Динамика минерального состава почв и кормов в агроклиматических зонах Приамурья и его влияние на качество продуктов скотоводства

Актуальность темы

В связи с проблемой увеличения рентабельности производства и повышения качества животноводческой продукции разработка научно обоснованных рационов кормления сельскохозяйственных животных, сбалансированных по основным макрои микроэлементам приобретает в условиях рыночной экономики особое значение. В условиях повышенного антропогенного давления на биоценозы, остро стоит задача производства экологически чистых продуктов животноводства. Это обусловливает необходимость установления в каждой агроклиматической зоне и каждом районе области фоновых концентраций минеральных веществ, в том числе тяжелых металлов (ТМ) и систематического мониторинга их содержания в системе: почва — растительный корм — животный организм — продукты животноводства, необходимость изучения факторов, способствующих накоплению их в этих объектах. В исследованиях Лопатина, Щеголева, 1963; Костикова, Лопатина, 1967; Краснощековой и др. 1990; Арнаутовского и др. 2000; Горбуновой, 2002 и др. отмечается специфика накопления минеральных веществ в почвах и растительности Приамурья, что связано с особенностями почвообразовательных процессов и экстремальностью местных климатических условий. Цель исследования. Изучить динамику содержания макрои микроэлементов, в том числе ТМ, в основных почвах, растительных кормах и продуктах животноводства в южной, центральной и северной агроклиматических зонах Приамурья за период с 2000 по 2005 годы. Исследовать влияние агрохимических и климатических факторов на их накопление, в указанных объектах. Основные задачи исследования: — изучить динамику содержания макрои микроэлементов в основных типах почв и растительных кормах Приамурья за период и 2000 по 2005 годы в зависимости от агрохимических и климатических факторов- - изучить влияние содержания ТМ в растительных кормах на концентрацию их в продуктах животноводства- - исследовать влияние балансирующих кормовых добавок на молочную продуктивность коров и обмен веществ в их организме- - дать экономическое обоснование по использованию белково-минерально-витаминных добавок (БМВД) и цеолитов в кормлении лакирующих коров. Научная новизна. Впервые проведены длительные исследования (с 2000 по 2005 гг.) по изучению динамики содержания макрои микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в системе: почва — растительный корм — животный организм — продукты животноводства. Осуществлен анализ влияния агрохимических и климатических факторов на накопление ТМ в перечисленных объектах по агроклиматическим зонам и сельскохозяйственным районам Амурской области. Практическая значимость. Данные о динамики накопления макрои микроэлементов в почвах и растительных кормах по агроклиматическим зонам Приамурья могут использоваться как фоновые. Выявлено влияния агрохимических и климатических факторов и выведены уравнения регрессии для определения перехода минеральных веществ, в т. ч. ТМ, из почв в растительные корма и ТМ в продукты животноводства. Определена возможность снижения содержания ТМ в продуктах животноводства, за счет введения БВМД и цеолитов в кормовые рационы. Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждались на общеуниверситетских тематических научных конференциях ДальГАУ (Благовещенск 2007 г., 2008 г., 2009 г.). На УШ региональной межвузовской научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск 2007 г.). На Шестой Всероссийской научной конференции с международным участием (Великий Новгород 2007 г.).Важнейшие материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, в том числе в 3 изданиях из списка ВАК. На защиту выносятся: 1. Материалы мониторинга содержания макрои микроэлементов в системе почва — растительные корма — животный организм — продукты животноводства в южной, центральной и северной зонах Амурской области- 2. Результаты исследования влияния агрохимических и климатических факторов на накопление макрои микроэлементов в почвенном покрове, растительных кормах и продуктах животноводства- 3. .Доказательство зоотехнической целесообразности использования БВМДи цеолитов для снижения содержания ТМ в молоке коров.

ВЫВОДЫ

1. Мониторинг (с 2000 по 2005 г) позволил заключить, что почвы Амурской области бедны по содержанию калия, кальция, фосфора и магния относительно эталонной черноземной зоной страны. Содержание валовых форм изученных ТМ в почвах Приамурья не превышает ПДК, а подвижных форм Си и РЬ, напротив, превосходит этот уровень от 1,5 до 3,5 раз. Обнаружена тенденция к снижению концентрации валовых и подвижных форм меди и цинка. Содержание подвижных форм свинца возросло с 8,5 до 9,5 мг/кг сухого вещества. Концентрация кадмия в первые пять лет мониторинга ежегодно уменьшалась, а в 2005 году возросла, особенно подвижной его формы (в 1,8 раза).

