Оценка и экологическое обоснование комплексных приемов коррекции поллютантов в системе «почва растение животное»
| Вид материала | Автореферат |
СодержаниеМиграция тяжелых металлов и способы ее ограничения в трофической цепи лактирующих коров Предложения производству Список основных работ |
- Экологическое воспитание дошкольников берегите эти земли, эти воды, 113.88kb.
- Миграция тяжелых металлов в системе «почва-растение» при внесении осадка сточных вод, 640.08kb.
- Экологическое планирование при оптимизации землепользования в системе землеустройства, 632.09kb.
- Методика обоснование рационального размещения автозаправочных станций в Санкт-Петербурге, 734.96kb.
- Исследование экологического статуса систем «почва-растение» степной зоны при антропогенном, 535.58kb.
- Использование отдельных логопедических приемов коррекции на уроках письма, 175.61kb.
- Геолого технологическое обоснование применения комплексных технологий освоения трудноизвлекаемых, 310.46kb.
- Реферат "Почва живая земля" предлагает решение задачи подготовки к пониманию экологических, 85.95kb.
- Цели: -продолжить работу по углублению представлений, 60.93kb.
- Учебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и оценка риска». Всоответствии, 773.06kb.
Экономическая эффективность применения природных сорбентов
при производстве молока на территории загрязненной
радионуклидами
Анализ экономической эффективности применения природных материалов при производстве молока показал, что включение в рацион лактирующих коров цеолита в количестве 250 г/гол/сутки, местной глины в количестве 500 г/гол./сутки и биополимера древесины – дигидроквертецина в количестве 50 г/гол/сутки способствует не только повышению продуктивности коров, но и увеличивает чистый доход от реализации продукции на 3,2, 7,5 и 30,9 % соответственно.
Повышенный интерес к цеолиту и глине как к мелиорантам лугов, загрязненных цезием-137, может быть вызван тем, что они имеются в достаточном количестве, а по дешевизне и простоте использования вряд ли имеют конкурентов. Это же положение актуально и при использовании природных материалов (глины, цеолита и БД-ДКВ) в качестве ингредиентов рациона лактирующих коров.
Миграция тяжелых металлов и способы ее ограничения в трофической цепи лактирующих коров
Другим не менее значимым направлением исследований в современных условиях развития промышленности является изучение закономерностей миграции тяжелых металлов и способов ее ограничивающих в биологической цепи почва – растения (лугов) – молоко коров.
Основным источником загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и их соединениями являются промышленные предприятия, использующие в технологическом процессе эти элементы. По мере развития промышленности их выброс увеличивается, и, следовательно, повышается содержание тяжелых металлов в почве, воде, растениях, животных и, как правило, в продуктах питания (Жуленко В. Н., Рабинович М. И., Талянов Г. А., 2001).
В связи с этим возрастает необходимость контроля за накоплением элементов в объектах окружающей среды и разработке мероприятий снижающих содержание их в кормах и продуктах питания, чтобы не допускать в пищу продукты питания, содержащие токсические вещества выше максимально допустимого уровня.
Исследования по изучению миграции тяжелых металлов в системе почва – растение (сено) на различных типах естественных лугов были проведены в Новозыбковском районе Брянской области.
Таблица 17 - Индексы поглощения
| Тип луга | Сd | Pb |
| Суходольный | 2,0 | 0,33 |
| Низинный | 2,0 | 0,23 |
| Пойменный | 1,7 | 0,31 |
Полученные результаты показали, что накопление тяжелых металлов в сене различных типов естественных лугов различается. Накопление Сd в сене суходольного и низинного лугов выше, чем в сене пойменного в 1,18 и 1,18 раза, а Pb в 1,06 и 0,74 раза соответственно.
Существенное различие накопления в сене лугов имеет Сd и Pb. Индексы поглощения для Сd выше, чем для Pb на суходольном луге в 6,1 раз, на низинном - в 8,7 раз, а на пойменном – 5,7 раза (Vallier R., 1988; Виноградова Т. А., 2008).
Различное накопление Сd и Pb в сене естественных лугов обусловлоно различными их физико-химическими особенностями, типами лугов и, как следствие, характерными для них почвенными показателями, а также уровнем увлажнения и биологическими особенностями растений (Шильников И. А., Лебедева Л. А., Лебедев С. Н. и др., 1994; Овчаренко М. М., Графская Г. А., Шильников И. А., 1996).
Учитывая способность Cd и Pb накапливаться в живых организмах, а также их высокую степень токсичности, дает основание на поиск путей и методов ограничивающих миграцию тяжелых металлов в биологической цепи почва - растения - молоко коров. При этом особое значение в условиях экономической нестабильности имеют методы с использованием дешевых природных материалов (глины, цеолита). Исследования были проведены в Новозыбковском районе. Данные о влиянии глины на миграцию тяжелых металлов в системе почва – растения лугов приведении в таблице 18.
