 мг меди на голову в сутки, или 13 мг/кг сухого вещества рациона. Из принятого количества меди выделялось в сутки из организма коров обеих групп в среднем 142,04–119,15 мг на голову. Незначительное выделение металла шло с молоком, а основное – с калом. Методом атомно-абсорбционного анализа в моче были обнаружены только следы меди. Количество металла в воде, которую пили животные, колебалось от 0,7 до 6,1 мкг/л, чем при расчете баланса можно было вполне пренебречь.

Установлено, что несмотря на низкий уровень меди в почвах и ряде видов растений Нижней Волги, поступление меди 172,06–172,14 мг на голову в сутки или 11,5 мг/кг сухого вещества было достаточным для покрытия всех потребностей организма лактирующих симментальских коров в этом элементе. Поэтому вводить медь дополнительно в рацион в последующих опытах не было необходимости. У всех животных баланс молибдена был положительным. Коровы получали 5,61–6,08 мг молибдена на голову в сутки, или 0,45 мг/кг сухого вещества рациона. Выделение молибдена из организма шло в основном с калом и молоком. В моче обнаружены только следы этого элемента. Из организма коров обеих групп выводилось в среднем 3,54–3,80 мг молибдена, а утилизировалось 1,81–2,72 мг или 32,2 %.

Следовательно, поступление этого элемента в организм коров порядка 5–6 мг на голову в сутки или 0,45 мг/кг сухого вещества кормов рациона полностью обеспечивало потребность животных в этом элементе осенью.

В период первого опыта коровы обеих групп получали практически одинаковые количества марганца (0,75 мг/кг сухого вещества корма).

Выделение марганца с калом составляло до 70 % от поступившего, а содержание его в моче было в среднем 0,014 мг/л и в молоке – 0,021–0,038 мг/л. Из этого следует, что содержание марганца в кормах рациона 65 мг/кг сухого вещества рациона полностью обеспечивало потребность коров и не вызывало необходимость в дополнительной подкормке этим микроэлементом животных в геохимических условиях Астраханской области.

Во втором эксперименте животные опытной группы получали с рационом и микродобавками 23,49 мг кобальта, что составляет 1,6 мг/кг за счет подкормки коров хлористым кобальтом, а контрольной – 17,57 или 1,15 мг/кг сухого вещества корма (табл. 2).

Таблица 2

Баланс кобальта у коров 5–6 месяцев стельности

Примечание. Р < 0,05 относительно контроля.

Следовательно, контрольные коровы, не получавшие дополнительно подкормки хлористым кобальтом и находящиеся, как и опытные, на привязи в коровниках, имели отрицательный баланс этого элемента, который, вероятно, частично мог нивелироваться за счёт поисковой реакции коров, если бы они находились на выпасе и пользовались пастбищными травами, отдельные виды которых способны накапливать высокие значения микроэлементов, в т.ч. и кобальта [3, 4]. Мы изучили обеспеченность животных кобальтом при двух дозах: одна – 0,7–1,2 мг/кг сухого корма, за счет рациона, а другая (опытная группа) – рацион + 25 мг CoCl2, равная 1,3–1,7 мг/кг. По аналогичной схеме проведены эксперименты и по другим дефицитным для коров микроэлементам. Из результатов опыта видно (табл. 2), что у коров опытной группы в этом эксперименте баланс кобальта был положительным, а в контрольной – отрицательным. Следовательно, содержание кобальта в кормах, равное 1,2 мг/кг сухого вещества, для коров было недостаточным, что способствовало обеднению им организма и заметному уменьшению содержания элемента в молоке. Из запасов организма в контроле при стойловом содержании ежедневно терялось в среднем 3,83 мг кобальта на голову в сутки, а содержание его в молоке снизилось на 0,13 мг в литре – по сравнению с молоком коров опытной группы, что говорит об ухудшении качества молока. Увеличение кобальта в суточном рационе опытной группы на голову до 23,49 мг, или до 1,6 мг/кг сухого корма, за счет дополнительной подкормки кобальтом покрывало потребности организма, обеспечивало положительный баланс этого элемента, стимулируя более высокий уровень метаболизма и повышало функцию молокообразования, а также повышало содержание металла в молоке, делая его более качественным.

Поступление селена с рационом в период опыта оставалось на уровне предварительного балансового эксперимента и составляло в контрольной группе в среднем 16,15 мг на голову в сутки, а в опытной – 21,53 мг за счет получения ДАФС-25 (табл. 3).

Процент усвоенного селена к принятому в организме коров в опытной группе колебался от 14,96 до 18,98, а в контрольной – баланс селена был отрицательным, т.е. животные теряли селен из организма в среднем 1,25 мг в сутки.

Содержание селена в молоке коров опытной группы, по сравнению с контрольной, было выше (Р < 0,05). Выделение селена с мочой у животных опытной группы было очень незначительно, но все-таки выше контроля, что еще раз подчеркивает процесс лучшей утилизации селена коровами опытной группы и вовлечение его в метаболические процессы, предопределяя необходимость дополнительного внесения селена в корма рациона завезенных симментальских коров.

Баланс йода у коров контрольной группы так же, как и в первом опыте, был отрицательный (табл. 4). Учитывая низкий уровень йода в среде (почва, вода, растения, корма животных), важность этого элемента для коров и отрицательный баланс его в организме в первом (предварительном) опыте, данные литературы, мы во II эксперименте коровам опытной группы стали давать 0,6 мг йода («ЙОДДАР») на голову в сутки. За счет этого балансы этого элемента у опытных коров стали положительными. С калом опытные животные выделяли йода меньше контрольных, а с мочой йода выделялось в три раза больше, чем в контроле. Это свидетельствует о вовлечении дополнительно получаемого йода в глубинные метаболитические процессы организма. Нам представляется, что йод с селеном и кобальтом нормализовали недостаток в микроэлементах в организме дойных коров, способствуя лучшему физиологическому состоянию животных, повышая метаболизм и увеличивая уровень функций продуктивности опытных коров относительно контроля.

