Львівський національний університет ветеринарної медицини та
біотехнологій
імені С.З. Ґжицького
Калин Богдана Миколаївна
УДК 636.2:619:612.015:619:615.9
Особливості метаболічних процесів організму худоби в забруднених важкими
металами агроекосистемах промислової зони Прикарпаття та їх
мікроелементна корекція
03.00.16 – екологія
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата
сільськогосподарських наук
Львів – 2008
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Львівському національному університеті ветеринарної
медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького Міністерства аграрної
політики України
Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор, академік УААН,
заслужений діяч науки і техніки України
КРАВЦІВ Роман Йосипович,
Львівський національний університет ветеринарної медицини та
біотехнологій імені С.З. Ґжицького, ректор, завідувач кафедри
ветеринарно-санітарної і радіологічної експертизи, стандартизації та
сертифікації
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор
БУЦЯК Василь Іванович,
Львівський національний університет ветеринарної медицини та
біотехнологій імені С.3. Ґжицького, професор кафедри біохімії і
біотехнології
доктор біологічних наук, професор
ЦАРИК Йосиф Володимирович,
Львівський національний університет імені Івана Франка,
завідувач кафедри зоології
Захист відбудеться “20” березня 2008 року о 14 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 35.826.02 у Львівському національному
університеті ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З.
Ґжицького за адресою: 79010, м. Львів, вул. Пекарська, 50, аудиторія №
1.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Львівського національного
університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З.
Ґжицького, м. Львів, вул. Пекарська, 50.
Автореферат розісланий “14” лютого 2008 року.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
О.М. Слобода
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В останні десятиріччя різко зросла актуальність
вивчення техногенного забруднення довкілля небезпечними хімічними
речовинами та сполуками, забезпечення людства безпечними продуктами
харчування. Західний регіон України, зокрема Прикарпаття, відзначається
розвиненим сільським господарством, насичений потужними промисловими
підприємствами, що зумовлює утворення локальних біогеохімічних зон
(Білявський Г.О., Рудько Г.І., 2000; Буцяк В.І., 2002, 2005; Климчук
М.А., 2005).
Серед токсичних речовин, які нагромаджуються в різних ланках трофічних
ланцюгів наземних і водних екосистем, найнебезпечнішими є важкі метали
(Мудрый И.В., 1997; Трахтенберг И.М., 2001-2002; Засєкін Д.А., 2002,
2005, 2006; Bhata S., 2002). Дані елементи здатні пригнічувати найбільш
значимі процеси метаболізму, гальмувати ріст і розвиток тварин, що
призводить до зниження продуктивності та погіршення якості продукції
(Розпутній О.І., 1998-1999; Зубець М.В., Богданов Г.О., 2004; Забелина
М.В., 2005), знижувати рівень біотичного різноманіття (Голубець М.А.,
2001; Царик Й.В., 2005). Беручи до уваги наявність, як правило,
комплексної дії сполук декількох важких металів на організм у екологічно
несприятливих регіонах, важливим є дослідження механізму цього впливу
(Стежка В.А., 2005, 2006; Швець В.І., 2005).
Висока токсичність і небезпечність важких металів для здоров’я людини,
можливість їх розсіювання в навколишньому середовищі вказують на
необхідність розробки способів детоксикації надлишкових концентрацій
важких металів в організмі тварин, що, в свою чергу, поліпшить якість та
безпечність тваринницької продукції для населення. У наукових працях
(Кравців Р.Й. та ін., 2001, 2005-2007; Дашковський О.О., 2001; Васерук
Н.Я., 2002; Герасименко В.Г., 2002; Захаренко М. та ін., 2004;
Кацнельсон Б.А. и др., 2004; Lemons J., Schreiner R., 1992; Chandra R.,
1997) наведені дані про ефективне застосування хелатних комплексів
мікроелементів з амінокислотами, що є найбільш оптимальною формою
засвоєння біогенних металів і дає можливість зменшувати їх дози у
десятки разів, позитивно вирішувати екологічні та економічні проблеми.