2. Концентрация макрои микроэлементов в почвах зависит от агрохимических характеристик и климатических факторов: уровня рН и гидролитической кислотности почв, содержания в них гумуса и физической глины, продолжительности безморозного периода, суммы активных температур, количества выпавших за год осадков. Об этом свидетельствуют множественные коэффициенты корреляции, которые характеризуют эту зависимость от сильной (R= 0,71 — 0,9) до умеренной (R = 0,31 — 0,5). Выведено 18 уравнений регрессии для определения в почвах количества валовых и подвижных форм кальция, магния, фосфора, калия, железа, меди, свинца, кадмия и цинка в зависимости от названных агрохимических характеристик почв и климатических факторов;

3. Динамика содержания макрои микроэлементов в растительных кормах области неоднозначна. Коэффициенты накопления макрои микроэлементов разными видами, вегетативной и репродуктивной частями растений варьирует в значительных пределах. Накопление фосфора в репродуктивной части сои и злаковых культур выше, чем кальция, в два раза и более, а в вегетативной части этих же культур наблюдается противоположная закономерность. Из числа макроэлементов самой высокой накопительной способностью отличается калий, а из микроэлементов — цинк. Коэффициенты накопления калия растениями колеблется в пределах от 0,65 до 1,29, а цинка — от 1,5 до 5,0. Уровень поступления в растения других минеральных элементов из почв, как правило, ниже 1,0.

4. Концентрация минеральных веществ в растительных кормах зависит от рН и гидролитической кислотности, содержания физической глины и количества гумуса в почве и характеризуют эту корреляционную зависимость от слабой (R = 0,25 до 0,3) до сильной (R = 0,71 до 0,9). Использование разработанных уравнений регрессии позволяет установить вероятную концентрацию макрои микроэлементов в растительных кормах от содержания в их почве и от агрохимических показателей этих почв.

5. Концентрация ТМ в продуктах животноводства (молоке, сметане, твороге и мясе) зависит от их содержания их в растительных кормах. Уровень содержания этих металлов в молоке, сметане, твороге и мясе в Центральной и северной зонах Амурской области, не превышает ПДК, за исключением молока коров из Бурейского и Октябрьского районов, где концентрация Zn превышает ПДК. Все исследованные образцы мяса безопасны в отношении концентрации тяжелых металлов. В организме животных, по-видимому, имеются барьеры, препятствующие поступлению ТМ в мышечную ткань и молоко.

6. Большинство тяжелых металлов при сепарировании переходят в обезжиренное молоко. Коэффициент перехода тяжелых металлов из молока в масло находятся на уровне от 0,01 до 0,07, в сметану — от 0,07 до 0,16 и в творог — от 0,1 до 0,39. Чем больше в молочном продукте содержится белка, тем выше в него коэффициенты перехода ТМ. Коэффициент перехода свинца из молока в творог достигает 40%, цинка 39%, меди 32%, а кадмия до 14%.

7. Включение в рацион лакирующих коров БВМД и цеолита способствует более интенсивному выведению из организма тяжелых металлов, и обусловливает снижение их содержания в молоке, либо полное их выведение.

8. Обогащение рационов коров балансирующими кормовыми добавками зоотехнически целесообразно и экономически выгодно, поскольку позволяет сократить затраты корма на получение одного килограмма молока на 0,18 — 0,22 кормовых единиц и получить дополнительный эффект от 16,9 — 37,3 рубля из расчета на одну голову в сутки.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ

С целью предотвращения минеральной недостаточности и хронического отравления животных и человека токсичными металлами предлагаем:

— осуществлять в Амурской области систематический мониторинг концентрации минеральных веществ в системе почва — растительные корма — продукты животноводства. Для ускоренного определения минерального состава почв и растительных кормов, и для оценки экологической ситуации использовать разработанные нами уравнения регрессии, и установленные коэффициенты накопления и коэффициенты перехода макрои микроэлементов;

— при организации кормления коров учитывать фактическое содержание не только нормируемых минеральных веществ, но и тяжелых металлов;

— для выведения из организма животных токсичных элементов и уменьшение их содержания в продуктах животноводства, включать в рационы БВМД, имеющие элементы — антагонисты этих металлов и использовать природные адсорбенты — цеолиты.