Таблица 3

Баланс селена у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 месяцев лактации (мг)

Таблица 4

Баланс йода у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 лактации (мг)

Примечание. *Р < 0,05 относительно контроля.

Недостаток меди предопределяет снижение функций продуктивности и воспроизводства животных. При этом особенно важно знать потребность в этом элементе животных в зависимости от их возраста и физиологического состояния (отел, сухостойный период, раздой и т.д.).

Учитывая важную физиологическую роль меди для животных и низкое содержание ее в почвах и отдельных видах растений некоторых районов Астраханской области [3, 4], мы провели балансовые опыты с целью изучения потребности коров в меди в различные периоды лактации и стельности на фоне хозяйственного рациона (табл. 5). Одновременно мы проверили, как влияла подкормка кобальтом, йодом и селеном на утилизацию и выделение меди из организма.

Поступление, выделение и усвоение меди контрольными коровами было на уровне предварительного опыта, что свидетельствует о некоторой зависимости обмена меди от уровня ее поступления. Содержание меди в молоке осталось на уровне первого опыта. Усвоение меди коровами опытной группы было больше, чем в контрольной, разница оказалась статистически достоверна (Р < 0,05). Следовательно, подкормка коров опытной группы кобальтом и селеном благоприятно влияла на метаболизм и баланс меди в организме коров в биогеохимических условиях района Нижней Волги. Вместе с тем низкий уровень меди в почве и ряде видов растений не предопределил отрицательные балансы меди у коров. Это еще раз подчеркивает необходимость применения именно комплексного физиолого-биогеохимического принципа определения потребности животных каждого вида с учетом физиологического состояния в микроэлементах, который был взят нами за основу оценки и выбора необходимых микроэлементов и их дозировок применения.

Таблица 5

Баланс меди у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 лактации (мг)

Изучение содержания молибдена в почвах и кормах рациона коров и определение соотношения его с медью в биогеохимических условиях Астраханской области до наших исследований никем не проводилось, хотя этот элемент входит в состав фермента ксантиоксидазы и необходим для нормальной функции молокообразования.

Однако статистически достоверной разницы с предварительным опытом мы не обнаружили (Р > 0,5). Общее количество выделенного молибдена из организма коров опытной группы не уменьшилось (табл. 6), а процент отложения элемента уменьшился по сравнению с первым экспериментом (Р < 0,05). Возможно, это связано с влиянием подкормки животных хлористым кобальтом, «ЙОДДАР» и ДАФС-25, что ведет к повышению общего уровня обменных процессов.

Таблица 6

Баланс молибдена у коров 5–6 месяцев стельности (мг)

Примечание. *Р < 0,05 относительно контроля.

В одном литре молока коров опытной группы содержалось молибдена 0,18 мг, а в контрольной – 0,09 мг, т.е. в два раза меньше, чем в опытной (Р < 0,05). Вероятно, это объясняется большим вовлечением молибдена в процессы метаболизма коров, в т.ч. биосинтеза молока под влиянием препаратов селена, кобальта и йода.

Марганец оказывает влияние на процессы гемопоэза, увеличивая количество эритроцитов и гемоглобина. Соединения марганца активируют процессы метаболизма антиоксидантных витаминов С и Д, и самым главным свойством этого элемента является регуляция уровня окислительно-восстановительных процессов в организме животных.

Поступление марганца с кормами в организме коров во втором опыте оставалось в пределах предварительного опыта, т.е. 65 мг/кг сухого вещества рациона (табл. 7).

У коров контрольной группы утилизация марганца в сутки оставалась на уровне первого предварительного опыта, а в опытной она уменьшилась на 24,59 мг. В этот период у коров опытной группы увеличилось выделение марганца с молоком в 2 раза, а в контрольной группе оставалось примерно на том же уровне. Это в определенной мере и объясняет разницу в усвоении марганца организмами коров первой и второй (контроль) групп. Вероятно, метаболизм опытных животных проходил на более высоком уровне, и марганец активнее вовлекался в окислительно-восстановительные процессы, чем в контроле, и молоко опытной группы коров лучше обеспечено таким жизненно важным элементом, каким является марганец. Это подтверждается и более высоким уровнем марганца в моче опытных коров относительно контроля.

Таблица 7

Баланс марганца у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 лактации (мг)

Примечание. *Р < 0,05 относительно контроля.

Нам представляется, что общий обмен всех изучаемых микроэлементов у животных, получавших дополнительно к рациону хлористый кобальт и препараты йода и селена, протекал более интенсивно, различия по усвоению этого элемента организмом животных были статистически достоверны (Р < 0,05), и опытные животные лучше адаптировались к новым (астраханским) условиям среды. Это позволило дополнительно улучшить от каждой завезенной симментальской коровы в условиях Астраханской области в среднем 142 кг высококачественного молока в год, увеличить в нем содержание жира на 0,12 % и повысить рентабельность производства молока в фермерских хозяйствах на 10 %.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 14-08-01292 а.

Рецензенты:

Зайцев В.Ф., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань;

Федорова Н.Н., д.м.н., профессор кафедры «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань.

Работа поступила в редакцию 04.06.2014.

Библиографическая ссылка