Таблица 18 – Влияние глины на индексы поглощения
| Тип луга | Внесено глины, % от массы пахотного слоя | |||||
| контроль | 0,5 % | 1 % | ||||
| Cd | Pb | Cd | Pb | Cd | Pb | |
| Суходольный | 2,00 | 0,33 | 1,50 | 0,21 | 1,25 | 0,20 |
| Низинный | 2, 00 | 0,23 | 2,10 | 0,15 | 1,70 | 0,14 |
| Пойменный | 1,70 | 0,31 | 1,50 | 0,17 | 1,33 | 0,18 |
Данные таблицы показывают, что внесение глины в количестве 0,5 % уменьшило переход Cd и Pb на суходольном луге в 1,33 и 1,57 раза, низинном в 0,95 и 1,53 раза и пойменном в 1,13 и 1,82 раза соответственно. Внесение 1 % глины уменьшило их содержание в 1,60 и 1,65 на суходольном, 1,18 и 1,64 низинном и 1,27 и 1,72 раза пойменном соответственно. Влияние глины, при внесении ее на поверхность лугов, в большей степени проявилось для Cd на суходольном, а для Pb на пойменном луге.
Результаты опыта об использовании цеолита в качестве мелиоранта лугов приведены в таблице 19.
Таблица 19 – Влияние цеолита на индексы поглощения
| Тип луга | Внесено цеолита, % от массы пахотного слоя | |||||
| контроль | 0,5 % | 1 % | ||||
| Cd | Pb | Cd | Pb | Cd | Pb | |
| Суходольный | 2,00 | 0,33 | 1,90 | 0,17 | 1,80 | 0,16 |
| Низинный | 2, 00 | 0,23 | 1,90 | 0,14 | 1,90 | 0,13 |
| Пойменный | 1,70 | 0,31 | 0,60 | 0,15 | 0,40 | 0,12 |
Из таблицы видно, что внесение цеолита на поверхность опытных делянок в количестве 0,5 % от массы пахотного слоя снижает накопление Cd и Pb в сене на суходольном луге в 1,05 и 1,94 раза, низинном в 1,05 и 1,64 раза и пойменном в 2,83 и 2,07 раза соответственно. Внесение цеолита в количестве 1 % уменьшило накопление Cd и Pb на суходольном луге в 1,11 и 2,06 раза, низинном в 1,05 и 1,77раза и пойменном 4,25 и 2,58 раза соответственно. При этом наибольший эффект при внесении цеолита на поверхность лугов получен для Cd и Pb на пойменном луге.
Снижение перехода Cd и Pb из почвы в растения можно объяснить изменением физико-химических и агрохимических показателей почвы в результате внесения глины и цеолита на поверхность лугов.
Таким образом, накопление тяжелых металлов в растениях зависит от типа луга, агрохимических показателей почвы, применяемых мелиорантов и их количества, а также от биологических особенностей растений.
Исследовательская работа по изучению параметров миграции Cd и Pb в звене биологической цепи рацион – молоко коров выполнялась в ОХ филиала «ВИУА» Новозыбковского района Брянской области в пастбищный период.
Таблица 20 - Выделение Cd и Pb с молоком коров
| Показатели | Cd | Pb |
| Концентрация в молоке, мг/кг | 0,0334±0,014 | 0,0944±0,038 |
| Концентрация в рационе, мг | 4,8177±1,9284 | 6,8365±2,7528 |
| Кв | 0,007 | 0,014 |
| Суточный удой, кг | 12 | 12 |
| Выделено с суточным удоем, % | 8,4 | 16,8 |
Анализ таблицы показал, что выделение Cd и Pb с молоком имеет существенное различие. При этом Pb выделяется в 2 раза больше, чем Cd, что обусловлено физико-химическими особенностями элементов.
Другая научно-исследовательская работа также была выполнена в ОХ филиала «ВИУА» Новозыбковского района в летне-пастбищный период. Она предусматривала изучить влияние биополимера древесины – дигидроквертецина (БД-ДКВ) на миграцию Cd и Pb в звеньях биологической цепи рацион - молоко коров.