Тому дана проблема потребує особливої уваги і пошуку загальних
закономірностей дії важких металів та засобів їх виведення з організму.
Також попередженню погіршення якості тваринницької продукції повинно
передувати детальне вивчення обміну речовин, порушеного під впливом
техногенного забруднення, та пошук шляхів його корекції з метою
нормалізації цих процесів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота є розділом комплексної теми кафедри ветеринарно-санітарної і
радіологічної експертизи, стандартизації та сертифікації Львівського
національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені
С.З. Ґжицького та Науково-дослідного інституту біоекологічного
моніторингу „Екологічний моніторинг біологічно активних речовин у
природі і продуктах тваринництва та розробка методів корекції з метою
підвищення продуктивності тварин і поліпшення якості їх продукції”, №
державної реєстрації 0102U001331.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи було дослідження забруднення
важкими металами агроекосистем та впливу введення хелатних сполук
купруму, кобальту та феруму на метаболічні та детоксикаційні процеси і
якість продукції за дії на організм молодняку худоби підвищених рівнів
нікелю і свинцю в раціонах годівлі.
У завдання роботи входили дослідження:
– вмісту мікроелементів (Fe, Mn, Cu, Zn, Co, Pb, Ni, Cd) у ґрунтах,
воді, кормах і організмі молодняку великої рогатої худоби у
господарствах, розміщених в різних ґрунтово-екологічних районах
Прикарпаття;
– комбінованого впливу нікелю та свинцю на рівень гемопоезу, стан
обмінних процесів, продуктивність тварин і якість одержуваної продукції;
– впливу введення хелатних сполук купруму, кобальту та феруму в раціони
молодняку великої рогатої худоби на фізіологічний стан, рівень обмінних
процесів, продуктивність та якість яловичини, зв’язування та виведення
нікелю і свинцю з організму;
– біологічної ефективності застосування хелатних сполук мікроелементів.
Об’єкт дослідження: фізіолого-біохімічні процеси в організмі
відгодівельних бугайців при згодовуванні хелатних сполук купруму,
кобальту та феруму за умов підвищеного рівня нікелю та свинцю в раціоні.
Предмет дослідження: ґрунт, вода, корми, морфологічні та біохімічні
показники крові бугайців, інтенсивність росту, хімічний і мінеральний
склад яловичини.
Методи дослідження: фізіологічні, біохімічні, клінічні,
атомно-абсорбційні, математичні.
Наукова новизна одержаних результатів. З’ясовано, що промислові
підприємства Прикарпаття є причиною формування стійких біогеохімічних
районів з підвищеним вмістом важких металів у ґрунті, воді та рослинах.
Вперше досліджено вплив надлишкового вмісту в раціоні нікелю і свинцю на
фізіологічний стан організму, окремі фізіолого-біохімічні показники
крові та продуктивність відгодівельних бугайців. Розроблено та
експериментально встановлено оптимальні рівні металоорганічного преміксу
як ефективного способу детоксикації важких металів, який сприяє зниженню
нагромадження нікелю і свинцю у тканинах тварин, підвищує продуктивність
та забезпечує одержання екологічно безпечної тваринницької продукції.
Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати позитивної
біологічної і продуктивної дії хелатних купруму, кобальту та феруму з
метіоніном можуть бути використані у розробці рекомендацій із зменшення
надходження важких металів у організм бугайців та виробництва екологічно
безпечної продукції тваринництва (Патент України на корисну модель №
25382 „Спосіб усунення негативного впливу техногенного забруднення
довкілля нікелем і свинцем на організм відгодівельної худоби”; Патент
України на корисну модель № 28831 „Спосіб корекції процесів обміну
речовин у молодняку худоби в умовах техногенного навантаження нікелем і
свинцем”). Результати виконаних досліджень апробовані в агрофірмі
„Бережниця” Жидачівського району Львівської області.
Особистий внесок здобувача. Підбір і аналіз наукової літератури з теми
дисертації, експериментальні дослідження і статистична обробка
результатів проведені дисертантом самостійно. Аналіз одержаних
результатів, формулювання висновків та пропозицій за матеріалами роботи
проведено за участю наукового керівника, доктора біологічних наук,
професора, академіка УААН Кравціва Р.Й.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідались і
схвалені на міжнародному науково-практичному семінарі „Проблеми
загальної ветеринарної профілактики (гігієна та санітарія, екологія,
добробут тварин, етологія)” (Львів, 16-17 березня 2006 року);
міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та
спеціалістів „Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і
практики” (Львів, 15-16 червня 2006 року; 14-15 червня 2007 року); V
державній науково-практичній конференції „Аграрна наука – виробництву:
екологічні проблеми України та шляхи їх вирішення” (Біла Церква, 23-25
листопада 2006 року); міжнародній конференції „Сучасні проблеми
біології, екології та хімії” (м. Запоріжжя, 29 березня-1 квітня 2007
року); міжнародній науково-практичній конференції „Екологія: вчені у
вирішенні проблем науки, освіти і практики” (м. Житомир, 23-25 травня
2007 року).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 8 наукових
праць, серед яких 6 статей – у фахових виданнях, що входять до переліку,
затвердженого ВАК України, отримано два Патенти України на корисну
модель.
Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, огляду
літератури, методів досліджень, отриманих результатів, аналізу і
узагальнення результатів досліджень, висновків і пропозицій, додатків,
списку використаних джерел (387 джерел, з них 124 – іноземних). Робота
викладена на 167 сторінках комп’ютерного тексту, містить 30 таблиць, 12
рисунків.
ЗАГАЛЬНА МЕТОДИКА ТА ОСНОВНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Експериментальна частина роботи виконана на кафедрі
ветеринарно-санітарної і радіологічної експертизи, стандартизації та
сертифікації Львівського національного університету ветеринарної
медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького протягом 2005-2007 років.
Першим етапом досліджень було визначення фонового вмісту мікроелементів
і важких металів у ґрунтах, воді та кормах ПАФ „Бережниця” Жидачівського
району Львівської області та ТзОВ „ім. Т.Шевченка” Дрогобицького району
Львівської області. Обидва господарства розташовані поблизу екологічно
небезпечних об’єктів. Для порівняння дослідили ґрунт, воду та корми ТзОВ
„Дружба” Дрогобицького району Львівської області, яке відноситься до
умовно екологічно чистої зони. На основі отриманих даних щодо
забруднення ґрунтів, води і кормів важкими металами проведено вивчення
впливу наявності різного рівня нікелю і свинцю на фізіолого-біохімічні
показники крові відгодівельних бугайців у господарствах з різною
інтенсивністю техногенного навантаження. Для цього було сформовано дві
групи по 25 тварин в кожній: контрольна – в ТзОВ „Дружба” (умовно
екологічно чиста зона) та дослідна – в ПАФ „Бережниця” (зона локального
забруднення важкими металами).
Наступний етап роботи полягав у вивченні впливу окремих мікроелементів
на виведення екзогенних нікелю і свинцю з організму бугайців та на їх
м’ясну продуктивність в ПАФ „Бережниця”. Для досліду було підібрано 50
бугайців-аналогів чорно-рябої породи з урахуванням живої маси і віку.
Перед початком експерименту всіх тварин було клінічно обстежено,
зважено, визначено фізіолого-біохімічні показники та фоновий рівень
мікроелементів і важких металів крові. Сформовано п’ять груп по 10
тварин кожна (контрольна і I-IV дослідні). Усім дослідним групам щоденно
до складу основного раціону додавали суміші дефіцитних
мікроелементів-антагоністів нікелю і свинцю у формі хелатних сполук з
амінокислотою метіоніном у різному співвідношенні (табл. 1).
Таблиця 1
Схема підгодівлі бугайців дефіцитними мікроелементами-антагоністами
нікелю і свинцю у формі хелатних сполук з метіоніном
Групи тварин Кількість голів Характер годівлі
Контрольна 10 ОР (основний раціон)
І дослідна 10 ОР+МЕ метіонатів (мг/кг маси тіла): CuMet-0,1; CoMet-0,03;
FeMet-0,03.