Таблица 21 – Влияние БД – ДКВ на поступление Cd и Pb из рациона в молоко коров
| Показатели | Группы животных | |||||
| контрольная, n=6 | опытная, n=6 | |||||
| Cd | Pb | Cd | Pb | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Концентрация в молоке, мг/кг | 0,0250±0,012 | 0,0340±0,014 | 0,0062±0,003 | 0,0255±0,0105 | ||
| Концентрация в рационе, мг | 2,8573±0,047 | 13,0315±0,156 | 2,8573±0,047 | 13,0315±0,156 | ||
| Кв | 0,009 | 0,003 | 0,0022 | 0,0019 | ||
| Суточный удой, кг | 12±0,5 | 12,5±0,8 | ||||
| Выведено с суточным удоем, % | 10,8 | 3,6 | 2,75 | 2,38 | ||
Из таблицы следует, что включение БД-ДКВ в рацион лактирующих коров снижает содержание Cd и Pb в молоке опытной группы. При этом коэффициенты выделения Cd и Pb оказались в 4,09 и 1,58 раза соответственно меньше, чем в контрольной, что обусловлено их физико-химическими свойствами и включением в рацион биополимера древесины – дигидроквертецина, который оказывает влияние на обмен веществ и проявляет себя как сорбент, снижая секрецию тяжелых металлов с молоком Романенко А. А., 2008).
Настоящая работа посвящена изучению поступления цезия-137, Cd и Pb в молоко лактирующих коров, поиску путей и разработки технологий применения природных материалов ограничивающих их миграцию при ведении молочного животноводства в техногенных условиях. В результате проведенной работы практическому животноводству в условиях техногенного загрязнения может быть предложено:
Умеренное стравливание травостоя на лугах.
- Нанесение глины и цеолита на поверхность лугов.
- Включение в рацион коров глины, цеолита и БД-ДКВ.
Анализ данных показывает, что каждое из этих предложений позволяет в среднем в 1,5-2,0 раза уменьшить содержание цезия-137, Cd и Pb в молоке лактирующих коров.
Таким образом, цель и задачи, которые были поставлены, завершены и сделаны научные и практические выводы.
ВЫВОДЫ
1. На естественных лугах всех типов цезий-137 депонирован в верхнем 10 см слое почвы. Здесь сосредоточено от 50 до 87 % радионуклида, что создает благоприятные условия для интенсивного его вовлечения в луговую растительность.
2. На лугах по высоте травостоя цезий-137 распределяется неравномерно. Наибольшая концентрация радионуклида отмечается в уровне 0 – 1,5 см от поверхности почвы. Здесь его сосредоточено от 24 до 69 %. Такое распределение радионуклида при перетравливании травостоя увеличивает его поступление в организм и молоко коров.
3. Накопление цезия-137 в травостое различных типов естественных лугов зависит от типа почв, их физико-химического и агрохимического состояния, условий увлажнения и ботанического состава травостоя. При этом коэффициенты накопления составили для пойменного луга – 0,48, низинного – 1,42 и суходольного – 0,52. Поступление Cd и Pb из почвы в травостой также зависит от физико-химических и агрохимических показателей почвы, типа луга, применяемых мелиорантов и их количества, условий увлажнения и ботанического состава травостоя.
4. Естественные луга, загрязненные цезием-137, можно использовать под пастбища, для чего необходимо проводить умеренное (не ниже 5 см) стравливание травостоя. Наиболее полно отвечает этим требованиям загонная пастьба с ежедневным порционным выделением площади для животных, которая позволяет уменьшить содержание радионуклида в 1,8 раза по сравнению с вольной пастьбой животных.
5. Внесение глины и цеолита на поверхность естественных лугов оказывает положительное влияние на физико-химические и агрохимические показатели почвы и увеличивает урожайность сена в зависимости от типа луга на 6,4 - 22,4 ц/га. Глинование различных типов естественных лугов в дозе 1 % от массы пахотного слоя почвы, снижает поступление Cd и Pb из почвы в растения в 1,60 и 1,65 раза на суходольном луге, в 1,18 и 1,64 раза на низинном и в 1,27 и 1,72 раза на пойменном соответственно. Внесение цеолита в дозе 1 % от массы пахотного слоя почвы на поверхность естественных лугов снижает накопление Cd и Pb в травостое на суходольном луге в 1,11 и 2,06 раза, низинном в 1,05 и 1,77раза и пойменном в 4,25 и 2,58 раза соответственно.
6. В условиях техногенного загрязнения территории целенаправленной технологией возможно получение молока коров соответствующего санитарным нормам. Включение в рацион лактирующих коров глины в количестве 500-600 г/гол/сутки увеличивает молочную продуктивность на 7,5 %, снижает переход цезия-137 из рациона в молоко в 1,8 – 5,77 раза, увеличивает выведение радионуклида из организма и способствует нормализации морфологических и биохимических показателей крови. Ежедневное включение в рацион лактирующих коров цеолита в количестве 250 г/гол/сутки повышает молочную продуктивность на 4,3 %, снижает секрецию цезия-137 с молоком в 1,7 раза, увеличивает его выведение из организма в 1,55 раза и нормализует морфологические и биохимические показатели крови.