ІІ дослідна 10 ОР+МЕ метіонатів (мг/кг маси тіла): CuMet-0,05;
CoMet-0,03; FeMet-0,03.
ІІІ дослідна 10 ОР+МЕ метіонатів (мг/кг маси тіла): CuMet-0,03;
CoMet-0,03; FeMet-0,03.
IV дослідна 10 ОР+МЕ метіонатів (мг/кг маси тіла): CuMet-0,03;
CoMet-0,03; FeMet-0,05.
Зрівнювальний період тривав 30 днів, а дослідний – 270 днів.
Дослідження показників крові проводили протягом експерименту з
інтервалом 90 днів. Кров забирали з яремної вени до ранкової годівлі
тварин, стабілізували гепарином і визначали: кількість еритроцитів –
спектрофотометрично за методикою Є.С. Гаврилець, М.В. Демчука (1966);
вміст гемоглобіну – за Г.В Дервізом та А.І. Воробйовим (1969); величину
гематокриту – шляхом центрифугування на гематокритній центрифузі МЦГ-8;
кількість лейкоцитів підраховували в камері Горяєва; концентрацію
глюкози – за В.В. Меншиковим (1973); активність сукцинатдегідрогенази
(СДГ) за методом Е. Kuhne, L.G. Аbood (1949).
У сироватці крові досліджували: вміст загального білка – за методом Л.М.
Делекторської та ін.(1971); співвідношення окремих білкових фракцій за
методом С.А. Карп’юка (1962); активність аспартатамінотрансферази (АсАТ)
і аланінамінотрансферази (АлАТ) – методом S. Reitman, S. Frenkel (1957)
в модифікації К.Г. Капетанакі (1962); вміст сульфгідрильних груп (SH) –
за методом G. Ellman (1959); активність лужної фосфатази – за O.A.
Bessey et al. (1946); сечовину – за кольоровою реакцією з
діацетилмонооксимом; концентрацію кальцію, неорганічного фосфору, магнію
– наборами фірми Lachema (Чехія).
Концентрацію Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Ni, Cd і Co визначали в ґрунтах, воді,
кормах, крові та яловичині за методом Price W.Y. (1972) на
атомно-абсорбційному спектрофотометрі ААS-30.
З метою вивчення ефективності підгодівлі вираховували загальний та
середньодобовий прирости, а також швидкість та інтенсивність росту і
живу масу (Burger, 1975).
У наступному досліді з метою вивчення закономірностей міграції важких
металів в організм тварин і їх впливу на якісні показники м’яса було
проведено контрольний забій тварин. Експертизу туш та фізико-хімічні
показники м’язової тканини проводили згідно затверджених „Правил
ветеринарного огляду забійних тварин і ветеринарно-санітарної експертизи
м’яса і м’ясопродуктів” (2002).
В пробах визначали: рН екстракту м’яса (1:10) з допомогою рН-метра
ЛПУ-01; аміно-амоніачний азот та леткі жирні кислоти; вміст протеїну –
за кількістю залишкового азоту методом К’єльдаля; вміст жиру за
Сокслетом; сухої речовини та золи. Калорійність м’яса визначали
розрахунковим методом за формулою (Макаров В.А., 1987) на основі
хімічного аналізу.
Отримані результати обробляли статистично з використанням комп’ютерних
програм. Результати середніх значень вважали статистично вірогідними при
р o‚
???????¤?¤?????‚
O
`„A
????
x1/4 P
????????I?ae?u?o9oooo?kdC
x1/4 P
????ae
x1/4 P
????ae
h:$e6tµ?µ µ¶µ?µOeµiµooo9oo?kd±
x1/4 P
????ae
x1/4 P
????ae
x1/4 P
????ae
Дослідженнями встановлено, що у крові тварин на початку досліду рівень
сечовини збільшений в 1,4 рази, що є свідченням зниження утилізації
аміаку в організмі. Застосування метіонатів достовірно знижує
концентрацію сечовини в дослідних групах, яка на кінець досліду
нормалізується до меж фізіологічних норм. Так, рівень сечовини у І
дослідній групі знизився на 34,43% (р
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