7. Применение биополимера древесины – дигидроквертецина (50 г/гол/сутки) в качестве ингредиента рациона лактирующих коров повышает молочную продуктивность на 23,6 %, уменьшает содержание цезия-137 в молоке в 1,5 раза, увеличивает его выведение из организма, способствует оптимизации картины крови и повышает функциональную активность механизмов естественной резистентности организма. При этом снижается содержание Cd и Pb в молоке в 4,09 и 1,58 раза соответственно.
8. Применение цеолита, глины и биополимера древесины - дигидроквертецина в рационах лактирующих коров увеличивает чистый доход от реализации продукции на 3,2, 7,5 и 30,9 % соответственно.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
С целью увеличения молочной продуктивности коров, снижения секреции радиоцезия, кадмия и свинца с молоком, повышения иммунного статуса животных и эффективности производства экологически безопасной продукции в условиях техногенной зоны необходимо включать в рацион лактирующих коров (в вариантах):
а) цеолита в количестве 250 г/гол/сутки;
б) глины в количестве 500 – 600 г/гол/сутки;
в) БД-ДКВ в количестве 50 г/гол/сутки.
Для увеличения урожайности естественных лугов, снижения содержания радиоцезия, кадмия и свинца в травостое (сене) и, соответственно, в продукции животноводства (молоке) целесообразно вносить на луга (в вариантах):
а) местную глину в количестве 1 % от массы пахотного слоя:
б) цеолит в количестве 1 % от массы пахотного слоя.
Каждое из этих мероприятий обеспечивает уменьшение поступления радионуклида в травостой (сено) в зависимости от типа луга до 1,9 раза.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ,
ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях рекомендованных ВАК:
1. Романенко, А. А. Как уменьшить поступление радиоактивного цезия в молоко / А. А. Романенко // Аграрная наука. – 1994. - №6. – С.
2. Романенко, А. А. Глина – естественный сорбент цезия – 137 / А. А. Романенко, А. В. Васильев, Н. А. Корнеев // Аграрная наука. – 1995. - №1. – С.
3. Романенко, А. А. Влияние глины на поступление цезия – 137 в травостой естественного пойменного луга / А. А. Романенко // Вестник МАНЭБ. – 2004. - №2. – С. 27-29.
4. Романенко, А. А. Активность защитных механизмов организма у коров в условиях повышенной плотности загрязнения почв радиоцезием при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы / А. А. Романенко, М. В. Талызина, А. В. Кривопушкин, Е. В. Крапивина, Ю. Н. Федоров // Сельскохозяйственная биология. – 2007. - №6. – С. 106-110.
5. Романенко, А. А. Влияние биополимера древесины – дигидроквертецина на поступление Cd и Pb в молоко коров / А. А. Романенко // Молочное и мясное скотоводство. – 2008. - №4. – С. 28.
6. Романенко, А. А. Влияние скармливания дигидроквертецина на активность механизмов естественной резистентности и экскрецию цезия – 137 с молоком / А. А. Романенко, Ю. П. Фомичев, Е. В. Крапивина // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2008. - №4. – С. 86-91.
7. Крапивина, Е. В. Морфологический состав крови и состояние клеточного звена иммунной системы у коров в различных экологических условиях / Е. В. Крапивина, М. В. Игнатенко, А. А. Романенко // Вестник МАНЭБ. – 2009. - №3. – С. 131-134.
8. Крапивина, Е. В. Фагоцитарная функция нейтрофилов крови у коров в различных экологических условиях / Е. В. Крапивина, М. В. Игнатенко, А. А. Романенко // Вестник МАНЭБ. – 2009. - №3. – С. 127-130.
9. Романенко, А. А. Влияние глины на поступление цезия – 137 в молоко коров / А. А. Романенко // Вестник МАНЭБ. – 2009. - №3. – С. 144-146.
10. Романенко, А. А. Применение цеолита на естественных лугах загрязненных радиоцезием / А. А. Романенко // Агрохимический вестник. – 2009. - №3. – С. 9-10.
11. Романенко, А. А. Влияние биополимера древесины на морфологические и биохимические показатели крови коров / А. А. Романенко // Вестник Алтайского ГАУ. – 2009. - №4. – С. 62-64.
12. Романенко, А. А. Использование глины на естественном низинном луге, загрязненном цезием – 137 / А. А. Романенко // Вестник РАСХН. – 2009. - №5. – С. 32-33.
13. Крапивина, Е. В. Влияние скармливания дигидроквертецина на активность механизма естественной резистентности у коров в условиях повышенной плотности загрязнения почв радиоцезием / Е. В. Крапивина, А. А. Романенко // Вестник Саратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова. – 2009. - №7. – С. 15-19.
14. Романенко, А. А. Глина на естественном пойменном луге, загрязненном цезием – 137 / А. А. Романенко // Энтузиасты аграрной науки: Труды Кубанского ГАУ. – 2009. – Вып. 9. – С. 377-381.